Progetto

progetto: PNRA16_00224

   
acronimo
responsabile NICOLETTA CANNONE
ente di appartenenza UNIVERSITà DELL'INSUBRIA
descrizione
Questo progetto analizza gli impatti del Cambiamento Climatico (CC) e le risposte degli ecosistemi terrestri in Antartide marittima e in Penisola Antartica, tra le regioni che hanno subito il più intenso riscaldamento a livello globale. Questo argomento è stato individuato come priorità per la ricerca scientifica dei prossimi 20 anni dalla roadmap per l’Antartide ed è uno dei focus principali del programma di ricerca SCAR AnT-ERA. Il nostro progetto si focalizza sull’analisi del sistema vegetazione-permafrost in quanto molto sensibile al CC e si sviluppa in collaborazione con il British Antarctic Survey, con attività presso Signy Island e Rothera (qui solo mantenimento del monitoraggio di lungo termine), nell’ambito di un network di monitoraggio a lungo termine esteso anche in Antartide continentale e in Artico (Isole Svalbard) Dal 1960 l’Isola di Signy ha subito un trend di riscaldamento ed un forte aumento delle precipitazioni liquide. Le attività di ricerca fino ad ora intraprese hanno permesso di determinare che in risposta agli impatti del CC a Signy I. le due principali specie di piante vascolari, Deschampsia antarctica (DA) and Colobanthus quitensis hanno subito una forte espansione dal 1960 ad oggi, sebbene con impatti inattesi tra cui la mancata espansione verso quote superiori nonostante la disponibilità di terreni deglaciati. Questo progetto si focalizza su alcune principali domande scientifiche: Il permafrost sta subendo processi di degradazione causati dal CC a Signy I.? Come sta variando lo spessore dello strato attivo? Quali sono i fattori che impediscono la migrazione verso quote superiori di DA a Signy I. e qual è il ruolo potenziale della degradazione del permafrost e degli altri driver abiotici? Quali sono i più efficaci fattori climatici ed ambientali tra precipitazioni liquide, neve, temperature e disponibilità di nutrienti nell’indurre i cambiamenti della vegetazione? Quali sono le componenti vegetali più sensibili tra muschi, licheni e piante vascolari (DA) ed a quali dei fattori sopra menzionati? Il CC attuale è in grado di modificare i pattern di colonizzazione del biota antartico analogamente a CC del passato? Per rispondere a queste domande proponiamo un progetto di ricerca basato su un approccio multidisciplinare che accoppia a) la prosecuzione ed implementazione dell’esistente monitoraggio di lungo periodo di vegetazione, permafrost e strato attivo e b) la prosecuzione e l’attivazione di nuovi esperimenti di manipolazione sia in campo che in laboratorio per la simulazione di differenti potenziali impatti del CC in futuro. Per determinare se il permafrost si sta degradando, analizzeremo lo stato attuale dello strato attivo (spessore) in siti rappresentativi delle principali condizioni ambientali dell’Isola di Signy con prospezioni geofisiche e confronteremo questi dati con le cartografie geomorfologica, del permafrost e pedologica realizzate nel corso del precedente progetto (Guglielmin et al unpublished). Per identificare i fattori responsabili dei pattern inattesi di cambiamento osservati in D. antartica dal 1960, installeremo due transetti lungo un gradient altitudinale per analizzare risposte e performance di DA attraverso a) monitoraggio di lungo termine e b) esperimenti di manipolazione in campo (riscaldamento, addizione di nutrienti) per comprendere gli inattesi pattern di cambiamento di questa specie osservati a Signy I. in risposta al CC dal 1960. Le analisi su DA comprenderanno analisi della composizione chimica ed isotopica, risposte fisiologiche, caratterizzazione dell’ambiente abiotico (strato attivo, caratterizzazione fisico-chimica ed isotopica del suolo) sia nei siti di monitoraggio che di manipolazione. Per individuare i fattori ambientali più efficaci nell’indurre variazioni di vegetazione, realizzeremo esperimenti di manipolazione in campo per confrontare l’effetto di a) riduzione delle precipitazioni, b) ridistribuzione del manto nevoso, c) addizione di nutrienti, d) riscaldamento . Queste manipolazioni saranno effettuate su diverse componenti chiave della vegetazione per confrontare la sensibilità di muschi vs. licheni vs Deschampsia antarctica rispetto agli stessi input climatici ed ambientali. Le risposte di muschi e licheni saranno valutate con analisi delle performances fisiologiche, analisi della composizione chimica ed isotopica delle biomasse e dei suoli. Contribuiremo alla comprensione degli eventi del passato per fornire indicazioni sulle risposte dei futuri ecosistemi nell’ambito delle priorità di Ant-ECO. Saranno ricostruiti i pattern della passata colonizzazione di D. antartica a Signy I. attraverso datazioni e ricostruzioni dell’evoluzione e deglaciazione Olocenica del paesaggio.