Il clima non è sempre il fattore principale che determina la quantità di acqua e le modalità di movimento dei flussi idrici nei bacini idrografici forestali a scala globale: fattori pedologici, topografici, geologici, vegetazionali e legati alle condizioni idrologiche iniziali esercitano spesso un effetto pari se non maggiore sui processi di generazione di deflusso in questi ecosistemi, e cambiano la loro influenza a seconda del regime di precipitazione. È questo il più rilevante risultato cui approda lo studio “Controls on runoff processes in forested catchments worldwide” di Daniele Penna, professore di Idrologia Forestale presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari, Ambientali e Forestali (DAGRI).
La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Water, non si limita a mettere in discussione alcune delle ipotesi più radicate dell’idrologia di bacino in ambito forestale, ma ne ribalta completamente la prospettiva, cercando nelle interazioni tra acqua, suolo, roccia, vegetazione e clima, i fattori che governano il movimento dell’acqua e dunque la sua disponibilità a livello mondiale.
In un mondo che affronta una crescente variabilità climatica – il cosiddetto weather whiplash, ossia l’alternanza sempre più frequente tra periodi molto secchi e molto umidi — e un incremento della pressione sulle risorse idriche, questo studio contribuisce evidenziando l’urgenza di riconoscere la complessità funzionale e l’eterogeneità dei bacini forestali per poterli gestire e proteggere al meglio. Tali ecosistemi coprono, infatti, circa un terzo delle terre emerse e rappresentano veri e propri hotspot idrologici: forniscono gran parte dell’acqua dolce di elevata qualità, regimano le acque durante eventi di piena, regolano la disponibilità idrica durante le siccità, riducono il rischio di franamento superficiale e sostengono servizi ecosistemi fondamentali per la società.
La comprensione dei meccanismi fisici che trasformano pioggia e neve fusa in deflusso è rimasta, fino ad oggi, molto frammentaria a causa di ricerche sperimentali e/o modellistiche spesso circoscritte al singolo bacino o, in certi casi, alla comparazione tra diversi bacini, ma mai inquadrate in una cornice globale per uno sguardo d’insieme. Per superare tale visione limitata, sebbene foriera di una grande ricchezza di dati a livello locale, e meglio capire quali siano i fattori che determinano in che modo l’acqua si muove all’interno di questi sistemi a livello mondiale, il prof. Penna ha elaborato una sintesi che per la prima volta si basa sull’analisi sistematica e integrata di dati, su scala globale, derivanti da 691 bacini idrografici forestali riportati in 267 studi scientifici pubblicati in oltre 30 anni di ricerche.
In particolare, lo studio verifica esplicitamente otto ipotesi sulla generazione di deflusso, sulla risposta dei corsi d’acqua in ecosistemi forestali agli apporti meteorici, e sulla capacità predittiva dei modelli idrologici generalmente utilizzati. Mentre alcuni risultati rafforzano concetti già noti, come la prevalenza del movimento dell’acqua per vie sottosuperficiali e il ruolo delle acque di falda nell’alimentare i corsi d’acqua, altri rivelano nuove conoscenze: ad esempio, l’ubiquità, indipendente da fattori climatici, di processi a soglia legati al contenuto idrico del suolo, per cui si generano elevati deflussi al di sopra di un certo valore di umidità del suolo, e il ruolo della vegetazione e della struttura topografica, in aggiunta a quello delle proprietà del suolo e climatiche, sul collegamento di flussi idrici sottosuperficiali tra i torrenti e i versanti.
Particolarmente sorprendente è l’evidenza del ruscellamento superficiale, che per decenni si è ritenuto essere quasi assente nei bacini forestali. Lo studio mostra, invece, che tale processo è presente in una quota significativa di bacini a livello globale. Inoltre, in molti casi, il deflusso superficiale si genera perché l’intensità della pioggia supera la capacità di infiltrazione del suolo, e non perché il suolo sia già saturo: un risultato che ribalta la tradizionale visione che riporta il primo tipo di processo quasi esclusivamente ad ambienti aridi e/o non vegetati.
Oltre ai risultati scientifici, la ricerca mette a disposizione pubblicamente una banca dati globale sui bacini forestali che rappresenta una risorsa preziosa non solo per la comunità scientifica ma anche per gli amministratori del territorio. L’analisi di questi dati, infatti, può mostrare ulteriori evidenze sui principali fattori che determinano la disponibilità di acqua superficiale e sottosuperficiale e sulle relazioni funzionali acqua-foresta, fornendo così indicazioni concrete per la gestione delle risorse idriche in ecosistemi forestali
Daniele Penna: “Questo studio integra e sintetizza, per la prima volta nella letteratura idrologica, decenni di studi scientifici sperimentali e modellistici effettuati in bacini idrografici forestali a livello globale, rivelando nuove conoscenze sul ruolo interconnesso svolto da diversi fattori biotici e abiotici sulla generazione di deflusso in questi fondamentali ecosistemi”.
