Le radici aumentano la capacità di immagazzinamento idrico nel terreno

"Sulla base di tutti gli studi fino ad ora eseguiti, i boschi sembrano svolgere un’azione estremamente positiva nel mitigare i rischi connessi con le inondazioni". Questa citazione è da attribuire al Prof. Arnold Engler, che si è occupato di ricerche scientifiche sull’effetto protettivo delle foreste contro le inondazioni fin dal 1903, pubblicando i relativi risultati nel 1919. L'ipotesi che la copertura forestale possa prevenire o almeno contenere le inondazioni, ha portato già durante il 19° secolo ad attuare importanti azioni di rimboschimento su larga scala, allo scopo di tutelare anche da un punto di vista giuridico, i boschi della Svizzera (Legge sulla Polizia delle Foreste del 1876).

Nel corso degli ultimi decenni l’esperienza ha tuttavia dimostrato che, la protezione contro le alluvioni da parte delle foreste non è assolutamente implicita. Sulla base delle conoscenze disponibili attualmente, il contributo sulla protezione dalle inondazioni esercitato dai boschi dipende dello stato delle foreste ed è pertanto determinato dalle condizioni stazionali e dalla struttura dei popolamenti boschivi (specie e struttura per classi di età), oltre che delle proprietà dei suoli. Lüscher e Zürcher (2003) ipotizzano che l'effetto di prevenzione dalle inondazioni esercitato dalle foreste è più elevato laddove i terreni sono meno permeabili e quando la profondità dei suoli è da media a elevata. Di grande importanza in tale ambito sono le radici degli alberi, che formano un sistema di cavità nel terreno in grado di assorbire molta acqua (Lange et al. 2010).

Un progetto dell’Istituto Federale di Ricerca WSL e del Dipartimento di Geografia dell'Università di Berna ha studiato l'influenza delle radici sulla capacità del suolo di immagazzinare acqua in una foresta prealpina composta da abeti bianchi, abeti rossi e mirtillo, situata in prossimità della Regione del Gantrisch, a circa 30 km a sud di Berna (Fig. 1). A causa del livello elevato delle acque sotterranee nelle falde acquifere e nei pendii, durante le piogge in questa regione i suoli raggiungono rapidamente il livello di saturazione. Per tale motivo la questione della protezione dalle inondazioni da parte di queste foreste assume un interesse particolare.

I ricercatori hanno condotto esperimenti di irrigazione e misurazioni dei sistemi radicali. Irrigazioni intense e di breve durata simulano le forti piogge che, con tale intensità, si verificano naturalmente solo ogni 100 anni circa (Fig. 3). Considerato che le inondazioni si verificano in particolare quando il contenuto di acqua nei suoli è già molto elevato, lo spazio nel suolo costituito dai pori era già stato pre-saturato prima dell’avvio degli esperimenti. La capacità di immagazzinaggio di acqua nel terreno era pertanto limitata ai pori più grandi. Durante gli esperimenti di irrigazione controllata, i contenuti idrici nel suolo sono stati registrati a diverse profondità. Infine, sono stati prelevati campioni di radici.

Nello strato superiore del suolo di 10 cm, la densità delle radici era molto elevata. In media sono state trovate radici per una lunghezza media di 1,26 cm per centimetro cubo di terreno. Questo corrisponde a ben 12,6 km radici per metro cubo di terreno! Tuttavia, la densità delle radici diminuiva rapidamente con la profondità del suolo. Già a 30 cm di profondità essa ammontava solo circa al 15% di quella presente tra i 0 e i 10 cm (Fig. 4).

E’ noto che l'abete rosso ha difficoltà a colonizzare gli orizzonti del terreno parzialmente saturi d'acqua e che sui suoli bagnati tende a formare apparati radicali molto superficiali. I livelli di acqua elevati presenti nelle falde acquifere e nei pendii della regione oggetto dello studio, limitano il radicamento dell’abete rosso negli strati più profondi dei terreni. Circa il 90% di tutte le radici registrate erano radici fini, con un diametro fino a 2 mm. I sistemi radicali fini dell’abete rosso e dell’abete bianco si rinnovano in media ogni anno e, quando muoiono, lasciano all’interno del terreno un sistema cavità che funge da spazio per immagazzinare l’acqua. In base alle misurazioni idriche nel suolo è possibile calcolare le capacità di invaso d’acqua, vale a dire i quantitativi di acqua che il terreno è in grado di immagazzinare.

L’andamento della capacità d’invaso in relazione alla profondità del terreno è paragonabile a quello della densità delle radici: aumentando la profondità del terreno, la sua capacità di immagazzinare acqua si riduce (Fig. 5). Circa metà del volume totale di acqua si deposita nei 20 cm superiori del suolo. Al di sotto dei 50 cm di profondità, la capacità di immagazzinare acqua corrisponde a meno di 1 mm per 10 cm di profondità del suolo. Rispetto all’intero profilo del terreno, questi strati profondi giocano quindi un ruolo secondario in termini di capacità di immagazzinamento idrico. L’analisi delle strutture dei suoli supporta questi dati acquisiti con le misurazioni. A partire da 25 cm circa di profondità, tutti i tipi di terreni esaminati hanno evidenziato dei periodi prolungati in condizione di saturazione idrica (con caratteristiche tipiche dei suoli saturi d’acqua, come la formazione di concrezioni di manganese e di ferro, vedi Fig. 6). Questo suggerisce che gli strati del suolo più profondi, in caso di presenza di elevate quantità di acqua nel suolo, sono generalmente saturi d’acqua e che quindi difficilmente riescono ad immagazzinare ulteriori quantitativi di acqua.

E' noto che i boschi, grazie al loro denso strato delle chiome, proteggono meglio i suoli dall’azione delle piogge, rispetto a condizioni di campo aperto. Una parte delle precipitazioni evapora direttamente all’interno delle chiome e, grazie a un’azione di intercettazione, non raggiunge neppure il terreno. I suoli forestali, prima del sopraggiungere delle precipitazioni, sono quindi in gran parte asciutti e sono in grado di assorbire più acqua rispetto ai prati o ai campi coltivati. Tuttavia l'intercettazione perde di importanza con l’aumento delle precipitazioni.

La capacità di trattenere l'acqua da parte del terreno dipende da molte proprietà del terreno stesso. Oltre alla porosità totale, determinanti sono la composizione granulometrica del suolo (in termini di frazioni di sabbia, limo e argilla) e la densità del radicamento. In questa ricerca si è constatato che la capacità di ritenzione idrica è stata determinata principalmente dai sistemi radicali, poiché una densità delle radici superiore ha aumentato la capacità di immagazzinaggio di acqua da parte del suolo. Nei terreni saturi d'acqua, le radici sono palesemente il fattore più importante nella formazione di cavità in grado di catturare e immagazzinare l'acqua piovana. Pertanto le foreste proteggono il suolo dalle precipitazioni, non solo attraverso lo strato delle chiome, ma aumentano altresì la sua attitudine protettiva contro le alluvioni e le inondazioni grazie a un efficiente sistema di pori nel terreno, generatosi durante lo sviluppo delle radici.