• cambiamento climatico
• carenza idrica
• fotosintesi
• inquinamento aria
• ozono
• Quercus cerris

Le piante in ambito urbano aiutano a migliorare la qualità dell’aria e, di conseguenza, la salute dell’uomo. In virtù degli effetti negativi indotti dal cambiamento climatico globale [tra i quali elevate concentrazioni di ozono (O3) e carenza idrica] soprattutto in città, vi è la necessità di monitorare e gestire in modo proattivo le aree verdi. Particolare attenzione deve essere rivolta alle specie presenti nel bacino del Mediterraneo, a causa delle caratteristiche meteo-climatiche di questo areale. In condizioni naturali, è complesso valutare la risposta delle piante a stress biotici ed abiotici, in quanto i fattori ambientali coinvolti possono agire in maniera sinergica o antagonistica. Per questo motivo, scopo del presente lavoro è stato lo studio degli effetti indotti da O3 e carenza idrica (singoli e in combinazione) sulle prestazioni ecofisiologiche di Quercus cerris, attraverso la simulazione in ambiente controllato di uno scenario ambientale previsto nel 2050. Sono stati analizzati i profili settimanali e circadiani degli scambi gassosi fotosintetici, della fluorescenza della clorofilla a e del potenziale idrico fogliare, oltre ad alcuni parametri biometrici in piante di tre anni di età soggette per 12 settimane consecutive a (i) O3 (80-100 ppb, 5 h giorno-1), (ii) carenza idrica (con approvvigionamento quotidiano di circa il 30% dell’evapotraspirato) e (iii) entrambi i fattori. Al termine dell’esposizione, soltanto gli individui sottoposti a stress idrico (singolo e in combinazione con O3) hanno manifestato sintomi fogliari. Il processo fotosintetico è stato modificato in maniera marcata: già dopo due settimane di fumigazione, lo scarso approvvigionamento in acqua determinava un calo della fotosintesi netta (A) rispetto ai controlli (-61,2% e -66,7%, rispettivamente nello stress idrico singolo e con O3). Tale riduzione rimaneva costante per l’intera durata della prova (come dimostrato anche dall’analisi degli andamenti giornalieri) ed era imputabile ad una concomitante chiusura degli stomi, come confermato dalla diminuzione della conduttanza stomatica [(gs), -53,3% e -52,8%, rispettivamente nello stress idrico singolo e in combinazione con O3]. Alle variazioni di tipo ecofisiologico potrebbero essere associate anche alterazioni a livello biochimico del processo fotosintetico: a partire dall’ottava settimana di trattamento, la concentrazione intercellulare di CO2 (Ci) non subiva variazioni statisticamente significative rispetto al materiale di controllo. È soltanto a partire dalla settima settimana di fumigazione che anche i soggetti esposti a O3 mostrano un decremento costante e significativo dei livelli di A e di gs (-28,8% e -58,4% rispetto ai controlli): le piante attivano un meccanismo di esclusione dell’O3 (avoidance). Poiché nella settimana successiva i valori di Ci non differivano in maniera statisticamente significativa da quelli del materiale mantenuto in aria filtrata, è evidente che il contaminante determinava anche un’alterazione a livello del mesofillo. In tutte le tesi il rapporto tra fluorescenza variabile e fluorescenza massima (Fv/Fm) non mostrava variazioni statisticamente significative per l’intera durata della fumigazione (per quanto riguarda il profilo sia settimanale che giornaliero): i valori di tale parametro rientrano nel range ottimale definito in letteratura per una pianta sana. Le misure di potenziale idrico fogliare condotte all’alba confermavano che effettivamente gli individui sottoposti ad uno scarso approvvigionamento di acqua (anche in combinazione con O3) sono in una reale condizione di sofferenza [-1,7±0,35 (carenza idrica) e -2,7±0,50 (carenza idrica + O3) invece di -0,3±0,08 MPa nel controllo). In base alle analisi dei parametri biometrici, è stato osservato che lo stress idrico (singolo e combinato con O3) influenzava negativamente il peso secco dell’intera pianta, con effetto marcato sulla parte epigea (fusti e foglie). L’O3 determinava esclusivamente una riduzione a carico dell’apparato fogliare (in termini di numero e peso). Dai risultati conseguiti è possibile evincere come sia lo stato idrico, piuttosto che l’inquinante, a determinare i maggiori effetti dannosi sullo sviluppo vegetativo di Q. cerris. Tale essenza, pertanto, può essere inserita in ambito urbano anche in presenza di livelli medio-alti di O3, purché sia assicurato un adeguato rifornimento idrico (artificiale o naturale).

Lavoro svolto nell’ambito del progetto PRIN 2010-2011 TreeCity