Effetti ed impatti degli incendi

Le notizie che sono state riportate sul comportamento dell’incendio propagatosi principalmente fra il 23-25 luglio 2021 nel centro-ovest Sardegna (e non ancora del tutto spento) lasciano sgomenti per la velocità ed intensità sprigionata dall’evento. Ci si interroga da più fronti sugli impatti (economici, sociali, ecosistemici) che un evento di questa portata (definito “mega-fire”) ha sul territorio.

In questo contributo al #focusincendi della SISEF vogliamo pertanto dedicare uno spazio alla comprensione degli effetti degli incendi sui sistemi naturali e sull’atmosfera, lasciando però la componente economica e antropica ad ulteriori approfondimenti.

Gli effetti generati dal passaggio del fuoco possono essere misurati e classificati in termini temporali, a seconda che si manifestino immediatamente o più a lungo termine (anche detti effetti di primo e secondo ordine), ed in termini spaziali, con ripercussioni all’interno dell’area percorsa dalle fiamme e/o nelle zone limitrofe.

Gli effetti di primo ordine sono il diretto risultato del processo di combustione, delle condizioni precedenti l’evento e dell’ambiente circostante. Ne sono esempi il danneggiamento o la morte delle piante, il consumo di combustibile, la produzione di fumo e il riscaldamento del suolo[1]. Gli effetti di secondo ordine, che si possono verificare in un periodo di tempo molto più lungo, dai giorni ai mesi fino ai decenni, sono il risultato indiretto del fuoco e di altri processi conseguenti come le condizioni climatiche generali, le interazioni con possibili attacchi patogeni da parte di insetti, l’uso del suolo e la disponibilità di semi nel terreno. Esempi di effetti di secondo ordine sono i fenomeni erosivi, la dispersione del fumo e la successione vegetazionale.

Gli effetti a carico della vegetazione sono correlati al comportamento del fuoco, a sua volta influenzato dalle caratteristiche della vegetazione (oltre che dalle condizioni meteorologiche e orografiche), in termini di condizioni generali precedenti l’evento, capacità rigenerative e soprattutto dalla sua maggiore o minore omogenea distribuzione nello spazio verticale e/o orizzontale[2]. Le specie con adattamenti agli incendi sono dette pirofite e possono essere distinte in passive (resistenti al fuoco grazie a specifiche caratteristiche anatomiche, come l’ispessimento della corteccia o la suberizzazione) o attive (che si rigenerano per pollone, radici o rizomi, come l’erica arborea o il corbezzolo). Le pirofite attive generative, come molte specie di Cistaceae e Leguminosae, invece si rinnovano in massa per seme anche stimolate dalla temperatura o dal fumo dell’incendio[3]. La serotinia, cioè il rilascio dei semi al verificarsi di una particolare condizione ambientale, è caratteristica di alcune conifere come Pinus halepensis Mill. o Pinus brutia Ten.

Le modifiche che un incendio apporta alle caratteristiche del suolo sono di carattere chimico e biologico e nel loro insieme si riflettono sulla fertilità. Si registrano infatti modifiche transitorie al pH negli strati più superficiali del terreno, che entra nel campo della basicità per un breve lasso di tempo. Anche il carbonio e gli elementi nutritivi subiscono delle variazioni in seguito al passaggio del fuoco. Se l’azoto viene in parte volatilizzato, il fosforo aumenta fino a cinque volte il valore iniziale e si mantiene sopra il livello originario per tempi assai più lunghi rispetto agli altri elementi nutritivi. La diminuzione della materia organica peggiora la struttura del terreno forestale e di conseguenza la sua capacità di trattenere l’acqua. Subito dopo il passaggio del fuoco si forma uno strato di cenere finissima che rende il suolo momentaneamente idrorepellente. In concomitanza con eventi piovosi intensi questa situazione, a cui si somma una maggiore precarietà del sistema di ancoraggio del sistema pianta-suolo-roccia, può provocare anche l’innesco di fenomeni erosivi che modificano le condizioni di stabilità dei versanti[4].

Fin dagli anni ’80, le emissioni da incendi boschivi sono state riconosciute come uno degli effetti primari più importanti da determinare poiché hanno un significativo impatto non solo sulla qualità dell’aria, sulla salute umana e sulla sicurezza degli operatori durante le attività di spegnimento, ma anche sul bilancio del carbonio dalla scala locale a quella globale, sul bilancio radiativo e sui cambiamenti climatici.

In prossimità di un incendio la concentrazione di inquinanti atmosferici risulta essere oltre i limiti raccomandati dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), in particolare per particolato (PM_2.5), monossido di carbonio (CO) e biossido di azoto (NO₂). L’esposizione prolungata a questi fumi promuove una risposta infiammatoria, con un picco durante la prima settimana dopo l’esposizione, che diminuisce entro la seconda settimana[5].

Ma qual è il contributo delle emissioni rilasciate dagli incendi sull’insieme delle emissioni, include quelle prodotte dall’uomo? Secondo l’inventario CORINAIR90, gli incendi forestali contribuiscono in Europa per lo 0.2% delle emissioni di NOx, 0.5% di NMVOC (non-methane volatile organic compounds), 1.9% di CO e 0.1% di NH3. E’ stato stimato le emissioni di particolato (PM_2.5) dovute ad incendi boschivi nel Sud Europa durante l’agosto 2003 fosse confrontabile con le emissioni antropogeniche, con significativi impatti sul bilancio radiativo[6]. Secondo il Sistema Europeo di Informazioni sugli Incendi (EFFIS, http://effis.jrc.it/), le emissioni di CO₂ durante i catastrofici eventi del 2007 in Grecia sono variate di circa 4.5 Mt, rappresentando in alcuni casi anche il 4% delle emissioni totali di CO₂ in quel Paese. A livello globale, si stima che l’immissione media di gas a effetto serra in atmosfera sia pari a circa 11 Gt CO₂ equivalenti annue, a fronte di un totale di emissioni antropiche pari a circa 36.2 Gt CO₂-eq per anno. Si stima inoltre che la combustione della biomassa contribuisca per il 30% all’immissione in atmosfera di gas a effetto serra, contro il 54% causato dalle attività antropiche[7]. In Italia un recente studio modellistico condotto dall’Università di Sassari e dalla Fondazione CMCC ha stimato le emissioni medie annue di CO₂, dovute agli incendi boschivi per il periodo 2007-2017, pari a circa 1.580 gigagrammi (Gg). Per avere un termine di paragone, le emissioni stimate per il 2017 (poco più di 3.600 Gg) corrisponderebbero a circa il 3,5% delle emissioni rilasciate dai trasporti sempre nello stesso anno (103.000 Gg CO₂ eq)[8].

Concludiamo quindi sottolineando quanto gli studi e le valutazioni degli effetti degli incendi boschivi, abbinati a modelli e sistemi di supporto alle decisioni, siano cruciali per tutta una serie di aspetti che vanno dalla ricostituzione post-incendio alla gestione del suolo, dalla qualità dell’aria ai cambiamenti climatici -con implicazioni anche politiche a livello del protocollo di Kyoto e nel contesto del UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change)- e in generale per comprendere sempre meglio come e dove agire per mitigare i futuri impatti attraverso il governo integrato del territorio in un contesto di adattamento ai cambiamenti climatici e sostenibilità ambientale.

[1] Reinhardt E.D., Keane R.E., Brown J.K. 2001 – Modeling fire effects. International Journal of Wildland Fire 10 373-380.

[2] Eufirelab 2003 – Wildland fires Impacts: a State of the Art. Eufirelab progect Deliverable D-04-03.

[3] Moreira, Bruno & Tormo, Jaume & Estrelles, Elena & Pausas, J. (2010). Disentangling the role of heat and smoke as germination cues in Mediterranean Basin flora. Annals of botany. 105. 627-35. 10.1093/aob/mcq017.

[4] Canu, Annalisa, Arca, Bachisio, Pellizzaro, Grazia, Pintus, GianValeriano, Ferrara, Roberto, Duce, Pierpaolo. (2017). Wildfires and post-fire erosion risk in a coastal area under severe anthropic pressure associated with the touristic fluxes.

[5] Dorman, S. C., and Ritz, S. A. Smoke exposure has transient pulmonary and systemic effects in wildland firefighters. Journal of Respiratory Medicine, 2014. 2014.

[6] Hodzic, A., Madronich, S., Bohn, B., Massie, S., Menut, L., and Wiedinmyer, C. Wildfire particulate matter in Europe during summer 2003: meso-scale modeling of smoke emissions, transport and radiative effects. Atmospheric Chemistry and Physics, 7(15), 4043-4064. 2007.

[7] Xi-Liu YUE, Qing-Xian GAO (2018) Contributions of natural systems and human activity to greenhouse gas emissions,

Advances in Climate Change Research, 9(4): 243-252 https://doi.org/10.1016/j.accre.2018.12.003.

[8] Scarpa (2020) “Analysis of the uncertainties in modeling and inventoring greenhouse gases and particulates from vegetation burning fire emissions”. Tesi di Dottorato in Scienze Agrarie. Curriculum “Agrometeorologia ed Ecofisiologia dei Sistemi Agrari e Forestali”. Ciclo XXXII. Università degli Studi di Sassari. Anno Accademico 2018/2019