c5.2.10 – Isotopi del carbonio e dell’ossigeno: un utile strumento per analizzare i flussi di CO2 ed H2O tra le piante e l’atmosfera

Ripullone F*(1), Borghetti M (1), Cernusak L (2), Farquhar G (2)

(1) Dip. Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell’Ambiente, Univ. BAS, v.le dell’Ateneo Lucano 10, 85100 Potenza – (2) Environmental Biology, Research School of Biological Sciences, Australian National University, Sullivan Creek Road, Canberra, Aus
Collocazione: c5.2.10 – Tipo Comunicazione: Presentazione orale
5° Congresso SISEF *
Sessione 2: “Foreste, clima e protocollo di Kyoto” *

Contatto: F Ripullone (rf464agr@unibas.it)

Abstract: Gli equilibri tra la quantita’ di carbonio presente nell’atmosfera, e quella immaggazinata nella biosfera e nei combustibili fossili potrebbero essere profondamente alterati a causa dell’aumento progressivo del rilascio di carbonio da questi ultimi nell’atmosfera. L’accumulo di CO2 nell’atmosfera sarebbe anche piu’ veloce se oceani ed ecosistemi terrestri non assorbissero una parte di quella emessa. Quantificare la CO2 assorbita da questi ‘sinks’ potrebbe fornire utili informazioni sul ciclo del carbonio. Recenti studi suggeriscono che le piante terrestri, potrebbero fornire questa opportunita’ grazie al potere che hanno di alterare profondamente il segnale isotopico della CO2 atmosferica, in particolare del d18O. La CO2 che entra nella foglia subisce principalmente due processi: i) discriminazione in modo sistematico contro la CO2 contenente l’isotopo stabile dell’ossigeno piu’ pesante, in modo che la CO2 atmosferica risulta piu’ arricchita in d18O; ii) scambio parziale o totale di atomi di ossigeno, durante la fotosintesi guidata dall’enzima ‘carbonic anhydrase’ (CA), con l’H2O dei cloroplasti evaporativamente arricchita in d18O e successivo ritorno nell’atmosfera (circa i 23). La stima del d18O fatta con i modelli esistenti comporta una serie di incertezze: i) eterogeneita’ dell’acqua fogliare dovuta all’effetto evaporativo che mescola il d18O tra l’H218O piu’ arricchita al sito di evaporazione e l’H218O piu’ impoverita proveniente dal suolo; ii) il calcolo della concentrazione di CO2 al sito di equilibrio tra CO2 e H2O; iii) il tasso dell’attivita’ catalitica dell’enzima CA. L’obiettivo di questa ricerca, e’ stato pertanto quello di investigare i fattori che controllano il frazionamento isotopico del carbonio e dell’ossigeno durante l’attivita’ fotosintetica in modo da poter interpretare il segnale del d18O della CO2 atmosferica a scala ecosistemica. In particolare, la ricerca: i) ha testato la applicabilita’ di due modelli per la stima dell’arrichimento isotopico dell’acqua fogliare (Péclet e Craig-Gordon) per una larga variabilita’ di condizioni ambientali (luce, temperatura fogliare, deficit della pressione di vapore e percentuale di ossigeno), ii) ha stimato il grado con il quale l’arrichimento evaporatiovo dell’isotopo dell’ossigeno nell’acqua fogliare e’ riflesso in quello della CO2 atmosferica.

Citazione: Ripullone F, Borghetti M , Cernusak L , Farquhar G (2005). Isotopi del carbonio e dell’ossigeno: un utile strumento per analizzare i flussi di CO2 ed H2O tra le piante e l’atmosfera . 5° Congresso Nazionale SISEF, Grugliasco (TO), 27 – 29 Set 2005, Contributo no. #c5.2.10