Le piante emettono una vasta gamma di composti volatili quali ad esempio l'ossido d'azoto, il monossido di carbonio e gli idrocarburi diversi dal metano (BVOC, composti organici volatili biogenici). I BVOC sono oggi oggetto di una crescente attenzione poiché essendo estremamente reattivi possono influenzare profondamente sia le proprietà fisiche che chimiche dell'atmosfera. La quantità globale di carbonio prodotta annualmente come BVOC è di circa 1.1 Pg ed è cioè dello stesso ordine di grandezza dell'emissioni di metano. L'emissioni di BVOC e l'assimilazione del carbonio, pur essendo strettamente connesse in molte specie forestali ed agro-forestali (che sono i maggiori produttori di BVOC), svolgono ruoli contrastanti nelle interazioni tra la biosfera e l'atmosfera. Infatti la vegetazione forestale ed agro-forestale svolge un ruolo chiave nella mitigazione dei cambiamenti climatici, poiché è una delle maggiori sink della CO2 atmosferica e costituisce circa il 90% della biomassa globale. I BVOC hanno al contrario un impatto negativo sulla chimica dell'atmosfera poiché essi svolgono un ruolo importante nella produzione di ozono ed aerosol troposferici. I BVOC reagiscono rapidamente nell'atmosfera con composti sia naturali che antropogenici e principalmente con gli NOx, causando la formazione di ozono troposferico e di smog fotochimico. Inoltre i BVOC influenzano i tempi di permanenza di altri gas serra (compreso il metano) e possono causare la formazione di aerosol secondari che sono una frazione del PM10 atmosferico. Quindi l'accurata identificazione delle specie emettitori di BVOC, l'inventario dell'emissioni e la loro quantificazione sono un punto chiave nelle scienze dell'atmosfera. Inoltre, a causa dell'importante ruolo svolto sia dell'emissioni di BVOC che dell'assimilazione del carbonio nell'interazioni biosfera-atmosfera, l'impatto dei cambiamenti climatici (contemporaneo aumento della temperatura e della [CO2]) sul ciclo biogeochimico del carbonio e sulla chimica dell'atmosfera è potenzialmente estremamente elevato. È quindi di vitale importanza approfondire la comprensione dei meccanismi di sintesi dei BVOC e delle risposte degli ecosistemi ai cambiamenti climatici per migliorare la nostra generale capacità di previsione delle future emissioni di BVOC.
L'Istituto sull'Inquinamento Atmosferico del CNR (CNR-IIA) è fortemente impegnato nello studio dell'impatto dei cambiamenti climatici sulla vegetazione. Recenti risultati pubblicati dal CNR-IIA hanno mostrato come i cambiamenti climatici possano avere effetti contrastanti sull'isoprene (il più importante BVOC, poiché ne costituisce circa il 50% ed ha una emivita inferiore ad un'ora) emesso dalla vegetazione forestale ed agro-forestale. È stato infatti dimostrato, in esperimenti condotti sul pioppo, che mentre l'elevate [CO2] possono ridurre l'emissioni di isoprene, l'elevate temperature al contrario possono aumentarle. I meccanismi alla base di queste risposte contrastanti non sono al momento noti, ma si pensa che esse possano essere modulate dalla respirazione. Per migliorare la comprensione di questi processi si stanno correntemente studiando le relazioni funzionali che intercorrono tra l'emissioni di isoprene e la respirazione in piante esposte ai cambiamenti climatici.
Focus