Application of isotope discrimination techniques to evaluate the functional response of Mediterranean coppices to high-forest conversion cut

Abstract

Application of isotope discrimination techniques to evaluate the functional response of Mediterranean coppices to high-forest conversion cut.Discrimination of stable isotopes of carbon and hydrogen provides an effective tool for interpreting time-integrated responses of plants to environmental conditions and delineate sources of plant water uptake. In this work, isotopic analyses were carried out in two Mediterranean oak forests in which a thinning experiment on replicated plots has been performed. Changes in carbon isotope discrimination suggests an increase of water use efficiency soon after thinning. Together with changes in the hydrogen isotopic composition in xylem sap, this may suggest that trees are able of a rather prompt physiological acclimation to cope effectively to new environmental conditions and changes in resource availability. Keywords IntroduzioneLa gestione dei boschi cedui nell'area mediterranea, dopo la crisi degli anni '50, si è andata caratterizzando per successivi adattamenti ai mutamenti economici e sociali, sia con adeguamenti del trattamento, sia con la scelta di opzioni colturali diversificate. Queste ultime si sono tradotte nella sospensione delle utilizzazioni, che hanno determinato il cosiddetto "invecchiamento" dei cedui, e nell'avviamento all'alto fusto, che ha interessato sopratutto le zone di proprietà pubblica (Amorini et al. 1996a).L'attuale presenza sul territorio di queste realtà colturali non è ancora consistente, ma la tendenza in atto a valorizzare anche le funzioni non produttive del bosco fa presumere un loro incremento nel prossimo futuro, unitamente ad una revisione complessiva del trattamento selvicolturale delle formazioni di origine agamica. Numerosi studi sono stati focalizzati sugli aspetti tecnici di questa opzione selvicolturale, con importanti applicazioni pratiche sulla gestione forestale pubblica. Per contro, le conoscenze scientifiche dell'impatto dei trattamenti di conversione sulla funzionalità e l'efficienza d'uso delle risorse di questi ecosistemi (efficienza d'uso dell'acqua, efficienza fotosintetica ed efficienza d'uso dell'azoto) sono limitate. Quando, invece, l'opportunità di applicare opzioni gestionali diversificate impone la definizione di tecniche di trattamento fondate sulla valutazione di parametri non solo produttivi ma anche di ordine funzionale.Oggigiorno sono disponibili nuovi strumenti di indagine per studiare la risposta degli alberi e dei popolamenti forestali alla variazione dei fattori ambientali. Tra questi, di particolare rilevanza è l'uso degli isotopi stabili del carbonio e dell'idrogeno, per la loro capacità di integrare nel tempo le risposte a livello di processi fisiologici e per l'idoneità ad essere utilizzati anche in schemi di indagine che prevedano campionamenti intensivi.I valori di discriminazione dell'isotopo stabile del carbonio 13 rispetto al carbonio 12, più abbondante in natura, e del deuterio rispetto all'idrogeno, possono fornire importanti indicazioni, rispettivamente sul rapporto tra assimilazione fot...

Cambiamento globale selvicoltura e sperimentazione

“…All'uopo, particolarmente auspicabile è il coordinamento sinergico tra Enti di ricerca, istituzioni accademiche e amministrazioni con competenze nel settore forestale, a livello nazionale e regionale. Temi di peculiare attualità nel nostro Paese in relazione al cambiamento globale sono, a esempio:  gli interventi colturali per incrementare la resilienza ai vari tipi di disturbi che si accentueranno in seguito ai cambiamenti climatici (Seidl et al, 2017): l'argomento non riguarda solamente il caso dei danni da vento (Motta et al, 2018) o da incendi (Corona et al, 2015), ma va esteso anche alle problematiche biotiche, a esempio alle sempre più massive gradazioni di insetti (Tortrix viridana, Limantria dispar, Thaumatopoea processionaea) e aumentato rischio di deperimento da Biscogniauxia nei querceti;  la regolazione della densità dei popolamenti per mitigare gli effetti del crescente stress da siccità e aridità: è un tema su cui si è cominciato a lavorare in varie parti nel mondo (Sohn et al, 2016) e per il quale si hanno evidenze empiriche e qualche pregevole specifica esperienza anche nel nostro Paese (a esempio: Cantore e Iovino, 1989, Cinnirella et al, 1995, Compostella e Iovino, 1999, che si tratta ora di sistematizzare, a esempio per quanto riguarda i rimboschimenti e i cedui in conversione (Di Matteo et al, 2005);  l'effetto sulla pasciona (mast-seeding) dell'interazione tra cambiamento climatico (variazione della lunghezza delle stagioni vegetative, gelate, ecc. : Ascoli et al, 2017) e interventi colturali (Cutini et al, 2015), il cui interesse è legato al fatto che la maggior parte dei sistemi selvicolturali applicati in Italia sono finalizzati alla rinnovazione naturale gamica e quindi condizionati dalla produzione di seme, la quale a sua volta ha riflessi anche sulle catene trofiche in bosco (a esempio, cinghiali: Bisi et al, 2018);  lo sviluppo di pratiche selvicolturali atte a creare o mantenere microhabitat in bosco, sia in termini di alberi vivi che di legno morto, nella considerazione che, in termini qualitativi ai fini della funzionalità forestale, è, in genere, più importante l'attenzione a ciò che viene lasciato in bosco (le cosiddette legacies: Kohm e Franklin, 1997) rispetto a ciò che viene prelevato;  la gestione dei boschi di neoformazione: rappresentano una porzione rilevante del patrimonio forestale nazionale e in ambienti quali quelli prealpini (in cui è frequente l'invasione dell'aceri-frassineto) o centro-appenninici (in cui si registra l'ingresso del ciliegio o della rovere), può, in vari casi, essere necessario intervenire per favorire lo sviluppo di boschi diversificati e resilienti e, ove opportuno e possibile, valorizzare le specie arboree con legno di maggior pregio (Ferretti et al, 2019);  la gestione delle foreste urbane e periurbane, dove gli interventi colturali sono finalizzati a ottimizzare il ruolo degli alberi come fornitori di utilità ecosistemiche (a esempio: fitodepurazione, controllo sul microclima e sull'isola di calore) e garantire, al contempo, appropriati standard di sicurezza nei confronti dei cittadini (Salbitano et al, 2016);  ecc.…”

C and N concentrations in different compartments of outgrown oak coppice forests under different site conditions in Central Italy

“…The higher phytomass at the older site proves to be attributable to the higher site quality and related growth dynamics. Both sites exhibited site differences as specific leaf area (SLA) too (Cutini 1996;Di Matteo et al 2005), with Caselli showing higher SLA values than P. Pievano. Common attribute to lightdemanding species as Turkey oak in the case is the early occurrence of tree mortality when compared with shade-tolerant spp.…”