Le foreste ci parlano di cambiamenti climatici

Integrando dendrocronologia e telerilevamento si comprendono le performance di crescita radiali e fotosintetiche degli alberi

Nucleo di Quercus pubescens Willd. interessato da fenomeni di deperimento.

Santain Settimio Pino Italiano - Dottorato in Scienze Agrarie, Forestali e degli Alimenti.

Gli studi condotti negli ultimi anni mostrano che le anomalie climatiche (es. siccità e ondate di calore), ormai sempre più frequenti, si ripercuotono sui sistemi forestali causando fenomeni di deperimento e mortalità. Tali fenomeni possono provocare un conseguente cambiamento della struttura, composizione e distribuzione biogeografica delle foreste, compromettendo le funzioni insostituibili del bosco, come ad esempio la produzione di ossigeno, l’assorbimento di anidride carbonica, la conservazione della biodiversità, degli habitat, la difesa del suolo e molte altre funzioni essenziali. Questi effetti in futuro potrebbero provocare non solo ripercussioni ambientali ma anche sociali ed economiche, basti pensare che le foreste coprono il 30% delle terre emerse e contengono circa il 45% del carbonio terrestre. I fenomeni di deperimento e mortalità delle foreste si stanno verificando in tutto il mondo, ma in modo molto più intenso nel bacino del Mediterraneo in seguito ad una maggiore frequenza e durata dei periodi di siccità negli ultimi decenni.

Anche la Basilicata, con i suoi oltre 350.000 ettari di superficie boscata, è interessata da diversi fenomeni di deperimento. Un esempio è il bosco di Gorgoglione (MT) costituito prevalentemente da Quercus cerris L. e Quercus pubescens Willd., in cui sono state osservate condizioni di sofferenza con conseguente riduzione del tasso di crescita delle piante a partire dal 2000, a seguito del quale sono state registrate annate molto siccitose. Allo stesso modo, presso il sito di San Paolo Albanese (PZ) è stata rilevata una riduzione della vitalità di querceti di Quercus frainetto Ten. con riduzioni del tasso di crescita di circa il 40% in risposta a condizioni calde e secche verificatesi tra il 2002 e 2009. In particolare quest’ultimo sito è oggetto di studio nell’ambito del progetto PON “OT4CLIMA”, di cui è partner anche l’Università degli studi della Basilicata.

Le attività svolte nel progetto permetteranno di analizzare, con diverse metodologie, rilievi in situ e da remoto, lo stato di salute della vegetazione colpita da fenomeni di deperimento, al fine di ottenere informazioni riguardo queste dinamiche su scala regionale e sub-regionale. Ulteriori casi sono stati individuati presso il “Bosco Pantano” di Policoro (MT), tra gli ultimi boschi planiziali del sud Italia caratterizzato dalla presenza della Quercus robur L. notevolmente minacciata dagli effetti dei cambiamenti climatici e dall’attività antropica. Il bosco manifesta fenomeni di deperimento e mortalità molto preoccupanti, e per questo motivo la suddetta area rientra nel progetto “L’ultima foresta incantata” (finanziato dalla Fondazione CON IL SUD) che prevede una serie di interventi di ripristino delle condizioni favorevoli per la ricostituzione del bosco di farnia ed evitare l’estinzione di questa specie.

In tutti i casi gli esemplari arborei soggetti a disseccamento vengono interessati da fenomeni di embolia dei flussi linfatici e fame da carbonio “carbon starvation”, dovuta alla riduzione dell’attività fotosintetica che si verifica durante eventi estremi di siccità e ondate di calore. I popolamenti interessati da tali fenomeni spesso sono definitivamente stroncati da attacchi di tipo secondario ovvero: patogeni, funghi, insetti che si insediano facilmente in piante già sottoposte a stress fisiologico. Ciò potrebbe provocare una completa alterazione del paesaggio forestale, e si potrebbe assistere alla scomparsa delle specie autoctone presenti oppure alla completa sostituzione con altre specie, soprattutto arbustive, meglio adattate a climi caldi e secchi; in ultima opzione potrebbe verificarsi nessuna permanenza arborea o arbustiva con rilevanti perdite di biodiversità. Tali sintomi nel mondo vegetale potrebbero essere considerati come un vero e proprio segnale di allarme riguardo le variazioni climatiche in atto.

Come indagare sulle dinamiche forestali in risposta ai cambiamenti climatici

I suddetti fenomeni stanno diventando sempre più preoccupanti, per questo motivo è necessario capire come le foreste rispondono agli eventi climatici estremi e valutare la vulnerabilità delle stesse a tali fenomeni.

Uno dei progetti di ricerca del ciclo XXXVI del Dottorato in Scienze e Tecnologie Agrarie, Forestali e degli Alimenti, della Scuola SAFE dell’Università degli studi della Basilicata è focalizzato sullo studio della vulnerabilità delle foreste e sulla comprensione della loro resistenza, recupero e resilienza in risposta ai cambiamenti climatici. Questo studio interessa sei siti (figura 1) localizzati all’interno della regione Basilicata che hanno manifestato fenomeni di deperimento successivamente all’ondata di calore avvenuta nel 2017. I popolamenti analizzati presentano diversi sintomi quali, ingiallimenti fogliari, disseccamento apicale, abscissione dei rametti, ovvero sintomi riconducibili ad un complessivo stato di stress fisiologico.

Questa ricerca mira a studiare e valutare i pattern di vegetazione in seguito agli impatti da stress climatici, combinando due metodi: la dendrocronologia e il telerilevamento. La Dendrocronologia (dal greco dendron = albero e chronos = tempo) si occupa dello studio degli anelli annuali di crescita delle piante legnose, che sono un vero e proprio registro degli eventi climatici avvenuti nel tempo. Questo tipo di analisi viene eseguita estraendo delle carote legnose dalla pianta, con un apposito strumento la “Trivella di Pressler”, che vengono successivamente esaminate con un dendrocronografo (figura 2). L’analisi dendrocrolonologica consente di risalire con estrema precisione all’età degli alberi, ma anche di conoscere l’incremento radiale della pianta e come esso è stato influenzato, nel tempo, dal clima. Gli anelli di crescita più ampi identificano annate favorevoli, mentre gli anelli di crescita più stretti sono tipici di annate sfavorevoli, caratterizzate dunque da disturbi. In questo modo è possibile ottenere informazioni su lunghe serie temporali e analizzare le relazioni clima-crescita dei popolamenti analizzati in risposta a eventi climatici estremi. Lo studio dendrocronologico è fondamentale per esaminare le condizioni di crescita delle foreste su un’ampia scala temporale, tuttavia esso è applicabile solo su piccole aree e richiede notevoli risorse. Per queste ragioni è stato introdotto il telerilevamento satellitare, ovvero l’acquisizione di informazioni da remoto grazie ad appositi sensori istallati su satelliti che orbitano intorno alla Terra, con cui è possibile ottenere informazioni su larga scala spaziale ma con una minore risoluzione temporale.

Con il telerilevamento è possibile analizzate lo stato di salute delle piante applicando degli appositi indici vegetazionali, ovvero combinazioni algebriche di bande spettrali. Uno dei più noti indici è l’NDVI “Normalized Difference Vegetation Index”, che consente di comprendere l’efficienza dell’attività fotosintetica: valori dell’indice più vicini a zero indicano un cattivo stato di salute, mentre valori vicini a uno indicano un buono stato di salute della vegetazione (figura 3).

Dunque, integrando queste due metodologie (dendrocronologia e telerilevamento) è possibile comprendere le performance di crescita radiali e fotosintetiche degli alberi. In questo modo le foreste si comportano come una “scatola nera”, ovvero registrano e ci forniscono informazioni sugli anni in cui si sono verificati eventi estremi. Ad esempio nel sud-Italia si osserva complessivamente una riduzione della crescita della vegetazione già a partire dal 1990, con ulteriori riduzioni di crescita nel primo decennio del 2000, rispecchiando la frequenza di fenomeni siccitosi che hanno interessato questi ultimi anni (2000, 2001, 2003, 2007, 2012, 2017). Le informazioni acquisite consentono di comprendere non solo la vulnerabilità delle foreste a eventi climatici estremi, ma anche quali popolamenti o quali specie sono più resistenti o resilienti. In questo modo è possibile esaminare quale potrebbe essere la futura evoluzione del paesaggio forestale e favorire lo sviluppo di strategie di gestione adeguate a fronteggiare gli impatti dei cambiamenti climatici.

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