Resilience and turnover in high-altitude ecosystems in Central Apennines

Abstract

This P.h.D thesis investigated how and when the high-mountain vegetation in Central Apennines has changed during the last decades in relation with recent global climate and land use changes. This aim was achieved through: 1) the creation and updating of a geo-database of phytosociological relevés named VIOLA (VegetatIOn of centraL Apennines), carried out during the last six decades (1955-2014) in central Apennines above the forest-line and the ecological analysis of the stored data; 2) applying the diachronic analysis of plant species composition, structure and ecology of EC habitats 4070*, 6170 and 8120 in Majella and Gran Sasso massifs, using abundance/frequency values of diagnostic and common plant species of target habitats across the last five decades; 3) performing the re-survey of historical phytosociological relevés of high elevation vegetation of Mt. Majella and analyzing plant species changes in composition, structure and ecology in the last forty-years period; 4) analysis of vegetation cover value and temperature data recorded in the permanent plots of Mt. Majella and Mt. Matese of GLORIA/MEDIALPS network during the last decade. The results of the multi-temporal analysis underline the presence of significant changes in species composition, structure and ecology of high mountain plant communities. During the last decades, a consistent expansion of warmth demanding and nutrient demanding plant species and, a decrease of cold adapted taxa, coupled with the increase of hemicryptophytes and dwarf-shrubs occurred. Our results, based on long-term data obtained by the re-visitation of historical vegetation records, reinforce previous short-term observations for reporting changes on plant composition of high-mountain habitats related with climate in Mediterranean mountains.

Questa tesi di dottorato ha indagato sui cambiamenti che hanno interessato la vegetazione di alta quota in Appennino centrale come conseguenza del recente riscaldamento climatico e dei cambiamenti di uso del suolo. Gli obiettivi sono stati raggiunti attraverso: 1) Creazione ed aggiornamento di un database fitosociologico dei rilievi d’alta quota (oltre il limite del bosco) realizzati in Appennino centrale negli ultimi 60 anni; 2) Analisi diacronica della composizione, struttura ed ecologia degli habitat di Direttiva 4070*, 6170 e 8120 su Majella e Gran Sasso usando l’abbondanza/frequenza delle specie diagnostiche e delle specie più frequenti; 3) Ricampionamento dei rilievi storici di alta quota del Parco Nazionale della Majella ed analisi sui cambiamenti nella composizione nella struttura e nell’ecologia delle comunità negli ultimi 45 anni; 4) Analisi della copertura della vegetazione e delle temperature registrate negli ultimi 10 anni nei permanent plot di Majella e Matese del Progetto GLORIA/MEDIALPS. I risultati delle analisi multi-temporali hanno evidenziato cambiamenti significativi nella composizione, nella struttura e nell’ecologia delle comunità vegetali d’alta quota. Nelle ultime decadi si è assistito ad un consistente aumento di specie termofile e nitrofile, ad una diminuzione delle specie microterme, associato ad un aumento delle emicriptofite e di piccole piante legnose. Dal momento che i dati provenienti da rilevamenti storici della vegetazione sono disponibili in molti paesi Europei, le analisi attraverso la tecnica della re-visitation, potenzialmente, possono essere applicate in altre vette italiane ed europee, inoltre questo sarebbe un valido strumento per il monitoraggio della vegetazione e degli habitat di Direttiva in un mondo in rapido cambiamento.