Soil organic carbon, soil microbial communities and plant biomass changes along woody encroachments over abandoned pastures in Italy
Author(s)
Pellis, Guido
Date Issued
June 6, 2017
Type
Doctoral Thesis
Abstract
Woody encroachment over pastures/grasslands is a common LUC in the mountains of Europe after WWII. It leads to an increase in biomass and necromass C pools, but trends in SOC stock appear to depend on climate.
The effects of this process on all IPCC terrestrial ecosystem C pools, soil microbial biomass and enzyme activity were investigated, using a chronosequence approach with multiple stages, in seven sites along the Italian peninsula, to cover different climatic conditions and address the lack of studies on Central and Southern mainland territory.
In the Alps, the SOC stock in the whole profile was found to first increase by 40% and then decrease to initial pasture values. In the Apennines, an initial increase (31%) continued to reach 104% in the forest. N stocks showed similar trends. The subsoil (below 30cm) was found to be a substantial pool, often containing C stock comparable to the topsoil (0-30cm). SOC stock changes in Italy appeared statistically correlated not with mean annual precipitations, as suggested in the literature, but rather with temperatures and winter cold stress. All the other C pools increased along the process in each site. A peak in soil enzyme activity and plant functional-type diversity was measured in the intermediate stage, but with no simultaneous peak in microbial biomass, suggestive of microbial population stress. Although with high variability, woody encroachment in Italy always leads to an increase in the ecosystem C stock (mean +147%).
Dal secondo dopoguerra, la colonizzazione forestale secondaria su pascoli rappresenta un importante LUC nelle aree montuose d’Europa, incrementando gli stock di C in biomassa e necromassa vegetale. I cambiamenti degli stock di C organico nel suolo (SOC) sono influenzati significativamente anche dal clima.
Gli effetti della colonizzazione su serbatoi agro-forestali di C, biomassa microbica e attività enzimatica del suolo sono stati studiati attraverso l’approccio delle cronosequenze, in 7 siti differenti per condizioni climatiche, lungo Alpi ed Appennini.
Si è misurato un iniziale incremento di SOC stock nelle Alpi (40%) e negli Appennini (31%), seguito, rispettivamente, da un decremento fino a +7% e da un aumento fino a +104%, negli stadi forestali. Gli stock di N seguono trend simili. Il subsoil (<30cm) si è rivelato un serbatoio sostanziale, comparabile al topsoil (0-30cm). I cambi di SOC stock non mostrano correlazione con le precipitazioni medie annue dei siti, ma con temperature e stress da freddo invernale. Incrementi dello stock di C nel tempo sono stati stimati per tutti gli altri serbatoi. Nello stadio intermedio del processo l’indice di diversità funzionale della vegetazione è massimo. In concomitanza si rileva un picco di attività enzimatica, assente nelle misure della biomassa microbica, sintomo di possibile stress. Lungo la penisola italiana, queste colonizzazioni determinano, con ampia variabilità, un aumento degli stock di C a livello ecosistemico (media +147%).
Additional information
Dottorato di ricerca in Scienze, tecnologie e biotecnologie per la sostenibilità
File(s)![Thumbnail Image]()
Name
gpellis_tesid.pdf
Size
3.54 MB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
3670b58cfa43ea70591f66f8a7a7265a