Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2399
Title: Applicazione di indici biologici nella valutazione dell'impatto dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi forestali
Other Titles: Use of biological index to evaluate climate change effects on forest ecosystems
Authors: Conti, Federica Delia
Keywords: Microartropodi edafici;Chilopodi;Dendroecologia;Cambiamenti climatici;Edaphic microarthropods;Centipedes;Dendroecology;Climate change;QBS-ar;BIO/07
Issue Date: 11-Mar-2011
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 23. ciclo
Abstract: 
I cambiamenti ambientali ed in particolare quelli climatici comporteranno sugli ecosistemi terrestri effetti che sono noti solo in parte. Alcune aree europee sembrano essere maggiormente vulnerabili, tra cui il bacino del Mediterraneo e l’area Alpina. Nel bacino del Mediterraneo si prevede un aumento della pressione atmosferica e della temperatura dell’aria, mentre le precipitazioni tenderanno a diminuire, causando un aumento dei periodi siccitosi. Nella Regione Alpina, l’aumento delle temperature e la contrazione dei ghiacciai registrati negli ultimi anni testimoniano la rapidità con cui nuove condizioni si instaurano, alle quali gli ecosistemi alpini potrebbero non adattarsi. Le ripercussioni a livello degli ecosistemi possono manifestarsi con differenti modalità ed è necessario possedere gli strumenti idonei per valutarne gli effetti. Alcune essenze forestali, come ad esempio il faggio (Fagus sylvatica), da studi dendrologici sono risultate estremamente sensibili alle condizioni ambientali e vengono quindi considerate buoni macroindicatori. Allo stesso modo, le comunità animali edafiche possono risentire dei cambiamenti in atto. Infatti, la fauna del suolo risponde a diverse variabili ambientali ed una variazione del clima che comporti regimi di umidità e temperatura alterati può mutare le interazioni tra le specie, oltre che influire direttamente sulla presenza/assenza di alcuni gruppi maggiormente sensibili agli stress, tra cui i Chilopodi, artropodi predatori frequenti negli ecosistemi forestali.
Gli studi sono stati condotti in aree italiane appartenenti a zone protette e comunque caratterizzate da un basso disturbo antropico, lungo un transetto Nord/Sud che comprende la Regione alpina occidentale (Valle del torrente Chalamy -AO-), la Regione Appenninica settentrionale (Alta val Taro -PR-) e la Regione Antiappenninica laziale (Lago di Vico -VT-). Sono stati considerati i boschi a dominanza di faggio (Fagus sylvatica) e cerro (Quercus cerris). Non è stato possibile individuare quest’ultima tipologia nel sito alpino, per cui è stato deciso di caratterizzare le cerrete dal punto di vista chimico e attraverso il popolamento a microartropodi edafici. Nelle faggete sono state eseguite la determinazione dei parametri chimici del suolo (umidità, pH, S.O. e C org), le valutazioni dendrologiche, la caratterizzazione del popolamento edafico e delle taxocenosi a Chilopodi. Il campionamento della fauna edafica è consistito nel prelievo di 3 zolle di terreno (100 cm2 per 10 cm di profondità), da cui è avvenuta l’estrazione dei microartropodi mediante selettore Berlese-Tüllgren. Gli organismi sono stati osservati, contanti ed identificati a livello di ordine (classe per miriapodi) e quindi si è proceduto con il calcolo dell’Indice di Qualità Biologica del Suolo (QBS-ar). I Chilopodi sono stati raccolti combinando tre tecniche di campionamento: raccolta a vista, trappole a caduta e vaglio entomologico. I prelievi dendrologici hanno interessato i siti alpino e appenninico settentrionale nelle estati del 2009 e del 2010. In ciascun sito, sono stati scelti 20-22 individui tra le piante maggiormente rappresentative, da cui si sono prelevate, a 1,30 m di altezza dal terreno, le carote utilizzando una trivella di Pressler.
I risultati ottenuti hanno permesso di descrivere la situazione attuale delle stazioni ed è possibile valutare quali possono essere gli aspetti di vulnerabilità in ognuna. Le cronologie dendrologiche ottenute hanno permesso di valutare aspetti legati alla storia della gestione forestale dei boschi nonché alcune
caratteristiche rispetto ai fattori ecologici presenti. Lo studio del popolamento a microartropodi ha evidenziato la presenza di numerosi taxa, compresi quelli tradizionalmente associati a condizioni di maturità e stabilità dei suoli quali proturi, pauropodi, sinfili. I valori di QBS-ar osservati hanno evidenziato punteggi elevati (maggiori di 150 e frequentemente oltre 200) confermando lo “stato di salute” di suoli per i quali gli stress di origine antropica sono estremamente contenuti. Attraverso la determinazione delle specie di chilopodi (73 individui in totale nelle 3 stazioni), è stato possibile evidenziare la composizione qualitativa e quantitativa di ogni cenosi ed individuare quelle caratterizzanti e potenzialmente più vulnerabili al cambiamento climatico. Le informazioni ottenute durante questo studio sono inoltre servite per caratterizzare ogni area ed individuare una situazione di “riferimento” (T0) con cui poter confrontare i risultati dei monitoraggi futuri e quindi valutare eventuali effetti dei cambiamenti climatici in corso.

Global change and in particular climate change affect terrestrial ecosystems in several ways, with effects only partially known. Several European areas will be more sensitive, like Mediterranean basin and Alps. In the Mediterranean Region air pressure and air surface temperature are going to increase, while precipitation patterns will show a decreasing trend with more drought periods. In the Alpine Region, air temperature rise and glaciers contraction registered in the latest years evidence the rapidity in the establishment of new conditions, to which alpine ecosystems couldn’t adapt. Feedbacks on ecosystems could show with diverse effects and it is necessary having specific instruments that allow to revealed them. Some trees, such as beech (Fagus spp.), in dendrological issue demonstrated a sensitiveness to environment conditions and are considered as good macroindicators. Also soil fauna communities could suffer changes. Soil fauna, in fact, answers to several environmental climate variables and a variation in moisture contents and temperature could alter species interactions, as well as influence directly on presence/absence of stress sensitive taxa, for example centipedes (Chilopoda), predatory arthropods frequent in forest ecosystems.
The studies were carry out in semi-natural Italian areas characterized by a low anthropogenic disturbance, on a North/South transect that includes North- West Alpine Region (Chalamy river valley, Aosta Valley), North Apennines Region (Upper Taro valley, Parma) and Latium Antiapennines Region (Vico Lake, Viterbo). Dominated European Beech and Turkey Oak forests were involved. The Turkey Oak forests were not found in the Alpine Region, thus they were characterized from soil chemical parameters and soil fauna composition point of view. In beech forests, chemical parameters (moisture, pH, O.M., organic C), dendrological analysis, soil fauna and centipedes community were determined. The soil fauna sampling consisted in three soil cores (100 cm2 per 10 cm in depth); microarthropods were extracted by using Berlese- Tüllgren funnels, observed, counted and identified to order level (class for myriapods), then QBS-ar index was calculated. Centipedes were collected combining three techniques: hand capture, pit fall traps and entomologic sieve. Dendrological sampling was carry out in Alpine and North Apennines Region during summer 2009 and 2010. For each site, 20-22 trees representative of the population were taken into account: stem core samples were obtained using Pressler's increment borer at height of 1.30 m from the ground.
The results allowed to describe current situation and vulnerability aspects could be identified. Tree-ring site chronologies allowed the evaluation of forest management and ecological limiting factors. Numerous taxa of soil microarthropods were found, even adapted groups associated to stability of soils such as proturans, pauropods and symphylans. QBS-ar values were characterized by high scores (more than 150 and frequently above 200) confirming soil “health” due to low rates of disturbances. By centipedes (73 individuals in the three sites) species, qualitative and quantitative composition of each community were underlined and climate change sensitive and keys species were identified. The
results were also used to define a “starting point” situation (T0) to compare future monitoring data in order to evaluate climate change in act.
Description: 
Dottorato di ricerca in Scienze e tecnologie per la gestione forestale e ambientale
URI: http://hdl.handle.net/2067/2399
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