Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2647
Title: The anthropogenic impacts on tropical forest ecology and dynamics
Other Titles: L'impatto delle attività antropogeniche sull'ecologia e sulle dinamiche delle foreste tropicali
Authors: Cazzolla Gatti, Roberto
Keywords: Anthropogenics;Impacts;Forest ecology;Dynamics;Antropogenici;Impatti;Foreste tropicali;Ecologia;AGR/05
Issue Date: 17-Jun-2013
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato 25. ciclo
Abstract: 
The first aim of this Ph.D. thesis is to investigate the impact of selective logging, which alter forest
dynamics and cause loss of functional species, and could seriously affect tropical forests under a
changing climate. I carried out researches on African tropical forests trying to find a significant
answer to this issue.
My findings suggest that the vertical structure of the logged forest are not largely different from
those of a primary forest, while a remarkable difference in forest density, synthesized in some
indicators, together with a concomitant invasion by vines, climbers and other weeds is pointed out. I
show that the effects on species richness and biomass are greater than those expected from the
simple removal of commercial species, implying that selective logging, unless it is practiced very
carefully at very low harvest intensities, may significantly reduce the biomass density of a tropical
forest for time scales spanning decades, and possibly longer, seriously diminishing the aboveground
carbon storage and richness of the forest.
Then, I present a simple deterministic model that describes the dynamics of tropical rainforest
subject to selective logging to understand how and why weeds displace native species. I argue that
the selective removal of tallest tropical trees carries out gaps of light that allow weeds, vines and
climbers to prevail on native species, inhibiting the possibility of recovery of the original
vegetation.
The second aim of this Ph.D. thesis is to understand the relations between forest structure,
productivity and biodiversity. By studying tropical forest of Africa and of the Earth I tried to shed
light on competing hypothesis and to develop a unified theory which could explain the relations
between forest structure, niche volume, climate and biodiversity. Ishow that there is a global
positive correlation between forest canopy height and biodiversity and that it follows a latitudinal
gradient. I combined the species pool size and the fractal nature of ecosystems to clarify some
general patterns of this gradient.
Finally, for the third purpose of the Ph.D. researches, I compared growth trends of old trees born in
the pre-industrial age (17th century) with those of younger trees born in the modern age (20th
century) to evaluate the changing forests behavior under a modified atmospheric chemistry. I show,
as preliminary results, that the Sapele and Ayous species (African tropical forests) increased their
growth trends during the last century (from 1900).

Il primo obiettivo di questo dottorato di ricerca è quello di indagare l'impatto del taglio selettivo,
che altera le dinamiche forestali e causa la perdita di specie funzionali, e potrebbe compromettere
seriamente le foreste tropicali in un clima che cambia. Ho effettuato ricerche sulle foreste tropicali
africane cercando di trovare una risposta significativa a questo problema.
I miei risultati suggeriscono che la struttura verticale della foresta tagliata selettivamente non è
molto diversa da quella di una foresta primaria, mentre è riscontrabile una notevole differenza di
densità delle foreste, sintetizzabile in alcuni indicatori, insieme a un invasione concomitante di
infestanti. Qui io mostro che gli effetti sulla ricchezza di specie e la biomassa sono maggiori di
quelli attesi dalla semplice rimozione di specie commerciali, il che implica che il taglio selettivo, a
meno che non sia praticato con molta attenzione a intensità di estrazione molto basse, può ridurre
significativamente la densità di biomassa di una foresta tropicale per scale di tempo superiori ai
decenni, e seriamente ridurre il deposito di carbonio nel soprasuolo (biomassa vegetale) e la
ricchezza specifica del bosco.
Poi, presento un modello deterministico semplice che descrive la dinamica di foresta pluviali
tropicali soggette a taglio selettivo per capire come e perché le infestanti soppiantano le specie
autoctone. Io sostengo che la rimozione selettiva di alti alberi tropicali crea gaps di luce che
permettono alle infestanti e rampicanti di “soffocare” le specie autoctone, inibendo la possibilità di
recupero della vegetazione originaria.
Il secondo obiettivo di questo dottorato di ricerca è di comprendere le relazioni tra struttura del
bosco, produttività e biodiversità. Studiando le foreste tropicali dell'Africa e della Terra ho cercato
di fare luce sulle ipotesi concorrenti e di sviluppare una teoria unificata che potrebbe spiegare le
relazioni tra struttura della foresta, volume di nicchia, clima e biodiversità. In questa parte mostro
che esiste una correlazione positiva tra l'altezza globale della copertura forestale e la biodiversità e
che questa relazione segue un gradiente latitudinale. Ho combinato la dimensione del pool di specie
e la natura frattale degli ecosistemi per chiarire alcuni modelli generali di questo gradiente.
Infine, per il terzo scopo del Dottorato di ricerca, ho confrontato i trend di crescita degli alberi
secolari nati nell'era pre-industriale (17° secolo) con quelli di giovani alberi nati in età moderna
(20° secolo), per valutare il comportamento delle foreste sotto una chimica atmosferica modificata.
Mostro, come risultato preliminare, che le specie Sapele e Ayous (delle foreste tropicali africane)
hanno aumentato le loro tendenze di crescita nel corso dell'ultimo secolo (dal 1900 in poi).
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia forestale
URI: http://hdl.handle.net/2067/2647
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