Analisi della respirazione del suolo in faggete sottoposte ad interventi innovativi di gestione forestale

Abstract

La respirazione degli ecosistemi terrestri è il processo tramite il quale la CO2, fissata dalle piante con la fotosintesi torna in atmosfera. La respirazione del suolo, fatta di processi autotrofi (respirazione radicale) ed eterotrofi (decomposizione sostanza organica e carbonio del suolo) rappresenta la parte più rilevante della respirazione degli ecosistemi forestali. La respirazione del suolo è governata da diversi fattori, climatici e funzionali (temperatura, contenuto idrico del suolo, microorganismi) che stazionali (stadio evolutivo del bosco, disturbi). Negli foreste mediterranee e temperate, uno dei principali fattori che può influenzare i processi respirativi è la gestione forestale. Nel presente studio sono stati messi a confronto, in tre faggete, diverse tipologie di gestione forestale, al fine di capire in che modo potesse essere influenzata la respirazione del suolo dai diversi tagli. In ognuno dei siti si sono confrontati i trattamenti tradizionalmente applicati (in genere diradamenti dal basso) con trattamenti mirati alla multifunzionalità che hanno comportato selezione di piante candidate e diradamenti di tipo misto. In due casi, uno dei trattamenti è consistito nella posticipazione del diradamento. Le misure di respirazione del suolo sono state svolte con un sistema portatile di tipo dinamico-chiuso ogni 15-30 giorni, su 18 punti in tre aree di saggio in ogni trattamento e sito. A parte in casi sporadici di particolare siccità in interazione con il contenuto idrico del suolo, in tutti i siti e trattamenti è emerso che il fattore di controllo principale della respirazione è la temperatura del suolo. Dalla analisi dei dati è emerso che, dopo i tagli, il contributo più forte alla respirazione è dato dalla componente autotrofa (respirazione radicale). Infatti, le piante rimaste, nelle nuove condizioni microclimatiche generate dai tagli, hanno risposto prontamente agli interventi di gestione, e sono risultate più attive a livello fotosintetico e di conseguenza in quello respiratorio. La sensitività della risposta alla temperatura è risultata influenzata significativamente dalla struttura forestale. Infatti, nel nostro studio è stata trovata una forte correlazione positiva tra la risposta della respirazione alla temperatura del suolo e l'area basimetrica presente nei siti di campionamento, sia prima che dopo il taglio. Inoltre, il numero di piante asportate è risultato positivamente correlato con i residui della relazione tra respirazione, temperatura e area basimetrica. Dai risultati, è quindi emerso che, nel valutare la risposta della respirazione in ecosistemi forestali gestiti, è di fondamentale importanza inserire parametri strutturali (come l'area basimetrica), anche nei modelli che descrivono la respirazione.

Respiration of terrestrial ecosystems is the process through which the CO2 fixed by photosynthesis goes back to atmosphere. Soil respiration, made of autothrophic (roots) and eterothrophic processes (organica mater decomposition) represents the most relevant componente of forest ecosystems. Soil respiration is driven by various factors both climatic and functional (soil temperature and water content, soil biota) and structural (age, disturbances). In mediterranean and temperate forests, forest management is one of the most important factor that can influence respiration processes. In the present study, we compared different types of forest management in three beech forests, in order to understand how the different management options may impact on soil respiration. In each of the sites, the traditionally applied forest management (generally thinning from below) with multipurpose management options that involved the selection of “candidate trees” and mixed thinnings (from below and above). In two cases, one of the options has been the postponement of thinning. Soil respiration measurements were performed with a closed-dynamic portable system, every 15-30 days on 18 points in three sample areas in each treatment and site. Except in rare cases of intense drought in interaction with the soil water content, in all sites and treatments it showed that the main factor controlling the breathing is the soil temperature. From data analysis, the autotrophic component (roots) resulted the largest contributor to soil respiration. In this respect, the new microclimatic conditions after thinnings caused a prompt response of the remaining plants, that resulted more active in photosynthesis (growth) and respiration. Sensitivity of response to temperature was significantly related to forest structure. In our study, we found a strong positive correlation between the response of soil respiration and temperature and the basal area of trees in the sites (basal area before and after treatments). Furthermore, the number of harvested plants was positively correlated with the residuals of the relations between respiration, temperature and basal area. From the results, it emerged that, when evaluating the response of soil respiration in managed forests, it is of fundamental importance the consideration of structural variables (e.g. basal area). This is important also for models that may serve to estimate and simulate soil respiration.