Macro and micro scale factors influencing presence and distribution of forest orchids in the Foreste Casentinesi, monte Falterona and Campigna National Park
Author(s)
Pica, Antonio
Date Issued
June 5, 2025
Type
Doctoral Thesis
Abstract
Terrestrial forest Orchidaceae in temperate ecosystems, particularly in Italy, remain critically
underexplored. This study examines the environmental factors shaping the distribution and
abundance of forest orchids within the “Parco Nazionale delle Foreste Casentinesi, Monte Falterona
e Campigna” (PNFC), a protected area in the Northern Apennines (Central Italy). Detailed studies
were conducted on the distribution of individual Orchidaceae species, delineating their current
occurrence and identifying areas of significant floristic interest. The analysis of key environmental
drivers at a macro scale was performed using Habitat Suitability Models (HSMs). These models
predicted habitat suitability for Cephalanthera rubra, Epipactis microphylla, and Limodorum
abortivum under current and future climate scenarios (2030 and 2050). Precipitation, temperature
seasonality, and soil characteristics emerged as critical factors influencing distribution. Low
precipitation values during the driest and warmest months could limit orchid occurrence in the Park
under climate future conditions. The generated maps could guide conservation efforts by
highlighting areas of habitat loss or gain and informing priority actions. Field studies in three highvalue
forest sites — Campigna, Camaldoli, and La Verna — analysed structural forest variables,
including deadwood, regeneration, and old-growth features. At the micro scale, factors such as the
presence of large trees, coarse woody debris volume, and structural complexity positively
influenced the abundance of mycoheterotrophic orchid species (Neottia nidus-avis and Epipogium
aphyllum) within the orchid community. In contrast, the abundance of Cephalanthera and Epipactis
appeared influenced by forest composition and regeneration rates. Rare and threatened species
benefited from overall deadwood density. The results underscore the importance of targeted forest
management strategies to preserve orchid diversity, naturalness, and habitat quality.
Le Orchidaceae forestali terrestri in ecosistemi temperati, in particolare in Italia, risultano ancora
fortemente poco studiate. Questo studio analizza i fattori ambientali che influenzano la
distribuzione e l’abbondanza delle orchidee forestali all’interno del Parco Nazionale delle Foreste
Casentinesi, Monte Falterona e Campigna (PNFC), un’area protetta dell’Appennino settentrionale
(Italia centrale). Sono state condotte analisi dettagliate sulla distribuzione delle singole specie di
Orchidaceae, delineandone la presenza attuale e individuando aree di significativo interesse
floristico. L’analisi dei principali fattori ambientali su scala macro è stata effettuata tramite Modelli
di Idoneità dell’Habitat (HSMs), che hanno previsto l’idoneità ambientale per Cephalanthera rubra,
Epipactis microphylla e Limodorum abortivum in accord con scenari climatici attuali e futuri (2030
e 2050). Precipitazioni, stagionalità delle temperature e caratteristiche del suolo sono emersi come
fattori critici. In particolare, basse precipitazioni nei mesi più caldi e secchi potrebbero limitare la
presenza delle orchidee nel Parco in futuro. Le cartografie prodotte possono fungere da supporto
azioni di conservazione, evidenziando aree di perdita o guadagno di habitat idonei e orientando le
priorità nella gestione. Studi di campo in tre siti forestali di alto valore ecologico — Campigna,
Camaldoli e La Verna — hanno analizzato variabili strutturali forestali, come necromassa,
rinnovazione e caratteristiche di vetustà. Su scala micro, la presenza di grandi alberi, il volume di
legno morto e la complessità strutturale hanno influito positivamente sull’abbondanza di orchidee
micoeterotrofiche (Neottia nidus-avis e Epipogium aphyllum). Al contrario, Cephalanthera ed
Epipactis risultano più sensibili alla composizione e alla rigenerazione del bosco. Le specie rare e
minacciate beneficiano della densità complessiva di necromassa. I risultati evidenziano
l’importanza di strategie di gestione forestale mirata per preservare la diversità, la naturalità e la
qualità dell’habitat delle orchidee.
Additional information
Dottorato di ricerca in Ecologia e Gestione Sostenibile delle Risorse Ambientali
Tesi di dottorato. 37. ciclo
Tesi di dottorato. 37. ciclo
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