Università degli Studi della Tuscia. Lucidi del corso: Ecofisiologia forestale A.A

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1 1 Università degli Studi della Tuscia Lucidi del corso: Ecofisiologia forestale A.A Corso di Laurea Magistrale in Scienze Forestali e Ambientali Docente: Prof. Paolo De Angelis Parte II Per uso interno

2 2 Da: Hall D.O., Scurlock J.M.O., Bolhàr-Nordenkampf H.R., Leegood R.C. & Long S.P Photosynthesis and production in a changing environment: a field and laboratory manual. Chapman & Hall, London.

3 3 Da: Kozlowski T.T., Kramer P.J., Pallardy S.G The physiological ecology of woody plants. Academic Press, San Diego, CA.

4 4 La radiazione ha le proprietà delle onde (lunghezza d'onda) e delle particelle (l'energia è trasferita in unità discrete: i quanti o fotoni) L'energia di un fotone è funzione della sua lunghezza d'onda: E = hc/λ h = 6.63 x J s (costante di Planck) c = 3 x 10 8 m s -1 (velocità della luce) λ = cm (lunghezza d'onda) La lunghezza d'onda del picco di radiazione emessa da un corpo nero: λ m = 2897/T Il flusso radiativo è funzione della temperatura: Φ = εσt 4 ε<1; =1 corpo nero (emissività) σ =5.67 x 10-8 W m -2 K -4 (cost. Stefan-Boltzmann) T = temperatura in gradi Kelvin

5 5 Da: Hall D.O., Scurlock J.M.O., Bolhàr-Nordenkampf H.R., Leegood R.C. & Long S.P Photosynthesis and production in a changing environment: a field and laboratory manual. Chapman & Hall, London.

6 6 Da: Le Treut, H., R. Somerville, U. Cubasch, Y. Ding, C. Mauritzen, A. Mokssit, T. Peterson and M. Prather, 2007: Historical Overview of Climate Change. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

7 7 Φ n = I s +I ld -I s (ρ s lawn )-εσ(t lawn ) 4 I s (α s lawn )+ I ld - εσ(t lawn ) 4 α s = coeff. di assorbimento; ρ s = coeff. di riflessione Da: Hall D.O., Scurlock J.M.O., Bolhàr-Nordenkampf H.R., Leegood R.C. & Long S.P Photosynthesis and production in a changing environment: a field and laboratory manual. Chapman & Hall, London.

8 8 Da: Jones H.G Plants and microclimate. Cambridge University Press.

9 9 Finestra del visibile Trappola della CO 2 Trappola dell' H 2 O Da: Jones H.G Plants and microclimate. Cambridge University Press.

10 10 Da: Jones H.G Plants and microclimate. Cambridge University Press.

11 11 Da: Jones H.G Plants and microclimate. Cambridge University Press.

12 12 Da: Landsberg J.J. & Gower S.T., Applications of physiological ecology to forest management. Academic Press, San Diego, CA.

13 13 Da: Landsberg J.J. & Gower S.T., Applications of physiological ecology to forest management. Academic Press, San Diego, CA.

14 14 Da: Schulze E.D., Beck E., Muller-Hohenstein K.. Plant Ecology. Springer, Berlin Heidelberg, 2005.

15 15 Da: Landsberg J.J. & Gower S.T., Applications of physiological ecology to forest management. Academic Press, San Diego, CA.

16 16 Da: Gielen B., Liberloo M., Bogaert J., Calfapietra C., De Angelis P., Miglietta F., Scarascia Mugnozza G. & Ceulemans R Three years of free-air CO2 enrichment (POPFACE) only slightly affect profiles of light and leaf characteristics in closed canopies of Populus. Global Change Biology 9:

17 17 Da: Gielen B., Liberloo M., Bogaert J., Calfapietra C., De Angelis P., Miglietta F., Scarascia Mugnozza G. & Ceulemans R Three years of free-air CO2 enrichment (POPFACE) only slightly affect profiles of light and leaf characteristics in closed canopies of Populus. Global Change Biology 9:

18 18 Da: Jones H.G Plants and microclimate. Cambridge University Press.

19 Legge di Beer applicata alle coperture forestali 19 φ (z) = φ (0) exp(-k LAI (z) ) Altezza della copertura (m dal suolo) Altezza della copertura (m dal suolo) m 2 di foglie / m 2 di suolo PAR (µmol fotoni m -2 s -1 ) Leaf Area(z) Leaf Area Index k=0.2 k=0.5 k=0.8

20 20 Da: Jones H.G Plants and microclimate. Cambridge University Press.

21 21 Da: Hall D.O., Scurlock J.M.O., Bolhàr-Nordenkampf H.R., Leegood R.C. & Long S.P Photosynthesis and production in a changing environment: a field and laboratory manual. Chapman & Hall, London.

22 22 Da: Jones H.G Plants and microclimate. Cambridge University Press.

23 23 Da: Matteucci G., De Angelis P., Dore S., Masci A., Valentini R. & Scarascia Mugnozza G., Il bilancio del carbonio delle faggete: dall albero all ecosistema. In: Scarascia Mugnozza (ed.) Ecologia strutturale e funzionale di faggete italiane. Edagricole, Bologna, pp

24 24 R:Fr 1 all aperto aperto e da 0.1 a 0.8 sotto diverse coperture forestali Luce red (660 nm) Luce far red (730 nm) Pr Pfr sintesi distruzione Buio Equazione equilibrio Φ = [Pfr] / ([Pr]+[Pfr])

25 25 Da: Matteucci G., De Angelis P., Dore S., Masci A., Valentini R. & Scarascia Mugnozza G., Il bilancio del carbonio delle faggete: dall albero all ecosistema. In: Scarascia Mugnozza (ed.) Ecologia strutturale e funzionale di faggete italiane. Edagricole, Bologna, pp

26 26 Da: Gielen B., Liberloo M., Bogaert J., Calfapietra C., De Angelis P., Miglietta F., Scarascia Mugnozza G. & Ceulemans R Three years of free-air CO2 enrichment (POPFACE) only slightly affect profiles of light and leaf characteristics in closed canopies of Populus. Global Change Biology 9:

27 27 Da: Harper J.L., Canopy as population. In: Russel G., Marshall B. & Jarvis P.G., Plant canopies: their growth, form and function. Cambridge University Press..

28 28 Da: Harper J.L., Canopy as population. In: Russel G., Marshall B. & Jarvis P.G., Plant canopies: their growth, form and function. Cambridge University Press..

29 29 Da: Harper J.L., Canopy as population. In: Russel G., Marshall B. & Jarvis P.G., Plant canopies: their growth, form and function. Cambridge University Press..

30 30 Da: Raupach M.R., Turbulent transfer in plant canopies. In: Russel G., Marshall B. & Jarvis P.G., Plant canopies: their growth, form and function. Cambridge University Press..

31 31 Da: Landsberg J.J. & Gower S.T., Applications of physiological ecology to forest management. Academic Press, San Diego, CA.

32 32 Da: Landsberg J.J. & Gower S.T., Applications of physiological ecology to forest management. Academic Press, San Diego, CA.

33 33 Da: Landsberg J.J. & Gower S.T., Applications of physiological ecology to forest management. Academic Press, San Diego, CA.

34 34 Da: De Angelis P., Scarascia Mugnozza G., Risposte ecofisiologiche di formazioni naturali a Quercus ilex L. ad una elevata concentrazione atmosferica di CO 2. Studi Trentini Scienze Naturali, Acta Biologica v.69:

35 35 Da: Valentini R., Scarascia Mugnozza G. & Gasperini M., Analisi dell influenza della macchia mediterranea sull intercettazione degli aerosol marini a difesa dell ambiente costiero. Monti e Boschi 3:55-60.

36 36 Da: Russel G., Jarvis P.G. & Monteith J.L., Absorption of radiation by canopies and stand growth. In: Russel G., Marshall B. & Jarvis P.G., Plant canopies: their growth, form and function. Cambridge University Press..

37 37 Da: Russel G., Jarvis P.G. & Monteith J.L., Absorption of radiation by canopies and stand growth. In: Russel G., Marshall B. & Jarvis P.G., Plant canopies: their growth, form and function. Cambridge University Press..

38 38 Da: Calfapietra C., Gielen B., Galema A.N.J., Lukac M., De Angelis P., Moscatelli M.C., Ceulemans R., Scarascia-Mugnozza G Free-air CO2 enrichment (FACE) enhances biomass production in a short-rotation poplar plantation (POPFACE). Tree Physiology 23:

39 39 Equazione del bilancio di energia in accordo con il principio della conservazione energetica (prima legge della termodinamica) Φ n = radiazione netta Φ n H λe = M+S H = perdite di calore sensibile (conduzione e convezione) λε = perdite di calore per evapotraspirazione (λ = MJ Kg -1 a 20 C) M = immagazzinamento biochimico (+A, -R) S = immagazzinamento fisico ( T) ~ 0 su base giornaliera

40 40 % di Rn M S % 75% 0% 5% 1% es. S = cal min -1 (per dt leaf /dt = 0.5 C) Da: Kozlowski T.T., Kramer P.J., Pallardy S.G The physiological ecology of woody plants. Academic Press, San Diego, CA. (modificato)

41 41 Da: Kozlowski T.T., Kramer P.J., Pallardy S.G The physiological ecology of woody plants. Academic Press, San Diego, CA.

42 42 Da: Casa R., Valentini R. & Scarascia Mugnozza G., Influenza delle barriere arboree frangivento sul microclima e sul bilancio energetico di colture retrostanti in ambiente mediterraneo. Monti e Boschi 5:

43 43 Da: Kozlowski T.T., Kramer P.J., Pallardy S.G The physiological ecology of woody plants. Academic Press, San Diego, CA.

44 44 Da: Schulze E.D., Beck E., Muller-Hohenstein K.. Plant Ecology. Springer, Berlin Heidelberg, 2005.