Ricostituzione post-incendio in popolamenti di conifere delle Alpi:

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1 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Ricostituzione post-incendio in popolamenti di conifere delle Alpi: processi ecologici ed ipotesi di gestione a confronto Raffaella Marzano*, Matteo Garbarino*, Emanuele Lingua** * Dip. AGROSELVITER Università di Torino ** Dip. TESAF Università di Padova

2 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Attività di ricerca Dipartimento di Agronomia, Selvicoltura e Gestione del territorio Dipartimento Territorio e Sistemi agro-forestali

3 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 COMPORTAMENTO GESTIONE POST-INCENDIO? attiva passiva EFFETTI

4 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Foto Cesti

5 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Ricerche di lungo periodo sugli effetti del fuoco e la gestione post-incendio sulle Alpi Foto Cesti

6 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Obiettivi generali Analizzare i processi di ricostituzione naturale in popolamenti di conifere dopo un incendio di tipo stand-replacing e/o di elevata severità

7 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Obiettivi generali Analizzare i processi di ricostituzione naturale in popolamenti di conifere dopo un incendio di tipo stand-replacing e/o di elevata severità - quali fattori possono favorire l insediamento e la sopravvivenza della rinnovazione naturale? - qual è l impatto/efficacia della gestione post-incendio e come si combina con l effetto del disturbo?

8 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Obiettivi generali Analizzare i processi di ricostituzione naturale in popolamenti di conifere dopo un incendio di tipo stand-replacing e/o di elevata severità - quali fattori possono favorire l insediamento e la sopravvivenza della rinnovazione naturale? - qual è l impatto/efficacia della gestione post-incendio e come si combina con l effetto del disturbo? IPOTESI Esiste un effetto di facilitazione prodotto dalla necromassa (in piedi o a terra) sull insediamento e sviluppo della rinnovazione naturale

9 Incendio di Del (Verrayes - AO) 04/09/1995

10 Incendio di Del (Verrayes - AO) 04/09/1995 superficie percorsa: 52 ha (36 ha di pineta di pino silvestre distrutti) tipologia: incendio di chioma di alta intensità effetti: elevata severità; stand-replacing fire 5 IPOTESI DI GESTIONE Ricostituzione passiva (naturale) MO1 - nessun intervento MO2 - salvage logging MO3 - salvage logging + impianto latifoglie MO4 - salvage logging + impianto Larix decidua Ricostituzione passiva (naturale) MO5 - salvage logging + impianto Pinus sylvestris o Pseudotsuga menziesii Ricostituzione attiva (artificiale)

11 Incendio di Del (Verrayes - AO) 92 aree di saggio (10 m x 10 m) - Rinnovazione naturale indicatori di struttura (es. area basimetrica rinnovazione naturale; densità rinnovazione naturale) indici di diversità (es. Brillouin index HB; Tree Height diversity THD; Tree Diameter diversity TDD) spatial patterns - Parametri ambientali variabili topografiche distanza rispetto a fonti di seme copertura del suolo

12 Incendio di Del (Verrayes - AO) Risultati - sintesi Elevata mortalità rinnovazione artificiale Specie dominanti rinnovazione naturale: Pinus sylvestris e Populus tremula Rinnovazione più abbondante in aree non trattate Maggiore diversità specifica e strutturale in aree in cui non è stato eseguito il salvage logging e/o l impianto La struttura della rinnovazione naturale è stata influenzata in modo significativo dalle attività post-incendio (es. asportazione necromassa; sesti d impianto regolari) Beghin et al. (2010). Pinus sylvestris forest regeneration under different post-fire restoration practices in the northwestern Italian Alps. Ecological Engineering 36:

13 Incendio di Del (Verrayes - AO) SPATIAL PATTERN DELLA RINNOVAZIONE NATURALE Forte tendenza della rinnovazione naturale a costituire gruppi INTERAZIONI SPAZIALI RINNOVAZIONE - NECROMASSA Interazioni spaziali positive (attrazione) anisotropiche tra necromassa (ceppaie) e rinnovazione naturale

14 Incendio di Del (Verrayes - AO) Risultati - sintesi Elevata mortalità rinnovazione artificiale Specie dominanti rinnovazione naturale: Pinus sylvestris e Populus tremula Rinnovazione più abbondante in aree non trattate Maggiore diversità specifica e strutturale in aree in cui non è stato eseguito il salvage logging e/o l impianto La struttura della rinnovazione naturale è stata influenzata in modo significativo dalle attività post-incendio (es. asportazione necromassa; sesti d impianto regolari) Ruolo di facilitazione della necromassa nelle aree non soggette a salvage logging: creazione di micrositi favorevoli (elevata insolazione/ridotte precipitazioni) Beghin et al. (2010). Pinus sylvestris forest regeneration under different post-fire restoration practices in the northwestern Italian Alps. Ecological Engineering 36:

15 Incendio di Nus/Verrayes (AO) 12/03/2005 Foto Cesti

16 Incendio di Nus/Verrayes (AO) immagine Cesti 12/03/2005 superficie percorsa: 257 ha (160 ha di pineta di pino silvestre distrutti) tipologia: incendio di chioma di alta intensità effetti: elevata severità; stand-replacing fire Foto Cesti

17 Incendio di Nus/Verrayes (AO) 12/03/2005 superficie percorsa: 257 ha (160 ha di pineta distrutti) Aree di monitoraggio di lungo periodo A CB D tipologia: incendio di chioma di alta intensità effetti: elevata severità; stand-replacing fire A C B D Evoluzione naturale Abbattimento (direzione casuale) Abbattimento/sramatura (spina di pesce) Salvage logging

18 RILIEVI Rinnovazione specie forestali (insediamento, monitoraggio condizioni ed accrescimento. Ruolo green islands?) Rilievo floristico Crollo e decomposizione CWD PROCESSI ANALIZZATI Dinamiche di ricostituzione - specie - tempi di insediamento - patterns spaziali - interazioni rinnovazione/necromassa Competizione specie erbacee/arbustive Biodiversità Dinamiche di crollo e decomposizione necromassa

19 Incendio di Nus/Verrayes (AO) Necromassa Piante morte in piedi (snags) Cavallettamento totale Rilevamento posizione Specie Altezza Diametro a 1,30 m

20 Incendio di Nus/Verrayes (AO) D 2 Piante morte a terra (logs) D 1 > 10 cm D 1 D punta D base Rilevamento posizione D, D 1 2 Specie Lunghezza D e D 1 2 Ceppaie (stumps) base > 10 cm; H < 1 m D base Rilevamento posizione Specie Altezza D base e D punta base punta

21 Incendio di Nus/Verrayes (AO) 60 aree di saggio (r = 6 m) = 20 x trattamento (random) rinnovazione naturale (specie, diametro, altezza, età, posizione) copertura del suolo; presenza/caratteristiche necromassa B + C : abbattimento con rilascio necromassa a terra A : evoluzione naturale D : salvage logging

22 Incendio di Nus/Verrayes (AO) In 1\3 aree no rinnovazione insediata Densità totale media < 1000 individui/ha 70% pioppo tremolo Età 2-4 anni

23 Incendio di Nus/Verrayes (AO) RDA: struttura della rinnovazione in relazione a variabili ambientali e gestione Caratteristiche del sito Rinnovazione Varianza 1 asse Varianza 2 asse P-value (Monte Carlo test) 19.9 % 3.1 % 0.001

24 Incendio di Nus/Verrayes (AO) RDA: struttura della rinnovazione in relazione a variabili ambientali e gestione La rinnovazione naturale é correlata positivamente con le aree in cui non è stato effettuato il salvage logging Caratteristiche del sito Rinnovazione Varianza 1 asse Varianza 2 asse P-value (Monte Carlo test) 19.9 % 3.1 % 0.001

25 Incendio di Nus/Verrayes (AO) RDA: struttura della rinnovazione in relazione a variabili ambientali e gestione La rinnovazione naturale risulta positivamente associata (maggiore densità e diversità) alla presenza di necromassa (a terra o in piedi) Caratteristiche del sito Rinnovazione Varianza 1 asse Varianza 2 asse P-value (Monte Carlo test) 19.9 % 3.1 % 0.001

26 Incendio di Nus/Verrayes (AO) RDA: struttura della rinnovazione in relazione a variabili ambientali e gestione Il pioppo tremolo non risulta correlato con le altre specie Caratteristiche del sito Rinnovazione Varianza 1 asse Varianza 2 asse P-value (Monte Carlo test) 19.9 % 3.1 % 0.001

27 Incendio di Nus/Verrayes (AO) Micrositi con rinnovazione (totale = 360) suolo nudo necromassa Micrositi senza rinnovazione (totale = 360) ghiaia necromassa graminacee graminacee arbusti Semenzale (specie, diametro, altezza, età, posizione) 20 cm 20 cm 1 m est Classi di copertura del suolo Classi di copertura del suolo Presenza di necromassa e/o elementi Presenza di necromassa e/o elementi rocciosi (a meno di 1m) rocciosi (a meno di 1m)

28 Incendio di Nus/Verrayes (AO) La rinnovazione tende ad insediarsi vicino a necromassa (conditional logistic regression; chi- quadro; p<0.01) MARCATA ANISOTROPIA 67% micrositi con rinnovazione almeno 1 elemento di necromassa a meno di 1 m

29 Incendio di Nus/Verrayes (AO) La rinnovazione tende ad insediarsi vicino a necromassa (conditional logistic regression; chi- quadro; p<0.01) MARCATA ANISOTROPIA 67% micrositi con rinnovazione almeno 1 elemento di necromassa a meno di 1 m Il pino silvestre tende ad insediarsi vicino a necromassa (chi-quadro; p<0.05) 81% micrositi con pino silvestre almeno 1 elemento di necromassa a meno di 1 m

30 Incendio di Barcis (PN) 30/03/1997

31 Incendio di Barcis (PD) 30/03/1997 superficie percorsa: 2294 ha superficie percorsa: tipologia: comportamento a macchia di leopardo; morfologia complessa; vegetazione eterogenea (P. nero; P. silvestre; latifoglie; oltre 2000 mm precipitazioni/anno) effetti: differenti livelli di severità

32 Incendio di Barcis (PD) 30/03/1997 superficie percorsa: 2294 ha superficie percorsa: tipologia: comportamento a macchia di leopardo; morfologia complessa; vegetazione non uniforme (P. nero; P. silvestre; latifoglie; oltre 2000 mm precipitazioni/anno) effetti: differenti livelli di severità Area già percorsa Pino nero, faggio e altre latifoglie Faggete pure Orno-ostryeti Pinete di pino nero e pino silvestre Prati abbandonati Superfici incolte e/o improduttive 1 - Arcola 2 - Fasolera 3- M.te Lupo 4 - Molassa

33 Incendio di Barcis (PD) aree di saggio (r = 6 m) TRATTATE/CONTROLLO Rinnovazione spp. arboree/arbustive (origine gamica e agamica) Piante sopravvissute Necromassa ads controllo ads zone trattate 6 m

34 Incendio di Barcis (PD) Risultati preliminari L incendio ha favorito la rinnovazione la rinnovazione si è insediata prima e/o in maggior quantità nelle stazioni più fresche, ma con minore copertura residua (severità elevata) Specie dominanti rinnovazione naturale: Pinus nigra, Ostrya carpinifolia Rinnovazione più abbondante in aree non trattate

35 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Work in progress 2011 Approfondimenti micrositi: condizioni microclimatiche, umidità/temperatura suolo; provenienza seme Esperimenti di semina in condizioni controllate (es. nurse objects) Analisi a scala di paesaggio (es. dinamiche pioppo tremolo) Volo LiDAR full-waveform (20 km 2 ): Verrayes primavera Classificazione Filtraggio del terreno della vegetazione S. Turco, A. Barilotti, A. Beinat, P.L. Bonfanti, SISEF

36 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Conclusioni Gli effetti del fuoco e le dinamiche di ricostituzione naturale devono acquisire un importanza strategica nella gestione delle aree percorse dal fuoco, soprattutto in ecosistemi caratterizzati da regimi d incendio in probabile evoluzione verso condizioni di maggior frequenza ed intensità. I trattamenti post-incendio dovrebbero considerare il ruolo ecologico svolto dalla necromassa per favorire l insediamento e l accrescimento della rinnovazione.

37 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Conclusioni Gli effetti del fuoco e le dinamiche di ricostituzione naturale devono acquisire un importanza strategica nella gestione delle aree percorse dal fuoco, soprattutto in ecosistemi caratterizzati da regimi d incendio in probabile evoluzione verso condizioni di maggior frequenza ed intensità. I trattamenti post-incendio dovrebbero considerare il ruolo ecologico I trattamenti post-incendio dovrebbero considerare il ruolo svolto dalla necromassa per favorire l insediamento l e ecologico svolto dalla necromassa per favorire l insediamento l accrescimento della rinnovazione. l accrescimento della rinnovazione.

38 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Conclusioni Gli effetti del fuoco e le dinamiche di ricostituzione naturale devono acquisire un importanza strategica nella gestione delle aree percorse dal fuoco, soprattutto in ecosistemi caratterizzati da regimi d incendio in probabile evoluzione verso condizioni di maggior frequenza ed intensità. I trattamenti post-incendio dovrebbero considerare il ruolo ecologico I trattamenti post-incendio dovrebbero considerare il ruolo svolto dalla necromassa per favorire l insediamento l e ecologico svolto dalla necromassa per favorire l insediamento l accrescimento della rinnovazione. l accrescimento della rinnovazione. NB: salvage logging e assenza di intervento non sono le uniche opzioni possibili!

39 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 Conclusioni Gli effetti del fuoco e le dinamiche di ricostituzione naturale devono acquisire un importanza strategica nella gestione delle aree percorse dal fuoco, soprattutto in ecosistemi caratterizzati da regimi d incendio in probabile evoluzione verso condizioni di maggior frequenza ed intensità. I trattamenti post-incendio dovrebbero considerare il ruolo ecologico I trattamenti post-incendio dovrebbero considerare il ruolo svolto dalla necromassa per favorire l insediamento e ecologico svolto dalla necromassa per favorire l insediamento l accrescimento della rinnovazione. l accrescimento della rinnovazione. INTEGRARE COMPETENZE/CONCILIARE ESIGENZE!

40 Bosco, incendi e disturbi naturali - Torino, 23 febbraio 2011 RINGRAZIAMENTI Università degli Studi di Padova Corpo Forestale della Valle d Aosta Direzione Foreste e Infrastrutture Comando Stazione Forestale di Barcis Ispettorato Ripartimentale delle Foreste di Pordenone raffaella.marzano@unito.it