Influenza di un gradiente geotermico di recente comparsa su un imboschimento di Picea sitchensis.

Il singolare caso di Reykir, Islanda

CandidatoDamiano Cilio

RelatoreProf. Giacomo CertiniCorrelatoreProf. Bjarni D. Sigurđsson

Scuola d’AgrariaCorso di Laurea in Scienze Ambientali e Forestali

29 maggio 2008: terremoto 6,3 MLnell’area di Hveragerđi, Islanda.

Aumenta l’attività geotermica

↓

in un imboschimento di Picea sitchensis incremento T del suolo: 0 °C< ΔT<52 °C

Esperimento di riscaldamento naturale del suolo: progetto Forhot

Il singolare caso di Reykir Introduzione

Obiettivo → risposte ecologiche della foresta allo stress termico per:

• prevedere l’evoluzione del soprassuolo

• prevedere l’impatto del riscaldamento globale

• conoscenze sullo stress fisiologico

Vantaggi:

• costi di riscaldamento nulli

• caratteristiche ambientali omogenee

• acqua non limitante

• range di temperature

• recente gradiente geotermico

Progetto ForHot Introduzione

• fenologia dei getti 2014 • caduta e composizione lettiera 2013

Scopo dello studio Introduzione

Reykir, Hveragerđi, Sud Ovest dell’Islanda

Area di studio Materiali e metodi

• Clima: oceanico, con precipitazioni ben distribuite

• Suolo: Andisuolo del sottordine dei Cryand con regime di umidità udico

• Attività geotermica: sorgenti di acqua calda e fumarole

Area di studio Materiali e metodi

Piantata nel 1967 con scopo di:

• studio

• limitare l’erosione

• protezione da valanghe e frane

La foresta Materiali e metodi

Foresta (2200 m2) coetanea monospecifica di P. sitchensis mai diradata

densità: 3000-6000 piante/ha

5 transect replicativi (da 1 a 5):• 50m circa• distribuiti uniformemente

6 aree di saggio permanenti per transect (da A a F):• 1x1 m• Lungo i transect ad incrementi di T

suolo (a 10cm) pari a: A. +0 °CB. +1 °CC. +3 °CD. +5 °CE. +10 °CF. +20 °C

Aree di saggio Materiali e metodi

Aree di saggio Materiali e metodi

• In A, B e C piante morte del piano dominato > 92%, in D 50% e in E 10%

La foresta Materiali e metodi

• ΔT suolo > 5 °C → piante morte ∝ T suolo

• ΔT suolo ≈ 15 °C → piante morte > 98%

2 trappole per la cattura della lettiera per AdS

• Ø=27,5 cm

• istallate il 29 agosto 2013

• svuotate nell’ottobre 2013

• campioni analizzati:• A (+0 °C)

• D (+5 °C)

• E (+10 °C)

Campionamento della lettiera Materiali e metodi

• aghi d’abete di Sitka

• foglie di latigoglia

• rametti d’abete di Sitka Ø < 0,5 cm

• altra sostanza organica derivante da alberi

• semi d’abete di Sitka

Campionamento della lettiera Materiali e metodi

3 torri per l’accesso alle chiome (10-12 m)

• 22 aprile - 12 agosto

• misurazioni settimanali svolte ai gradienti di:• T1 +0 °C

• T2 +3 °C

• T3 +7 °C

Campionamento dell’estensione dei getti Materiali e metodi

Fenologia dei getti:

• Regressione tramite funzione di Richard (SigmaPlot©)

𝐻 = 𝐴(1 + 𝑒𝛽−𝑘𝑡)−1𝑣

• ANOVA e test LSD post-ANOVA (Microsoft Excel)

Composizione della lettiera:

• ANOVA e test LSD post-ANOVA (Microsoft Excel)

Elaborazione dati Materiali e metodi

Composizione della lettiera Risultati

0

1

2

3

4

5

+0 °C +5 °C +10 °C

[g/m

2]

Gradiente termico

Foglie

0

2

4

6

8

10

+0 °C +5 °C +10 °C

[g/m

2]

Gradiente termico

Rami Ø<0,5 cm

0

1

2

3

4

5

6

+0 °C +5 °C +10 °C

[g/m

2]

Gradiente termico

Sostanza organica varia

a

aa

aa

a

a

a

a

Composizione della lettiera Risultati

0

50

100

150

+0 °C +5 °C +10 °C

[g/m

2]

Gradiente termico

Aghi

0,0

0,1

0,1

0,2

0,2

0,3

+0 °C +5 °C +10 °C

[g/m

2]

Gradiente termico

Semi

0

50

100

150

+0 °C +5 °C +10 °C

[N°

sem

i/m

2]

Gradiente termico

Numero di semi

aa

b

ab

cb

a a

Fenologia dei getti Risultati

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

+0 °C +3 °C +7 °C

[cm

]

Gradiente termico

Estensione dei gettiA LoMGR

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

+0 °C +3 °C +7 °C

[cm

/gio

rno

]

Gradiente termico

Max tasso di crescitagiornaliera

A: lunghezza massima del getto

LoMGR: lunghezza al max tasso di crescita giornaliera

a

a

a

a b

b

b

aa

Fenologia dei getti Risultati

0

10

20

30

40

50

60

70

80

+0 °C +3 °C +7 °C

[gio

rno

]

Gradiente termico

Stagione di crescita

a a

b

Fenologia dei getti Risultati

100

125

150

175

200

225

ToS ToMGR LT50 ToE

[gio

rno

del

l’an

no

]

Sincronizzazione dei getti

+0 °C +3 °C +7 °C

ToS: giorno di inizioToMGR: giorno del max accrescimento giornaliero

LT50: giorno del 50% di accrescimentoToE: giorno di termine

a a a

a ab

a ab

baa

Fenologia dei getti

a ΔT suolo=7 °C:

• calo dell’estensione

• accorciamento stagione vegetativa

Composizione della lettiera

• piante a +7 °C da tempo in una situazione di stress

• ingente produzione di semi a +7 °C

↓

studio della rinnovazione lungo gradiente termico?

Conclusioni

Nessuna differenza nella fenologia dei getti a ΔT suolo=3 °C

Effetto nullo del riscaldamento globale sulla fenologia dei getti?

Conclusioni

Takk fyrir áheyrnina

Grazie per l’attenzione