Università degli studi di PadovaCorso di Laurea specialistica in

Scienze forestali ed ambientali

Xilogenesi in conifere al limite superiore del bosco nelle Alpi e

nell’Appennino meridionale: confronto fra gli anni 2003 e 2004

Relatore: prof. Tommaso Anfodillo laureando: Carlo Lupi

Correlatori: dott. Sergio Rossi 546893/AB

dott.ssa Annie Deslauriers

Introduzione

Limite superiore del bosco: ambiente ecotonale limitato dalla temperatura

Relazione tra crescita radiale e fattori ambientali:– Analisi dendrocronologiche a scala stagionale– Analisi intra-annuale mediante prelievo di carote legnose

durante la stagione vegetativa

Cambio e xilogenesi:– Periodicità legata alle stagioni– Fattori esogeni: temperature, precipitazioni, fotoperiodo– Fattori endogeni: ormoni, stato fitosanitario, età

Obiettivi

Studio dell’influenza di temperature e precipitazioni sulla xilogenesi al limite superiore del bosco nel 2003 e 2004

In particolare, ipotesi:– La temperatura controlla la riattivazione del cambio– Temperature più elevate durante la seconda parte

della stagione di crescita sono legate ad una maggior produzione di legno tardivo

– Precipitazioni scarse, in siti xerici, limitano la xilogenesi

Luterbacher et al. 2004

Materiali e metodi (1): Aree di studio

•2 siti nelle Alpi orientali, al Cinque Torri (prov. BL)– Cinque Torri 1 (5T1): quota 2080m s.l.m., esposto a S; specie studiate: pino cembro

(Pinus cembra L.), abete rosso (Picea abies (L.) Karst.), larice (Larix decidua Mill.)– Cinque Torri 2 (5T2): quota 2130m s.l.m., esposto a N, specie studiate: pino cembro,

abete rosso, larice

•1 sito nelle Alpi occidentali, in Val di Susa (VS, prov. TO): quota 1800m s.l.m., specie studiate: pino cembro, larice, pino montano (Pinus uncinata Ram.)

•1 sito nell’Appennino meridionale, in Pollino (POL, prov. PZ): quota 2100m s.l.m., specie studiate: pino loricato (Pinus leucodermis Ant.)

Per ogni sito: disponibili temperature (medie, massime e minime giornaliere) e precipitazioni giornaliere

* Preparazione campioni e osservazione vetrini per i campioni della Val di Susa del 2004

Nome del Sito localizzazione / provincia

Quota (m slm) esposizione Specie presenti

5T1 Alpi orientali, BL

2080 S Pa, Pc, Ld

5T2 Alpi orientali, BL

2130 N Pa (1) ,Pc, Ld

Val di Susa* Alpi occidentali,

TO

1800 - Pc, Pu, Ld

Pollino Appennino meridionale,

PZ

2100 - Pl

specie: Pa = abete rosso; Pc = pino cembro; Ld = larice; Pu = pino montano;

Pl = pino loricato

Materiali e Metodi (2): Campionamenti e preparazione dei vetrini

• Campionamenti con cadenza settimanale di microcarote prelevate durante la stagione vegetativa, da aprile-maggio ad ottobre

• Campioni conservati in alcool etilico, orientati, inclusi in paraffina, tagliati al microtomo

• Vetrini realizzati con sezioni di 8-12 m:– colorazione con cresyl violet acetate: differenti fasi della

xilogenesi durante la stagione vegetativa– colorazione con safranina, sui campioni prelevati a fine stagione

vegetativa, per misurare le dimensioni cellulari tramite apposito software

Materiali e Metodi (3): Conteggi, Misure e Analisi statistiche

• Conteggio delle cellule nelle varie fasi della Xilogenesi (3 file radiali):– Cellule del cambio– Cellule in distensione (ec)– Cellule in lignificazione (wtc, lc)– Cellule mature (mc)

• Misure delle dimensioni cellulari (a fine stagione):– ampiezza del lume– spessore delle pareti– area delle cellule

• Analisi statistiche:– Inizio,Fine, Durata della differenziazione: Analisi della viarianza

fattoriale (effetto dell’anno, del sito e di [annoXsito])– Numero di cellule prodotte tra i due anni: t di Student per dati appaiati– Proporzione di legno tardivo tra i due anni: -quadro

Rossi et al.

in press

Risultati (1): Andamento climatico

Tra anni:• T media 2003: 3,5 °C• T media 2004: 2,8 °C

• P 2003 (tranne per Val di Susa) < P 2004

Tra siti:• 5T2 il sito più freddo• Val di Susa il sito più xerico e caldo

media di tutti i siti

-10

-5

0

5

10

15

20

gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembredicembre

mese

tem

pe

ratu

ra m

edi

a m

ens

ile (

°C)

2003 2004

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

POLLINO VAL SUSA

pre

cip

itaz

ion

i (m

m)

2003 2004

Pinus cembra - Val di Susa

d = cellule in distensionel = cellule in lignificazionem = cellule mature

nu

me

ro d

i ce

llule

pro

do

tte

giorno giuliano

- 2003 -

0

10

20

30

40

50

128 135 142 149 156 163 170 177 184 191 198 205 212 219 226 233 240 247 254 261 268 275 282

- 2004 -

0

10

20

30

40

50

132 142 149 163 170 177 191 205 212 220 227 233 240 247 254 261 268 275 282 289

d

l

m

Risultati (2): Xilogenesi

Andamento della xilogenesi in Val di Susa: confronto tra 2003 e 2004

Nel 2003• Inizio della differenziazione anticipata• Maggiore numero di cellule prodotte

Risultati (3): ID, FL, DURATA• Inizio della distensione (ID), o inizio della differenziazione cellulare

– Significativo anticipo nel 2003: 26 maggio, 13 giorni prima che nel 2004– Differenze tra siti: Val di Susa (fine maggio) > 5T1 > 5T2>Pollino (primi di

giugno)– Anticipo ID legato a temperature elevate di inizio stagione

• Fine della lignificazione (FL), o fine della differenziazione cellulare– Significativo anticipo nel 2003 (una settimana prima del 2004, 15

settembre)– Differenze nei due anni nei diversi siti– Differenza tra le specie

• DURATA della differenziazione (= FL – ID)– Nel 2003 durata maggiore nelle piante in Val di Susa e Pollino, minore in

quelle al 5T1 e 5T2– Differenza tra le specie

FL e DURATA non chiaro andamento legato ai fattori ambientali

(b)

Inizio Distensione

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

5t1 5t2 pollino valsusa

gior

no g

iulia

no

2003 2004

Risultati (4): Numero di cellule prodotte

• Più cellule nel 2003, significativo per piante VS

• Maggior numero di cellule prodotte nel 2003 in VS, sito xerico,

dove oltre a >temperature, nel 2003 anche >precipitazioni

Val di Susa

0

10

20

30

40

50

60

Larix decidua* Pinus cembra* Pinus uncinata*

specie

nu

mer

o c

ellu

le

pro

do

tte

2003 2004

-10

-5

0

5

10

15

20

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

mesi

tem

pera

ture

med

ie m

ensi

li (°

C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic

mesi

prec

ipita

zion

i men

sili

(mm

)

2003 2004

Risultati (5): Proporzione di legno tardivo• Proporzione di legno tardivo maggiore nel 2003tranne che per i cembri della Val di Susa e l’abete rosso al Cinque Torri 2

% legno tardivo/primaticcio nel 2003 e nel 2004

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2003 2004 2003 2004 2003 2004

primaticcio tardivo

Conclusioni

• > Temperature, precoce riattivazione del cambio e inizio della differenziazione cellulare

• > % legno tardivo: effetto delle elevate temperature estive del 2003

• > Precipitazioni in siti xerici > Numero cellule

In futuro• Necessità di considerare anche fattori endogeni

(es. ormoni) e la loro interazione con i fattori esogeni

• Necessità di considerare l’età e/o le dimensioni

Grazie per l’attenzione! Grazie per l’attenzione!