Risultati e discussione Sono di seguito presentati i risultati dell’analisi dei cambiamenti di uso del suolo nel comprensorio di Toceno – Val Vigezzo (2 aree di studio permanenti). Quest’area di studio è stata scelta per l’analisi pilota a motivo della grande estensione dei popolamenti di pino silvestre che la interessano; la stessa metodologia sarà applicata anche ai comprensori restanti. Le zone boscate occupavano a Toceno 1.936 ha nel 1954, cioè circa il 50% del territorio analizzato; negli ultimi 50 anni la copertura forestale si è accresciuta del 45% circa (2.817 ha nel 2000). L’area di dettaglio scelta per l’analisi localizzata rappresenta un’interfaccia tra il bosco continuo e le zone allora a maggiore influenza antropica; le pinete occupavano il 64% della “finestra” di paesaggio analizzata, mentre nel periodo di studio la componente boscata è cresciuta fino ad occupare il 90% della finestra. Sono state analizzate tre categorie di indici di paesaggio, riguardanti rispettivamente la frammentazione, la distribuzione spaziale e la complessità di forma degli elementi paesaggistici. La variazione degli indici relativamente al periodo analizzato è riportata alla tabella 1. Si assiste ad un cospicuo aumento della superficie forestale (bosco: +50%; non bosco: 73%). L’aumento della superficie forestale si esercita secondo un pattern specifico: l’aumento della dimensione media delle patch (+200% patch forestali, +40% complessivamente) è accompagnato da una significativa riduzione delle dimensioni delle patch non boscate (da 0.6 a 0.2 ha in media), che cedono il ruolo di matrice del paesaggio alla componente forestale. Gli elementi preesistenti si espandono mantenendo quasi invariata la maglia delle tessere boscate; al contrario, scompaiono quelle sfruttate o mantenute dall’uomo. L’espansione forestale è qui frutto dell’ingrandimento e dell’aggregazione di elementi preesistenti (a “macchia d’olio”). Considerando gli indici di complessità della forma (DCAD e PAFRAC) notiamo un aumento di complessità a tutti i livelli a Toceno, specialmente a carico degli elementi boscati (DCAD +350%). I confini netti determinati dalla presenza antropica sul territorio sono stati sostituiti dall’espansione irregolare del bosco di neoformazione e delle patch di rinnovazione di pino, caratterizzate da un’espansione più caotica. Grazie anche alle più favorevoli condizioni stazionali e climatiche, il territorio è stato completamente colonizzato dalla pineta; il mosaico che caratterizzava il paesaggio cinquanta anni or sono è andato quasi completamente perduto. Gli indici di aggregazione mostrano una polarizzazione nel mosaico delle patch (Contagio: +58%); la rarefazione degli elementi non boscati è documentata dall’aumento della Distanza media tra elementi (+102%). La medesima tendenza si osserva nell’analisi effettuata sull’intero versante. L’accentuata polarizzazione tra le 2 classi può essere inoltre considerata segno di un abbandono più spinto.
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Landscape metrics Class metrics Unità di misura Popolamento Paesaggio Bosco Non bosco Grain m 1 m 1 m 1 m 1 m Extent ha 198.1 3726.5 Patch density (PD) n 100ha 1 28.9% +3.4% 52.4% 13.4% Area mean (AREA MN) ha +40.7% 0.0% +193.7% 68.5% Perimeter/Area Fractal +18.5% +15.0% +4.6% +24.9% Dimension (PAFRAC) Disjunct Core Area (DCAD) n 100ha 1 +200.0% +15.7% +350.0% 100.0% Euclidean Nearest Neighbor m +101.5% +12.5% 12.4% +102.1% Mean (ENN_MN) Contagion (CONTAG) % +58.4% +6.6% / / Tabella 2 – Variazione relativa degli indici di paesaggio e di classe a Toceno (1954 2000).
1954 2000
Figura 17 – Carta dell’uso del suolo storico e attuale a Toceno (in alto);
land use change a scala di paesaggio (in basso).
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Figura 18 – Carta dell’uso del suolo nel 1954 (sx) e nel 2000 (dx). Finestra di analisi: 200 ha. Classi di copertura: “bosco”in nero, “non bosco” in bianco.
Figura 19 – Cambiamenti di uso del suolo in relazione alla pendenza (dato elaborato dal modello digitale del terreno, risoluzione spaziale: 10 m).
27 Per quanto riguarda l’influenza della morfologia sulle dinamiche di paesaggio, il processo di afforestazione è minimo per quote comprese tra 1100 1300 m oltre che nella parte più alta dell’area di studio (zone oltre il limite del bosco). Le aree a bassa pendenza e quelle oltre i 60° di pendenza media mostrano una significativa afforestazione (Figura 4), al contrario delle aree a pendenza intermedia (da 20° a 40°). Il largo prevalere dell’esposizione Sud non ha permesso di identificare alcuna relazione chiara tra questa variabile e i processi dinamici analizzati. Le dinamiche osservate trovano giustificazione soprattutto in fattori ecologici, e in particolare nel background socio economico che caratterizza il sito. I pochi centri urbani presenti sul territorio sono assai localizzati e lasciano attorno a sé ampie aree marginali disponibili all’abbandono e alla successione secondaria; il processo inoltre è accentuato dalla più sfavorevole situazione economica e dalla maggiore fertilità stazionale capace di accelerare i processi ecologici in atto. I nuclei di neoformazione possono insediarsi rapidamente e in modo continuo, colonizzando le radure nei popolamenti originari e espandendosi uniformemente a partire dai loro margini. ma in modo discontinuo, e rimangono alternati ad aree attivamente mantenute dalla presenza umana. Le zone interessate dall’attività umana (la fascia medio altitudinale e le aree pianeggianti) hanno conservato in parte l’uso non forestale del suolo. La scomparsa di prati, pascoli e aree urbanizzate, unita al processo di successione forestale in atto nelle aree abbandonate, dà origine ad un mosaico paesaggistico assai più uniforme che in passato. L’espansione della superficie forestale legata all’abbandono delle terre marginali è un dato costante sulle Alpi occidentali, ma le modalità con cui avviene la colonizzazione arborea differiscono significativamente, pur originando da un pattern iniziale molto simile. Tali differenze sono imputabili sia a fattori stazionali che socio economici. In particolare, la specie mostra qui il suo potenziale dinamico con un processo di ricolonizzazione rapida e uniforme nelle aree lasciate libere da attività antropica. La scelta soggettiva dell’extent di analisi può determinare grandi variazioni nelle dinamiche osservate; tuttavia, il confronto dei risultati ottenuti dallo studio delle pinete con i processi in atto a scala di paesaggio hanno confermato che il pino silvestre è il principale elemento dinamico del territorio, e le trasformazioni che lo riguardano si ripercuotono, seppur con più modeste intensità, ad una scala ben maggiore del singolo popolamento.
Dall’altro lato, le pinete hanno visto un rapido abbandono delle pratiche di gestione selvicolturale e dello sfruttamento dei prodotti secondari del bosco, cosicché nelle stazioni più favorevoli si è assistito all’accelerazione della successione forestale verso le specie definitive, soprattutto le latifoglie. Il pascolo in bosco, la raccolta della lettiera e i frequenti tagli di utilizzazione, seppure di rilevanza talora solo locale, creavano le condizioni adatte alla rinnovazione di pino silvestre, esponendo il suolo minerale ed eliminando le specie concorrenti, più appetibili al brucamento. L’interruzione di tali pratiche in seguito all’abbandono di vaste aree montane ha, al contrario, comportato l’aumento della
28 rinnovazione e della competitività delle specie definitive, laddove la stazione lo consentiva e a seconda delle piante portaseme disponibili.
Il caso della successione secondaria non rappresenta un quadro strettamente patologico, tuttavia l’aumento della competitività delle specie definitive fa sì che la componente pioniera sperimenti una diminuzione di vitalità, un tasso di mortalità elevato e l’impossibilità di rinnovarsi a causa del più efficace sfruttamento delle risorse stazionali da parte delle specie concorrenti. Una volta che le specie mediamente tolleranti (come la roverella) o tolleranti (come il faggio, l’abete rosso e l’abete bianco) si siano insediate, l’evoluzione del popolamento provocherà la riduzione e l’eventuale scomparsa della componente a pino, impossibilitata a rinnovarsi a causa della crescente copertura esercitata dalle concorrenti e colpita dai processi di deperimento a loro volta accelerati dalle condizioni di sofferenza degli individui in boschi via via più densi. Si instaura così un feedback positivo che, in assenza di interventi o di disturbi, fa sì che la successione non sia solamente un effetto del deperimento, ma anche una sua causa indiretta, accelerando i cambiamenti di composizione specifica nelle pinete colpite ed esercitando i suoi effetti sul ruolo futuro della foresta, la disponibilità di risorse, il regime di disturbo naturale.
Figura 20 Specie più frequente tra i semenzali in funzione dell'intensità di pascolamento (percentuale di aree di saggio pascolate sul totale, dati: IPLA)
Figura 21 Grado di copertura delle chiome (media di tutte le aree di saggio) e specie prevalente tra i semenzali (dati: IPLA)
29 Il prevalere dell’uno o dell’altro processo dipende essenzialmente dall’uso del suolo passato, quindi indirettamente dall’intensità e dal tipo di impatto antropico, e dalle caratteristiche climatiche ed ecologiche della stazi0ne, che determinano la velocità di avanzamento della successione e le specie che via via vi partecipano. Gli studi effettuati a Nord delle Alpi (Vallese) evidenziano soprattutto il fenomeno dell’abbandono della gestione boschiva (Rigling et al., 2006), mentre si ritiene che nelle Alpi italiane non vada sottovalutata l’importanza delle pinete pioniere su ex prati ed ex pascoli, che interagendo con i cambiamento climatici (vedi succ.) può amplificare significativamente gli effetti del deperimento fornendo nuovo materiale sensibile agli agenti di stress coinvolti. PRATO, PASCOLO PINETA O COLTURA GESTITA
Abbandono della gestione
Clima, Parametri Clima, stazione socio- stazione economici
Successione Gestione
PINETA SPECIE NON GESTITA DEFINITIVE
Deperimento Disturbi naturali Deperimento del pino del pino (suoi agenti) (suoi agenti) Clima, stazione Deperimento sp. STEPPA definitive? Figura 22 – Traiettorie successionali che coinvolgono le pinete di pino silvestre nell’area di studio, a partire da popolamenti storicamente gestiti o da prato pascoli preesistenti all’invasione della pineta. I fattori climatici e stazionali agiscono come regolatori in tutte le fasi della successione (abbandono, successione secondaria, deperimento, regime di disturbo naturale e/o antropico)
30 A2: Casi di studio a scala di popolamento
Fase preliminare della ricerca sul deperimento del Pino silvestre (Pinus sylvestris L.) nelle vallate alpine è stata la scelta delle aree di studio. Il territorio della Regione Autonoma Valle d’Aosta è stato suddiviso in due grandi comprensori, corrispondenti rispettivamente all’alta e alla media bassa valle. In ciascun comprensorio si sono successivamente individuate nella fascia alta e bassa dell’areale di distribuzione del Pino silvestre da 1 a 3 aree di studio permanenti, sulla base di un preliminare esame cartografico dei principali popolamenti e di sopralluoghi in campo volti a valutarne le seguenti caratteristiche: 1. Composizione specifica e struttura dei popolamenti 2. Stato fitosanitario 3. Tipo di proprietà 4. Accessibilità e percorribilità 5. Disponibilità di dati storici Sono state così scelte 4 aree permanenti, ciascuna rappresentativa delle condizioni stazionali e strutturali medie del popolamento in esame e il più possibile libera da disturbi di origine antropica. Ciascuna area misura 70x70 m sul piano topografico, per una superficie totale di 0.49 ha. Il confine dell’area permanente è stato delimitato da picchetti situati ai 4 angoli e la via di accesso contrassegnata in corrispondenza della viabilità principale.
Figura 23. Areale del pino silvestre ( Pinus sylvestris L.) in Piemonte e 4 3 ubicazione delle aree di studio 2 permanenti.
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Materiali e metodi
Le coordinate geografiche e la quota di ogni sito sono rilevate, con precisione metrica, nell’angolo NE mediante GPS (almeno 120 sec.) secondo il sistema di riferimento UTM – WGS 84, e successivamente sottoposte a correzione differenziale in laboratorio.
Sono da considerare oggetti del campionamento:
1. Alberi vivi o morti in piedi con diametro >2.5 cm a 130 cm di altezza.
2. Alberi a terra con diametro di base >10 cm, insieme alla rispettiva ceppaia se individuabile.
3. Ceppaie (altezza <130 cm) isolate con diametro >10 cm a 50 cm di altezza (o sup. di taglio).
Sono escluse le specie a portamento arbustivo (Juniperus sp., Corylus avellana, Rhododendron sp., Cornus sp., Rosa sp., Lonicera sp., Viburnum sp, Clematis sp., Rubus sp….), gli individui con la base del fusto esterna ai confini dell’area permanente, i rami o parti di fusto appartenenti ad un unico individuo, la necromassa a terra che presenti uno stadio di decomposizione tale da non poter essere distinta dalla lettiera. Per gli individui biforcati e i polloni, si considerino individui separati coloro che presentano evidente autonomia biologica e di portamento (specialmente per le conifere). Come regola di riferimento, può essere considerata per la biforcazione una soglia di 130 cm di altezza.
Ogni individuo oggetto del campionamento è stato numerato con etichetta di plastica verde, recante un numero in bianco progressivo da 00001 a 10000. L’etichetta è collocata alla base delle piante o sulla ceppaia, dal lato meno visibile rispetto alle strade circostanti (solitamente a monte). Di ogni individuo così contrassegnato è rilevata la posizione secondo un sistema di coordinate polari relativo all’origine
32 del plot (angolo SW) e a eventuali punti di appoggio individuati sul campo.
Per ogni individuo sono stati rilevati e riportati nella Scheda di rilievo i seguenti dati dendrometrici:
√ Numero progressivo.
√ Tipo (Albero, Snag, Log, Ceppaia o combinazione di questi).
√ Specie (4 lettere).
√ Diametro a 50 cm di altezza sul lato a monte (precisione 0.5 cm). Per le ceppaie il diametro al livello del suolo (al netto dei contrafforti radicali).
√ Diametro a 130 cm di altezza sul lato a monte (precisione 0.5 cm). Per le ceppaie il diametro alla superficie di taglio.
√ Altezza totale dal suolo (precisione 1 cm fino a 200 cm, 10 cm fino a 400 cm, 50 cm oltre).
√ Condizioni vegetative / Stadio di decomposizione (per necromassa)1.
√ Coordinate cartesiane (x;y) o polari (azimut in gradi sessagesimali, distanza centimetrica, caposaldo considerato) riferite alla base del fusto (lato monte), o alla ceppaia in caso di tronchi a terra (se divisi in più parti, accludere una breve descrizione nelle note).
√ Quota (misurata o interpolata dal DTM, precisione 1 m).
√ Angolo di inclinazione (scostamento dalla verticale, precisione 15°) e direzione (azimut) di inclinazione (precisione 15°, anche per i tronchi a terra). Per piante con sciabolatura vistosa indicare 5°.
√ Altezza dal suolo dell’inserzione della chioma (primo ramo verde non isolato ma in continuità con il resto della chioma) misurata a monte e a valle (in piano a Nord e a Sud) lungo la linea di massima pendenza (precisione 1 cm fino a 200 cm, 10 cm fino a 400 cm, 50 cm oltre). 0 chioma verde assente, 1 chioma verde da terra. Misurare sempre l’altezza all’ascella del ramo. Per le latifoglie con più polloni, rilevare una chioma unica (dati riferiti al fusti di diametro maggiore).
1 Per gli alberi vivi: 1 piena vigoria, 2 leggermente danneggiati o deperienti, buona vitalità; 3 danneggiati o deperienti, vitalità ridotta; 4 molto deperienti, scarsa vitalità; 5 morti eretti. Per la necromassa: 1 appena morti, presenti aghi o foglie secche e ramificazione secondaria, corteccia integra; 2 Presente ramificazione primaria, corteccia parzialmente staccata, carie localizzata; 3 rami e corteccia assenti, legno solo in parte integro; 4 decomposizione avanzata, struttura del legno completamente degradata; 5 non distinguibile dalla lettiera.
33 √ Proiezioni della chioma sul terreno lungo le 4 direzioni ortogonali Nord, Est, Sud, Ovest (precisione 10 cm) rispetto alla base del fusto; altezza dal suolo dell’inserzione del ramo la cui proiezione è stata misurata in ciascuna delle 4 direzioni (precisione 1 cm fino a 200 cm, 10 cm fino a 400 cm, 50 cm oltre). In caso di più rami aventi la stessa proiezione al suolo, misurare l’altezza di quello più basso.
√ Altezza della carota prelevata (precisione 1 cm, vedi rilievo dendrocronologico) e posizione della parte più interna della carota rispetto al midollo2.
√ Spessore della corteccia misurata sul foro di prelievo della carota (precisione 1 mm).
√ Note (misure particolari, portamento, tracce di disturbo o di utilizzazione…).
Al fine di costruire la struttura dell’età nel popolamento forestale, è stata prelevata una carota dal lato dell’albero a monte e ad una altezza di 50 cm su tutti i pini silvestri vivi aventi diametro >7.5 cm a 130 cm di altezza (campionamento eventualmente da integrare in un secondo momento); per le altre specie forestali, il prelievo è stato eseguito a campione e secondo classi diametriche di 5 cm di ampiezza (Abete rosso e larice 50%, altre latifoglie 10% e solo un campione per ceppaia). In laboratorio tutte le carote sono state fissate su supporti legnosi e preparate per la misura mediante l’uso di bisturi o di successivi passaggi di carta abrasiva fino ad una risoluzione superficiale ottimale per la misura degli anelli legnosi. L’ampiezza degli anelli è stata quindi misurata con una definizione di 0.01 mm. La datazione incrociata, che permette di assegnare ad ogni anello l’anno di formazione, è stata effettuata sulle serie cronologiche derivate da campioni dendrocronologici già disponibili.
Sono stati identificati i disturbi che hanno avuto luogo in ciascuna area mediante l’analisi delle variazioni repentine di accrescimento effettuata con le carote prelevate. Una cronologia di tutti i disturbi registrati dagli anelli legnosi in ogni area è stata costruita utilizzando la percentuale di alberi che, in periodo di riferimento, presentano variazioni repentine di accrescimento positive o negative (analizzate separatamente). La cronologia dei disturbi ottenuta dall’analisi degli anelli legnosi è quindi confrontata con i dati ottenuti dall'analisi della struttura delle età e delle fotografie aeree ai fini di definire il fattore causale di ogni singolo disturbo.
2 m: midollo presente; o: midollo non presente ma anelli interni con curvatura accentuata (possibile stimare la posizione del midollo); x: midollo non presente e anelli interni privi di curvatura (impossibile stimare la posizione del midollo).
34 Risultati
I rilievi dendrometrici nelle 4 aree di studio permanenti sono stati ultimati nel mese di giugno 2006. Sono stati rilevati in tutto circa 2900 punti; le tabelle 3 5 riportano i parametri stazionali e strutturali di sintesi dei popolamenti analizzati.
Location UTM Elevation [m] Slope. Aspect Age Borgo Ticino (NO) 5060489 N 467254 E 320 flat - 100 S. Maria Maggiore (VB) 5110657 N 457763 E 1050 40% E 45 Toceno (VB) 5110964 N 458567 E 1050 80% W 90-130 Trasquera (VB) 5118744 N 439503 E 1247 30% SE 100-300 Tabella 3 – Parametri stazionali delle aree di studio permanenti (PSP). Plot Density Basal area QMD Relative Htop Cover density [trees ha-1] [m2 ha-1] [cm] [m] B.Ticino 716 357 33.8 27.3 24.5 31.2 .47 .39 24.6 97% S.Maria 861 827 38.5 37.6 23.9 24.1 .56 .55 17.9 93% Toceno 765 720 70.6 69.8 34.3 35.1 .90 .89 22.7 78% Trasquera 343 306 33.3 32.9 35.2 37.0 .40 .39 24.2 77%
Table 4– Summary data for living trees in the permanent plots under study (trees larger than 7.5 cm in dbh); data for all trees and Scots pine only (in italics). Relative density is represented by the ratio of observed to maximum Stand Density Index (SDI), calculated by the summation method. Crown cover is the plot wise figure computed by summing individual crown projections.
CWD Basal area Plot Snags Cut stumps Yearly mortality [m2 ha-1]
Borgo Ticino 1.40 31 8 1% S.Maria 10.10 61 92 26% Toceno 12.47 20 161 2% Trasquera 10.71 0 104 n.d.
Table 5 – Summary data for coarse woody debris (Scots pine only) in the permanent plots under study (stumps and logs larger than 10 cm in dbh, all decay classes). Snags only account for natural mortality. Yearly mortality rates based on repeated inventories (re entry time 3 to 12 months). All data are computed on a per hectare basis.
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Borgo Ticino Forest type cover: Scots pine on moorland The upper layer is represented by a mature even aged Scots pine; the understory and regeneration layers are occupied uniquely by Chestnut and sparse Pedunculate Oak (Quercus robur L.). Frequent low fires thinned the pines and favored the establishment of broadleaves, which were further extended by intense coppicing. Residual pines are characterized by high crowns, thick bark and poor self pruning due to negative selection. Succession to a broadleaved stand is foreseeable. 120 8 3 100 Felled 7 Recent mort. 2.5 Tipo_corretto 80 6 Mort. ratio 2 Specie5 60 4 1.5
40 Frequency 3 1 dead/live ratio dead/live Number of trees of Number 2 20 0.5 1 0 0 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 dbh [cm] dbh [cm] 4% 1% 1%DBH_Class4% 2% 17% 26%
67% 78% bepe
Percent basal area casa Percent4% frequency pisy 1% 2% quro rops 26%
67%
36 S. Maria Maggiore Forest type cover: Middle alpine Scots pine on acid soils Dense, young Scots pine stand established on a previously non forested slope. Mature stands in the higher part of this valley were the seed source for seedling establishment, which started about 50 years ago after the abandonment of farming and grazing practices. High rainfall amounts (1800 mm year 1) allow quick and steady growth; low light levels under the dense, monolayered canopies are suitable for regeneration of late seral conifers (Silver Fir [Abies alba Miller] and Norway Spruce). Sporadic cutting has been carried on to stimulate regeneration of late seral species and as a measure to contrast Pine processionary moth (Traumatocampa pityocampa Den. & Schiff.) outbreaks. 30 1.6 Felled 1.4 100 25 Recent mort. Mort. ratio 1.2 20 80 1 60 15 0.8
Frequency 0.6 10 40 ratio dead/live 0.4 Number of Numbertrees of 5 20 0.2 0 0 0 10 15 20 25 30 35 40 45 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 dbh [cm] dbh [cm] 1% 1% 3% abal bepe lade 98% piab 97%
Percent basal area pisy Percent frequency prav soar
37 Toceno Forest type cover: Middle alpine Scots pine on acid soils Mature Scot pine stand on a steep slope; high fertility (see previous area) stimulate rapid height growth and optima stem form. Man could have favored pine for the practice of tapping (resin production lasted until World War II; scars suggest the stand is 90 to 120 years old). Spruce is present in small groups; Silver Fir and European Beech (Fagus sylvatica L.) seedlings are scattered throughout the stand. Diffuse evidence of single tree selection cutting.
20 3 80 Felled 70 Recent mort. 2.5 15 Mort. ratio 60 2 50 40 10 1.5
30 Frequency 1 dead/live ratio dead/live Number of trees Number of 20 5 0.5 10 0 0 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 dbh [cm] dbh [cm]
1% 1% 3% 2%
99% 94% abal Percent basal area Percent frequency fasy piab pisy
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Trasquera Forest type cover: Middle alpine Scots pine on acid soils The structure is markedly two storied, with a sparse mature overstory and dense regeneration patches establishing in the gaps. European larch (Larix decidua Miller) and Norway Spruce saplings may be found on mineral soil, but are often suppressed by the wide crowns of the overtopping pines. Tree cores from mature Scots pines in the stand (Motta et al., 1999) were found to be up to 300 years old. The stand was disturbed in the last 20 years by repeated selective loggings.
25 20 1.5 Felled 20 Recent mort. 1.2 15 Mort. ratio 15 0.9 10 10 Number of trees of Number 0.6 Frequency
5 dead/live ratio 5 0.3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0 dbh [cm] 1015202530354045505560657075 dbh [cm]
1% 1% 1% 5% 4%
98% 90%
39 Analisi dei disturbi
La prima analisi è stata condotta sul popolamento di S. Maria Maggiore. Una carota incrementale è stata prelevata da tutti gli individui di pino silvestre con diametro maggiore di 7,5 cm a 130 cm di altezza, da tutta la necromassa con almeno i primi 10 cm di carota relativamente intatta nella parte più esterna del tronco e da un prelievo a campione da tutte le altre specie forestali,. Il campionamento è stato effettuato mediante trivella di Pressler all’altezza di 50 cm dal suolo. In campo le carote sono state collocate su supporti temporanei in cartone, su cui sono state fissate con nastro adesivo di carta; su ogni campione sono stati annotati i dati necessari per il riconoscimento: area del rilievo, data, specie, numero di riferimento. In laboratorio le carote sono state incollate su supporti definitivi in legno in modo tale che la fibratura si presentasse verticalmente (condizione necessaria per permettere la successiva lettura degli anelli) e levigate con passaggi successivi di carta abrasiva a granulometria via via più fine. Gli anelli di accrescimento sono stati misurati con una precisione di 0.01 mm tramite apparecchiatura LINTAB, portando alla costruzione di una cronologia elementare per ciascuna carota analizzata. I dati sono stati archiviati ed elaborati mediante il package TSAP in formato CATRAS (un file separato per ogni cronologia elementare). Per la costruzione della struttura delle età, le carote disponibili sono state classificate in tre gruppi (con presenza di midollo, senza midollo ma con anelli più interni aventi una curvatura tale da rendere possibile la stima della posizione del midollo, senza midollo e con anelli più interni non curvati). Nel primo gruppo l’età all’altezza di prelievo è data dal numero di anelli presenti tra il midollo ed il cambio, mentre nel secondo gruppo, al conteggio degli anelli tra il cambio e l’anello più interno, è stato aggiunto il numero di anelli stimati mancanti al midollo. L’età degli alberi con diametro inferiore a 7,5 cm è stata ottenuta mediante regressione non lineare tra età e diametro dei campioni prelevati. Per ridurre l’incidenza degli errori dovuti alla stima degli anelli mancanti tra il midollo e l’anello più interno, e gli errori derivanti dalla stima dell’età attraverso l’utilizzo dell’equazione che relaziona l’età ai diametri, i valori ottenuti sono stati raggruppati in classi di età decennale per svolgere le successive elaborazioni. I dati sull’età del soprassuolo sono stati utilizzati per ottenere la struttura delle età e l’epoca di insediamento del popolamento forestale oggetto di studio; è stato inoltre possibile ricavare l’età della necromassa campionata, e di conseguenza l’epoca a cui risale la morte di ciascun individuo. L’insediamento del popolamento è stato ricostruito realizzando una serie di mappe, in cui sono rappresentati, distinti per specie, gli alberi nati in ciascun decennio. L’area di Santa Maria Maggiore è stata esclusa dall’analisi delle variazioni repentine di accrescimento, perché il soprassuolo è troppo giovane, e quindi l’intensa competizione in atto è tale da impedire il riconoscimento di riduzioni o riprese. Inoltre, non essendo stato
40 possibile effettuare la sincronizzazione degli anelli, e di conseguenza assegnare la data corretta ad ogni singolo anello annuale di accrescimento, non sarebbe stato possibile assegnare ad un’eventuale variazione in positivo o in negativo l’epoca in cui questa si è verificata. Gli studi effettuati sono stati integrati da un’approfondita analisi della storia del popolamento oggetto di studio e delle superfici forestali adiacenti. I dati reperiti riguardano essenzialmente la gestione passata delle superfici forestali. Le informazioni sono state ottenute da ricerche bibliografiche integrate con i dati raccolti dalla consultazione degli strumenti di pianificazione e da interviste ai forestali locali. Le informazioni storiche raccolte sono state usate come una fonte di dati indipendenti per spiegare i cambiamenti nella struttura e nella composizione all’interno delle aree di studio. Risultati
Specie Individui vivi Carote prelevate Midollo Midollo Midollo presente stimabile non stimabile Pino 463 448 93 353 2 silvestre Abete rosso 22 13 3 9 1 Larice 2 2 0 2 0 Betulla 5 2 1 1 0 Tabella 6 – Riassunto del campione utilizzato per l’analisi dendrocronologica. È stato possibile contare o stimare il numero di anelli del 99% delle carote incrementali prelevate a 50 cm di altezza, mentre solo l’1% è stato scartato perché la posizione del midollo non era stimabile, o per presenza di nodi che rendevano impossibile la lettura. Il popolamento risulta essere molto giovane, con la maggior parte dei pini silvestri appartenenti alla classe di età 40 (la classe, cioè, che comprende tutti gli individui aventi da 36 a 45 anni). Il 98% dei pini ha un’età inferiore ai 45 anni, con il 52% di pini concentrati nella classe di età 40; solo il restante 2% ha un’età superiore ai 45 anni. Per quanto riguarda l’abete rosso, invece, gli individui sono tutti concentrati tra i 26 e i 45 anni (classi di età 30 e 40). L’insediamento del bosco attuale risale al 1950, quando hanno fatto il loro ingresso i primi pini silvestri; nel 1960 si insediano anche abete rosso, larice e betulla. Il picco nell’insediamento sia del pino, sia dell’abete rosso, corrisponde al decennio 1970, che ha come limiti inferiore e superiore rispettivamente il 1966 e 1l 1975. Il popolamento risulta, quindi, essere molto giovane e coetaneo.
41 Figura 24 – Relazione età diametro per l’area di S.Maria Maggiore.
Figura 25 – Decennio di insediamento (età a 50 cm di altezza). La carta della struttura delle età evidenzia una maggioranza di individui appartenenti alla classe dei 40 anni (tra 36 e 45 anni) distribuiti in modo uniforme su tutta l’area. Gli individui più giovani, invece, tendono ad essere riuniti in gruppi. I pini più vecchi,
42 appartenenti alla classe di età 50, risultano concentrati nella parte sud occidentale dell’area. Per quanto riguarda l’insediamento, si sono ottenute una mappa per ciascun decennio, a partire dal 1950 al 2000, in modo da evidenziare il numero di piante insediatesi e le modalità di insediamento.
Figura 26 – Ricostruzione spaziale dell’insediamento del popolamento.
I primi due pini silvestri si sono insediati nel 1950; nel 1960 e nel 1970 si ha la massima frequenza di nuovi individui che entrano in bosco; oltre questa data, il bosco rimane pressoché uguale, con un numero ridotto si nuovi individui che si vanno ad insediare. Dal 1990 al 2000, nessun nuovo individuo entra a far parte del bosco. Sul territorio comunale di Santa Maria Maggiore non esiste un Piano di Assestamento Forestale, per cui le informazioni storiche riguardanti l’area oggetto di studio sono poche, e raccolte grazie alla consultazione dei Registri dei Tagli presso la Stazione del Corpo Forestale di S. M. Maggiore.
43 Periodo Disturbo
1831 1839 Grandi disboscamenti in tutta l’Ossola
1834 Alluvione
1868 Alluvione con frane dalle conseguenze disastrose
Caduta della domanda del legname ossolano e concorrenza del legno 1875 tirolese
Abbondantissima nevicata (più di 400 cm) con caduta di valanghe 1888 distruttive in tutte le valli ossolane
Il legname ossolano riacquista il suo valore; riprendono abbattimenti su 1900 larga scala
L’Ossola viene spogliata di gran parte dei suoi boschi a causa della richiesta
1915 1918 di legname da parte dell’industria idroelettrica, per la costruzione della
galleria del Sempione e a causa della Prima Guerra Mondiale
1958 Alluvione
Alluvione disastrosa del 7 agosto: la quantità di precipitazioni caduta 1978 supera i 400 500 mm in poche ore. Dissesti, piante sradicate, smottamenti
Tagli a piccole buche per favorire la rinnovazione e l’insediamento del 1987 faggio presente nella fascia sovrastante. Asportati 20 m3 di legname
1996 Tagli a scelta per piede d’albero. Asportati 312 m3 di legname
2002 2003 Interventi contro la processionaria del pino.
Tabella 7 – Disturbi di origine naturale e antropica nell’area di S.Maria (da analisi documentale). Discussione Il popolamento di Santa Maria Maggiore è costituito da 496 piante, di cui il 93% di pino silvestre, il 4,5 % di abete rosso ed il 2,5% di altre specie. Il popolamento oggetto di studio è costituito da una pineta praticamente pura di pino silvestre; il grafico della distribuzione dei diametri è di tipo gaussiano nell’area di Santa Maria Maggiore, ad indicare un popolamento coetaneo. La pineta è ancora in uno stadio di giovane perticaia, con il 98% dei pini di età inferiore ai 45 anni e con il 52% di pini concentrati nella classe di età 40 (cioè con età compresa tra i 36 e i 45 anni).
44 Il popolamento oggetto di studio è un bosco giovane, transitorio, in lenta evoluzione naturale verso stadi più maturi grazie all’abbandono delle pratiche colturali e pascolive; ciò è confermato dal fatto che la particella è ancora registrata al catasto come qualità colturale a pascolo. Testimonianza dell’intensa presenza dell’uomo sono i muretti a secco ancora visibili e dislocati su tutta l’area. La necromassa, ed in particolare gli snag, sono concentrati nelle classi diametriche inferiori, a conferma di un’intensa competizione tipica nei giovani popolamenti; le ceppaie originate da utilizzazioni forestali, invece, sono spostate verso diametri maggiori. Non è stato possibile risalire all’epoca di morte della necromassa, in quanto, non essendo rispettato il numero minimo di anelli di sovrapposizione necessari per poter effettuare la sincronizzazione, che è pari a 30 (50 anni per poter ottenere valori attendibili), non è di conseguenza stato possibile assegnare la data corretta ad ogni singolo anello annuale di accrescimento. I boschi della Valle Vigezzo sono stati oggetto di massicci disboscamenti durante tutto il 1800. Un arresto delle utilizzazioni forestali si ha nel 1857, a causa della concorrenza del legno tirolese, ma dal 1900 ricominciano gli abbattimenti su larga scala. Durante la prima guerra mondiale, gran parte dell’Ossola viene spogliata dei suoi boschi; a seguito di tale situazione si assiste ad una serie di eventi meteorologici disastrosi, tra cui la più recente alluvione del 1978, che provocò dissesti e smottamenti su tutto il territorio della Valle. La struttura e la composizione attuale del popolamento, quindi, sono il risultato di un’intensa, prolungata e continua influenza antropica sul territorio, cessata non prima di 40 50 anni fa, con l’abbandono delle pratiche agricole e pascolive che hanno portato all’insediamento dell’attuale popolamento. L’area di studio non è stata interessata da incendi, ma è stata regolarmente colpita dalla processionaria del pino (Traumatocampa pityocampa). Gli unici interventi effettuati in zona sono la raccolta dei nidi della processionaria, e, nel 1996, tagli a scelta per piede d’albero allo scopo di eliminare gli individui sottoposti a resinazione in passato. Si tratta quindi di disturbi di piccola intensità, non in grado di influenzare le dinamiche successionali in atto nel bosco. Il fattore che influenza maggiormente le dinamiche del popolamento è l’intensa competizione, tipica dei giovani soprassuoli; la pineta, infatti, essendosi insediata a partire dal 1950, è ancora allo stadio di giovane perticaia. Conclusioni Il popolamento ha subito disturbi di origine antropica di elevata intensità, mentre i disturbi di origine naturale, quali infestazioni di insetti, schianti e sradicamenti dovuti all’azione del vento o ad intense piogge, non sono stati di intensità sufficiente da influenzare le dinamiche evolutive in atto. Si può quindi affermare che hanno avuto una maggiore, e praticamente unica influenza sulla struttura attuale dei due popolamenti, i disturbi di origine antropica.
45 Durante il XIX secolo, la Valle Vigezzo è stata oggetto di intensi disboscamenti, causando una sensibile riduzione della superficie forestale. I popolamenti che si generavano per rinnovazione naturale a seguito di questi tagli intensi, dovevano essere di tipo coetaneo e, secondo i documenti storici consultati, venivano a loro volta sottoposti a taglio dopo periodi di tempo piuttosto brevi (dai 50 ai 100 anni sui versanti più impervi). Le conseguenze di questi turni sulla fertilità del suolo sono oggi di difficile valutazione, ma si può pensare che la frequente asportazione del prodotto legnoso durante due secoli (XVIII e XIX secolo) abbia impoverito non poco il suolo di sostanze nutritive. Questo tipo di utilizzazioni, inoltre, ha senz’altro condizionato la mescolanza di specie nei boschi: data la grande quantità di luce disponibile al suolo dopo i tagli, infatti, si può ipotizzare che fosse favorita la rinnovazione delle specie eliofile, quali il larice alle quote superiori ed il pino silvestre alle quote intermedie, generando così un’involuzione della composizione del bosco. Un altro fattore che ha influito sulla composizione forestale è rappresentato dalla pratica del pascolo all’interno del bosco, soprattutto di quello ovino e caprino. Così come i tagli intensi, anche il pascolo ha presumibilmente favorito il perdurare delle specie pioniere in quanto il calpestio provoca un’erosione del suolo negli strati superficiali; la specie che risulta favorita è, anche in questo caso, il pino silvestre, che non solo è rispettato dal bestiame poiché molto meno appetito delle latifoglie, ma si rinnova con facilità sui suoli poveri e superficiali. Il protrarsi nel tempo di tale pratica, unitamente alle intense utilizzazioni dello strato arboreo, hanno quasi certamente contribuito al mantenimento del pino silvestre fino ai giorni nostri. La fine di tali pratiche, e la conseguente attenuazione dei relativi effetti sulla struttura e composizione dei boschi, sta provocando nelle aree più mature una contrazione delle specie pioniere quali il pino, a favore di specie più esigenti rispetto alla fertilità del suolo e alla necessità di copertura per rinnovarsi. Nell’area di studio, tuttavia, la pineta coetanea si trova ancora in uno stadio di giovane perticaia, caratterizzata da forti incrementi diametrali e longitudinali. La copertura è colma tale da impedire l’ingresso di specie nel sottobosco (è presente, infatti, solo Pteridium aquilinum). La concorrenza tra gli alberi è ancora intensa ed è manifesta la differenziazione sociale espressa da un soprassuolo dominante ed uno dominato. Le chiome delle piante dominanti tendono ad assumere una forma affusolata, e quelle delle piante dominate si riducono sempre più. Negli ultimi decenni, la pineta a Santa Maria Maggiore, così come tutti i boschi di proprietà comunale, è stata lasciata alla libera evoluzione; senza l’influenza di disturbi antropici è prevedibile una lenta evoluzione della composizione specifica in direzione di una comunità di specie definitive (Abete rosso e bianco, partecipazione del faggio), la cui colonizzazione sarà tanto più rapida quanto più efficace sarà la dispersione da parte dei popolamenti portaseme.
46 Analisi della rinnovazione Il processo di rinnovazione rappresenta il fenomeno più variabile negli ecosistemi forestali, in grado di determinare la struttura, la composizione specifica, la produttività del futuro popolamento. Allo scopo di stabilire l’influenza dei diversi fattori ecologici sul processo di rinnovazione attualmente in atto nelle pinete della Valle Vigezzo, con particolare riferimento a luce, copertura del suolo e umidità, e di individuare le tendenze successionali in atto, si è scelto di delimitare al centro di ogni area di studio un subplot di 50*50 m. Il subplot è stato a sua volta suddiviso in quadranti di 5*5 m, numerati da 1 a 100. In ogni quadrante sono stati rilevati i seguenti dati: frequenza della rinnovazione (n ° di piantine individuate) Tipo di rinnovazione (distinguendo in Seedling, se h< 50 cm, e in Sapling, se h>50 cm) Altezza di ogni Se e Sa Diametro a 50 cm dei Sa Condizioni vegetative di ogni Sa e Se Esposizione prevalente (in gradi) Tipo di copertura del suolo, in riferimento alle seguenti classi: umidità superficiale; roccia o pietre; lettiera di aghi; lettiera di faggio; erba; felc; suolo minerale/terreno scoperto. Morfologia del terreno Quota relativa Annotazioni particolari (es., danni da ungulati)
L’obiettivo è analizzare i fattori ecologici che influenzano la germinazione e lo sviluppo dei semenzali nei due siti analizzati (separatamente e insieme) e come il processo di rinnovazione avviene nelle due aree in termini di frequenza, specie partecipanti, condizioni vegetative. Le due aree di studio sono state confrontate per quanto riguarda le frequenze di rinnovazione di ciascuna specie, il tasso di mortalità, la percentuale di sapling rispetto ai seedling, la distribuzione spaziale. Infine è stata utilizzata una regressione multivariata per mettere in evidenza quali fattori influenzano maggiormente il processo di rinnovazione nelle sue due fasi successive di germinazione e di sviluppo dei semenzali. Lo studio dell’influenza dei fattori ecologici sui fenomeni di insediamento e successivo sviluppo della rinnovazione in pineta è stato effettuato utilizzando un GLM (modello lineare generalizzato): questo è un’estensione matematica dei modelli di regressione lineare, ma rispetto ad essi è uno strumento statistico assai più flessibile. Nei GLM le variabili indipendenti sono combinate linearmente in un predittore legato alla variabile dipendente da una funzione di collegamento (Link function). La distribuzione della variabile di risposta qui può essere una qualsiasi tra gaussiana, binomiale, poissoniana, gamma etc., mentre la funzione di collegamento può essere qualsiasi funzione differenziabile monotonica (es. una logaritmica); oltre a ciò, i GLM possono
47 facilmente essere adattati a variabili dipendenti e indipendenti sia quantitative (continue o multinomiali) che categoriali (ordinali o nominali). Queste tre caratteristiche rendono i GLM uno strumento particolarmente adatto ad esplorare le relazioni tra variabili ecologiche, raramente rappresentabili mediante distribuzioni normali, senza forzare i dati in una scala innaturale. In particolare, i GLM sono stati assai utilizzati per modellizzare la distribuzione spaziale di specie e comunità. numero totale di individui percentuale di pino silvestre % di abete rosso % di abete bianco % di faggio Altezza media specie definitive Queste variabili sono state ricavate direttamente dai rilievi effettuati in campo. Tutte le variabili studiate sono caratterizzate da una distribuzione di Poisson, tipica dei conteggi di eventi rari, o normale per le percentuali di composizione specifica e le dimensioni medie della rinnovazione, che è una variabile continua. Le variabili indipendenti sono rappresentate dai fattori ecologici individuati come principali determinanti nel fenomeno di rinnovazione: Radiazione solare trasmessa dalle chiome Classe di copertura del suolo (rilevata direttamente in campo) Umidità del suolo, stimata mediante l’esposizione prevalente, la pendenza, la morfologia del quadrante (piano, concavo o convesso) e una loro combinazione lineare. È stato utilizzato nel modello finale il coseno dell’azimut, in modo da attribuire un valore maggiore alle esposizioni nord (1), decrescente per quelle est e ovest, considerate uguali quanto a umidità potenziale del suolo (0) e minimo a sud ( 1). Il coseno dell’angolo di massima pendenza ha inoltre permesso di attribuire un valore maggiore a terreni piani, capaci di mantenere di più l’umidità, e minimo a quelli più ripidi. Pendenza ed esposizione sono state elaborate mediante un rilievo speditivo di un DTM (modello digitale del terreno), inserendo le quote rilevate in campo in ogni quadrante (in punti con X e Y già note), dopo averle rese tutte relative ad un medesimo punto con Z relativa=0. Successivamente, con ArcView 3.2 e l’estensione 3d Analyst è stato realizzato a partire dai punti quotati un TIN (triangle Irregular Network), da cui sono state interpolate le quote relative ed assolute dei singoli alberi dei popolamenti studiati. Dallo stesso TIN si è elaborato un GRID con maglia 5m ed estensione pari a quella del subplot al cui interno si è effettuato il rilievo della vegetazione (50*50 m).
48 Figura 27 – Modello digitale del terreno (TIN), carta delle pendenze e delle esposizioni a S.Maria Maggiore (sopra) e Toceno (sotto).
49 Per stimare la quantità di luce al suolo è stato utilizzato il software tRayCI. Mediante la ricostruzione tridimensionale delle chiome all’interno del popolamento questo software è in grado di simulare la traiettoria dei singoli raggi luminosi attraverso le chiome stesse fino a calcolare la % di luce totale pervenuta al suolo rispetto al totale irradiato (PACL, percent above canopy light). Le informazioni in ingresso sono fornite da un file dei parametri che contiene dati relativi all’orientamento, alla pendenza, alla dimensione del plot, alle caratteristiche delle chiome di ogni specie, alla quantità di luce che arriva sopra le chiome e da una treelist, dove sono immesse le informazioni relative a ciascun albero vivo del popolamento. I parametri di orientamento del plot e la pendenza media sono ottenute per interpolazione dal TIN elaborato in precedenza. Figura 28 – Ricostruzione del piano quotato delle chiome e valori di luce incidente trasmessa al suolo a S.Maria Maggiore (sopra) e Toceno (sotto).
50 Le analisi sono state condotte sulla totalità dei rilievi effettuati e separatamente nei due plot, pr sottolineare le differenze nell’influenza dei fattori ecologici sul processo di rinnovazione; è stata calcolata la funzione di verosimiglianza complessiva (log likelihood), stimatore della bontà dell’adattamento complessiva del modello ai dati rilevati, e sono stati calcolati i coefficienti di regressione relativi ad ogni parametro utilizzato, la loro significatività e il punteggio di Wald per esprimerne l’influenza sulla variabile risposta (test chi quadrato). Tutte le analisi sono state eseguite mediante SAS 9.1. Risultati e Discussione TOCENO TOTALE vivi morti deperienti sapling seedling abete bianco 110 96 11 3 13 97 abete rosso 128 113 12 3 24 104 faggio 10 3 7 7 3 TOTALE 248 212 30 6 44 204 SANTA MARIA TOTALE vivi morti deperienti sapling seedling pino silvestre 8 0 8 0 7 1 abete bianco 7 7 0 0 2 5 abete rosso 9 8 0 1 9 0 sorbo montano 5 5 7 2 3 sorbo uccellatori 34 34 0 0 0 34 TOTALE 63 54 15 1 20 43 Tabella 8 – Frequenze di rinnovazione rilevate, distinta tra semenzali vivi e morti e in sapling (h>50 cm) e seedling (h<50 cm).
113 35 96 30 25 20 3 a 7 12 faggio 15 sobo uccellatori 11 abete rosso 10 sorbo montano abete rosso abete bianco 5 vivi abete bianco morti 0 pino silvestre vivi morti Figura 29 – Confronto tra n° di semenzali vivi e morti per le specie rilevate a Toceno (sx) e S.Maria (dx).
51
35 120 30 100 25 80 20 60 15
40 10 20 5 seedling seedling 0 sapling 0 sapling pino abete abete bianco abete rosso abete sorbo sorbo faggio silvestre bianco rosso montano uccellatori
Figura 30 Confronto tra n° di semenzali e rinnovazione affermata per specie a Toceno (sx) e S.Maria (dx). Dal confronto dei risultati, per quanto riguarda la frequenza di rinnovazione, sono emerse alcune differenze tra le due aree, collegabili al diverso stadio evolutivo in cui si trovano i due popolamenti. A Toceno, prevale la rinnovazione di specie definitive (tolleranti l’ombra) che stanno subentrando in pineta e che presumibilmente sostituiranno il pino. In totale sono presenti 219 semenzali, con grande predominanza di seedling, rispetto ai sapling. La specie più presente in rinnovazione è l’abete rosso, ma è abbondante anche l’abete bianco. La maggior parte della rinnovazione di faggio è costituita da sapling morti. Questo può indicare che i semi del faggio sono riusciti a germinare e a compiere le prime fasi di sviluppo, ma con un ulteriore accrescimento, i semenzali non sono riusciti a vincere la competizione con la vegetazione arborea e/o erbacea. A Santa Maria Maggiore, la rinnovazione è molto più scarsa (63 semenzali). È necessario, però sottolineare che durante i rilievi, sono stati osservati numerosi semenzali nella zona a N e a monte del subplot (ma sempre all’interno dell’area di studio). Rispetto al popolamento precedente diminuiscono le conifere in rinnovazione, mentre diventano abbondanti le latifoglie, soprattutto Sorbus aucuparia. In entrambi i plot dove è assente del tutto la copertura, per tagli o per schianti, manca del tutto la rinnovazione, probabilmente per la competizione esercitata dallo strato erbaceo. Allo stesso modo è significativo il fatto che a Santa Maria Maggiore, su 19 esemplari di pino in rinnovazione, 16 sono morti: in questo caso sicuramente è la luce che ha agito come fattore limitante. Probabilmente questi semenzali si sono insediati sfruttando temporanee aperture nelle chiome, me con il richiudersi di queste non sono riusciti a sopravvivere. Il modello lineare generalizzato è stato prima calcolato sulla totalità delle osservazioni (N=199). Tra i singoli coefficienti di regressione, gli unici significativi sono quelli associati alla PACL (0.051), associata al maggiore valore di significatività, e alla morfologia convessa ( 0.58), apparentemente sfavorevole all’insediamento. Un coefficiente positivo significa che un valore più alto della variabile indipendente causa un incremento di risposta (in questo caso, un aumento nelle frequenze di rinnovazione per quadrante), un
52 valore negativo l’opposto. Pur non essendo statisticamente significativi (il loro intervallo di confidenza per un livello di p = .05 comprende cioè lo zero), sono da notare i coefficienti relativi a CosExp (coseno dell’esposizione) che è 2.77, cioè le esposizioni sud sono negativamente associate all’insediamento a favore invece di quelle intermedie (le nord non esistono nel campione, fig. 1), e alla copertura del suolo, che solo nel caso F (felci) è inversamente proporzionale alle frequenze di insediamento ( 0.0399) Le probabilità associate ad un test chi quadro (rispetto cioè alle frequenze attese per una distribuzione casuale della rinnovazione) hanno dimostrato che l’influenza sulle frequenze di insediamento è maggiore per la PACL (radiazione al suole), seguita dalla copertura e dalla morfologia (concava, convessa o piana) e dalla pendenza, mentre l’esposizione apparentemente non gioca un ruolo fondamentale.
Tabella 9 – Coefficienti di significatività statistica associati alle variabili indipendenti per le frequenze di rinnovazione nelle due aree di studio. La stessa analisi è stata condotta separatamente nei due plot. Le differenze principali riguardano l’influenza dei tre fattori principali: mentre a S.Maria la morfologia è un fattore determinante, seguito da PACL e copertura, a Toceno è la copertura a svolgere il ruolo principale, seguita dalla luce (le frequenze di insediamento più alte si riscontrano per i valori medi di PACL%). Forse a Toceno la luce è a livelli più alti, sufficienti a garantire la rinnovazione dove la copertura è rada, mentre a S.Maria la copertura densa non consente il verificarsi di livelli di radiazione sufficienti. Per quanto riguarda specificatamente il pino silvestre, l’analisi condotta nell’area di S.Maria (l’unica a presentare esemplari di rinnovazione di questa specie) sulla base di una variabile di risposta binomiale (presenza: 1, assenza: 0), restituisce un modello molto ben adattato ai dati (devianza totale: 36.551) e guidato principalmente dal tipo di copertura del suolo; gli unici fattori significativi sono infatti la presenza di erba o felci al suolo, che influenzano negativamente la presenza di rinnovazione di pino silvestre. Il modello esplicativo della percentuale di abete rosso sul totale della rinnovazione, seppur caratterizzato da un potere esplicativo notevolmente inferiore (devianze rispettivamente di 1291.57 e 2588.03 per i plot di S. Maria e Toceno), evidenzia alcune differenze. Nell’area di Toceno in particolare, dove la rinnovazione di abete è più
53 abbondante, si vede come i fattori morfologici abbiano nettamente il sopravvento nei confronti della luce (che non ha influenza significativa, p = .67) per quel che riguarda la presenza di questa specie. In particolare, l’abete è favorito da microstazioni prevalentemente concave in grado di trattenere di più l’umidità del terreno (coefficiente di regressione 0.2381, altamente significativo) e piane (coefficiente associato a CosSlope: 3.966). Lo stesso non accade a S.Maria, dove soprattutto la concavità appare un fattore sfavorevole in quanto, per la particolare conformazione della zona, il suolo si presta ad accumulare umidità in eccesso fino ad impaludarsi localmente (coefficiente di regressione: 1.268). Anche la copertura del suolo gioca un ruolo importante, in particolare espresso da ruolo negativo esercitato dalla lettiera (coefficiente 0.190). Un risultato inaspettato è invece stato riscontrato a S.Maria, dove l’abete rosso è apparentemente favorito da esposizioni sud e da una copertura del suolo prevalentemente pietrosa (coefficienti rispettivamente 99.61 e 2.30), fattori questi che dovrebbero invece favorire la rinnovazione di una specie pioniera e frugale come il pino. Per quanto riguarda le specie più tolleranti l’ombra, la PACL è l’unico fattore responsabile di un’interazione significativa (positiva), con coefficienti e quindi un’importanza maggiori che per le frequenze di abete rosso (rispettivamente 1.4265 e 0.6405 per l’abete bianco e per il faggio). Il faggio è anche marcatamente favorito dalle esposizioni più fresche, come indica l’elevatissimo coefficiente legato al coseno dell’esposizione (297.98, p=.078). Il modello per la frequenza di abete bianco è comunque caratterizzato da una bontà di adattamento assai più bassa (devianza totale 130376.77), giustificata forse dalla bassa numerosità dal campione. Lo sviluppo successivo (altezza media dei sapling) della rinnovazione delle specie definitive, infine, appare spiegato da variabili differenti nei due plot. A S.Maria la bassa numerosità del campione fa sì che il modello non presenti un buon adattamento ai dati (devianza totale: 46259.72, cf. a Toceno 12902.44). Inoltre, nella prima area il fattore più influente è la luce che, seppure non significativamente a livello statistico (qui la variabilità della PACL è piuttosto bassa e insufficiente a far emergere tendenze nette), presenta una buona associazione positiva con la media delle altezze degli esemplari di rinnovazione appartenenti alle specie definitive (coeff. 7.861, p=.105). L’altro fattore significativo è rappresentato dalla copertura a suolo nudo/minerale, associata ad un forte incremento nella media delle altezze (p = .041). A Toceno l’ordine di importanza dei fattori cambia, perdendo di importanza l’effetto della luce (p=.689) e assumendo in ruolo fondamentale la copertura (p = .044). In particolare la lettiera di faggio (G, p=.005) risulta avere un effetto altamente positivo sulle dimensioni medie dei seedling e dei sapling ad essa associati. In conclusione, possono essere riassunte le seguenti conclusioni per quanto riguarda il processo di insediamento e di successivo sviluppo della rinnovazione nelle aree di studio:
54 INSEDIAMENTO: Pino silvestre (solo S.Maria): Fattore più influente: copertura del suolo. Erba/felci associate negativamente alla frequenza di insediamento. Abete rosso: Semenzali abbondante a Toceno; prevale la rinnovazione affermata a S.Maria. Fattore più influente: morfologia Microstazioni piane e concave sono favorevoli all’insediamento, ma non a S.Maria (ristagno idrico). Esposizione Sud apparentemente favorevoli. Abete bianco e faggio: Fattore più influente: radiazione luminosa. Il faggio è favorito dalle esposizioni fresche. SVILUPPO: Toceno: ruolo fondamentale della copertura del suolo: la lettiera di faggio ha effetto altamente positivo sulle dimensioni medie di seedling e sapling. Perde importanza l’effetto della luce. Scarso successo di sviluppo per i semenzali di faggio. S.Maria: ruolo fondamentale della luce: buona associazione positiva con la media delle altezze degli esemplari in rinnovazione. Il suolo nudo è associato a un forte incremento nella media delle altezze. Scarso successo di sviluppo per i semenzali di pino. Conclusioni Il totale insuccesso della rinnovazione di pino silvestre anche in luce, la presenza di semenzali e rinnovazione affermata di abete bianco e faggio (meno di faggio), fanno ipotizzare uno sviluppo favorevole agli abeti, specie definitive in grado di insediarsi gradualmente sotto la copertura dominante del pino, a seconda delle microstazioni a loro favorevoli. Il probabile sviluppo successionale dei popolamenti è testimoniato già al momento attuale dalla struttura biplana che essi stanno assumendo, con il piano dominante a pino ma un consistente piano di rinnovazione in via di sviluppo.
55 AZIONE B – STUDIO DI CAUSE EFFETTI
B.1 INDAGINE SULLA VITALITÀ DEGLI ALBERI Materiali e Metodi All’interno di tutte le aree permanenti è stata effettuata un’indagine relativa alla trasparenza delle chiome (anno 2005), necessaria per la valutazione del grado di deperimento del pino silvestre. Diversi studi hanno, infatti, messo in evidenza che esiste una correlazione diretta tra il grado di trasparenza delle chiome e il grado di deperimento delle piante stesse [Dobbertin et al., 2004]. Si tratta di un’indagine di tipo visivo che prevede l’assegnazione di un indice di deperimento (percentuale di defogliazione = trasparenza della chioma), sulla base dell’osservazione diretta o mediante binocolo della chioma di ciascuna pianta e grazie al supporto di opportune guide fotografiche relative alla specie oggetto di studio [Muller et Stierlin, 1990], in cui sono riportate differenti classi di defogliazione (nel caso particolare del pino silvestre le classi di defogliazione corrispondono al 5, 25, 45 e 75%, alle quali ne è stata aggiunta una quinta pari al 100%). Per ciascuna pianta analizzata sono state rilevate la posizione sociale dell’individuo (predominante, dominante, codominante e dominato) e la direzione rispetto alla quale è stato condotto il rilievo. Oltre alla percentuale di defogliazione, assegnata sulla base dell’aspetto complessivo della chioma e del confronto con le fotografie di riferimento, sono stati anche rilevati: Danni dovuti alla presenza di Tomicus sp., di altri insetti e di vischio (Viscum album). Il primo è causa di ingiallimento e di successiva caduta a terra dei getti apicali, mentre il vischio è stato spesso segnalato (es. nel Vallese) come la causa principale della morte di molte piante; ingiallimenti o imbrunimenti degli aghi ed eventuali fenomeni di microfillia; presenza di branche e rami morti (diametro inferiore a 3 cm) per cause diverse dall’assenza di luce, essendo quest’ultimo un fenomeno del tutto naturale all’interno dei boschi (autopotatura). La distribuzione delle piante nelle diverse classi di defogliazione è stata valutata per ognuna delle 4 aree. Inoltre, tutti i dati sono stati analizzati statisticamente (test non parametrici, valori significativi per p < 0.05) allo scopo di individuare eventuali differenze nel grado di deperimento tra le diverse aree. Risultati In figura 1 sono riportati i risultati dell’indagine sulla vitalità delle piante. Come si può notare nelle 4 aree sono state riscontrate percentuali medie di defogliazione che si distribuiscono intorno al 20% e dall’analisi statistica è emerso che non esistono differenze significative (p < 0.05).
56 100 90 80 70 60 50 40 a a a a
% defogliazione 30 20 10 0 Borgo Ticino Trasquera Toceno Druogno
Figura 1: Confronto delle percentuali medie di defogliazione tra le 4 aree piemontesi. A lettere diverse corrispondono valori significativamente diversi (test non parametrico per K campioni indipendenti, valori significativi per p < 0.05).
Sulla base dei risultati ottenuti, quindi, si può affermare che le quattro aree presentano un elevato grado di omogeneità in termini di trasparenza delle chiome (espressa come percentuale media di defogliazione) e tale aspetto si evidenzia ancor più osservando la distribuzione delle piante nelle diverse classi di defogliazione. Nell’istogramma riportato in figura 2, infatti, si nota come nelle 3 aree di Borgo Ticino, Toceno e Druogno oltre l’80% delle piante appartiene alla seconda classe di defogliazione (25%), mentre nell’area di Trasquera la percentuale di piante appartenenti alla seconda classe di defogliazione è poco superiore al 70%. In quest’ultima area, inoltre, circa il 25% delle piante appartiene alla terza classe di defogliazione. In nessuna delle 4 aree è stata riscontrata la presenza di piante appartenenti all’ultima classe di defogliazione, corrispondente al maggior grado di deperimento e anche il numero di piante appartenenti alla quarta classe di defogliazione è del tutto trascurabile..
Distribuzione per classi di defogliazione
BorgoTicino Trasquera Toceno Druogno
100 90 80 70 60 50 40 30 % piante sultotale piante % 20 10 0 5 25 45 75 100 classi di defogliazione
Figura 2: Distribuzione delle piante nelle diverse classi di defogliazione.
57 B.2 PATOGENI FUNGINI E MORTALITÀ DEI PINI All’interno dell’area permanente di Toceno sono stati effettuati i seguenti rilievi fitopatologici: 1. Valutazione dell’eventuale presenza di funghi responsabili di marciumi radicali come Heterobasidion spp. e Armillaria spp.. 2. Prelievo di microcarote a livello del colletto per l’isolamento dei funghi sopra citati, di funghi Ophiostomatoidi responsabili dell’azzurramento del legno e per la valutazione delle micocenosi associate all’alburno di pino silvestre. In tutte le aree permanenti, inoltre, è stata effettuata un’indagine volta a stabilire la pressione di inoculo nell’aria del patogeno fungino Heterobasidion spp. B.2.1 Accertamento della presenza di funghi responsabili di marciumi radicali 3. Per valutare l’eventuale presenza di funghi responsabili di marciumi radicali è stata condotta in bosco la ricerca sistematica dei carpofori (Heterobasidion spp., Armillaria spp.) e delle rizomorfe (Armillaria spp.) a livello del suolo e della superficie di tronchi e ceppaie. 4. L’indagine ha avuto esito negativo, in quanto non è stata riscontrata la presenza né di carpofori né di rizomorfe dei funghi sopra citati.
B.2.2 Micocenosi associate all’alburno di pino silvestre Materiali e Metodi All’interno dell’area permanente di Toceno, in una sottoarea di 50 x 50 m (0,25 ha), sono state prelevate 4 microcarote (diametro 2 mm e lunghezza 1 cm circa) da ciascun individuo di pino silvestre con DHB superiore a 15 cm e 2 microcarote da ciascun individuo con DHB compreso tra 10 e 15 cm. Il prelievo, che ha interessato piante vive, morte in piedi e a terra, è stato effettuato alla base delle piante a circa 10 20 cm dal suolo, previa asportazione della corteccia. In particolare, il prelievo delle microcarote è stato effettuato mediante campionatore Trephor, messo a punto presso il Centro Studi per l’Ambiente Alpino (San Vito di Cadore, BL) del Dipartimento Territorio e Sistemi Agro Forestali (Università degli Studi di Padova). Ciascuna microcarota è stata conservata in provette sterili, contrassegnate con il numero della pianta corrispondente, in attesa dell’allestimento delle prove di isolamento in laboratorio. Complessivamente sono state campionate 174 piante di pino silvestre per un totale di 679 microcarote estratte. L’allestimento delle prove di isolamento si è articolato in due fasi successive:
58 1) Sterilizzazione di ogni microcarota in una soluzione di perossido di idrogeno (H2O2) al 30% per circa 8 secondi e risciacquo in acqua sterile per circa 10 secondi, allo scopo di prevenire lo sviluppo di eventuali funghi inquinanti presenti sulla superficie del legno. 2) Sezionatura delle microcarote in due parti da destinare a due differenti condizioni di crescita. In particolare: La porzione più esterna, rispetto all’orientamento della pianta, è stata inoculata in capsule Petri contenenti un substrato elettivo per i Basidiomiceti. La porzione più interna, rispetto all’orientamento della pianta, è stata inoculata in capsule Petri contenenti un substrato generico, ma segnalato come elettivo per i funghi agenti dell’azzurramento del legno [Jankowiak, 2005]. Tutte le inoculazioni sono state effettuate sotto cappa biologica per garantire le migliori condizioni di sterilità; i campioni sono stati incubati alla luce e a temperatura ambiente e tutte le capsule sono state chiuse mediante Parafilm, in attesa dello sviluppo di eventuali agenti fungini. Le colonie sviluppatesi, fino a 4 mesi dopo l’inoculazione delle microcarote, sono state trasferite singolarmente in capsule Petri contenenti MEA ed incubate alla luce e a temperatura ambiente. A completamento dello sviluppo, per ciascun isolato è stata condotta un’analisi preliminare delle caratteristiche macroscopiche (morfologia della colonia, colore ecc…), allo scopo di individuare i differenti gruppi morfologici per la successiva identificazione a livello di genere e, se possibile, a livello di specie. L’identificazione dei funghi basidiomicetoidi sterili è stata effettuata mediante il confronto, con opzione BLAST, delle sequenze della regione ITS del DNA ribosomiale, amplificate con la combinazione di primer ITS1 F e ITS4 secondo quanto descritto da White et al. [1990] e Gardes e Bruns [1993], con le sequenze depositate presso il National Center for Biotechnology Information’s GenBank. Per ogni pianta campionata sono stati calcolati il numero medio di Unità Formanti Colonia (CFU/pianta) e il numero medio di taxa fungini (taxa/pianta). Inoltre, per ogni taxon sono state calcolate la frequenza di colonizzazione (F), espressa come rapporto percentuale tra il numero di piante colonizzate da un determinato taxon e il numero totale di piante campionate per ogni area, e la densità di colonizzazione (D), espressa come rapporto percentuale tra il numero di frammenti di microcarote infetti e il numero totale di frammenti di microcarote inoculati per ogni pianta [Varese et al., 1999; Varese et al., 2003]. Risultati Dalle prove di isolamento delle microcarote legnose sono state ottenute complessivamente 276 CFU. In particolare, da ogni pianta sono state isolate in media 2 CFU/pianta ed è stato identificato in media 1 taxon/pianta. L’istogramma riportato in figura 3 mostra il confronto tra l’area di Toceno e 3 aree deperienti della Valle D’Aosta in termini di numero medio di CFU/pianta e di numero medio di taxa/pianta.
59 CFU/pia n ta taxa/pianta
6
5 a 4 a a b 3 c b c 2 d
CFU-taxa/pianta 1
0 Morg ex St. Denis l Ch a lla nd Tocen o
Figura 3: Numero medio di CFU/pianta e numero medio di taxa/pianta per l’area di Toceno e per le 3 aree valdostane deperienti. Sia per le CFU/pianta che per i taxa/pianta a lettere diverse corrispondono valori significativamente diversi (p < 0.05).
Complessivamente nell’area di Toceno sono stati identificati 30 diversi taxa fungini (tabella 1). Il Penicillium sp. Link è in assoluto il taxon fungino più rappresentato nell’area di studio con una frequenza di colonizzazione pari al 24%, ma anche Cladosporium chlorocephalum (Fresen.) E. W. Mason & M. B. Ellis e Trichoderma sp. Pers. hanno una frequenza di colonizzazione piuttosto elevata e pari, in entrambi i casi, al 19%. Un aspetto particolarmente interessante è che sono stati isolati ben 5 taxa appartenenti alla divisione Basidiomycota. Si tratta, in particolare, di Bjerkandera adjusta (Willd.) P. Karst., Trametes versicolor (L.) Pilat., Funalia trogii (Berk.) Bondartsev & Singer, Peniophora aurantiaca (Bres.) Hohn. & Litsch. e Stereum hirsutum (Willd.) Pers. Ad eccezione dei primi due taxa, che presentano una frequenza di colonizzazione pari rispettivamente all’1.7% e all’1.1%, tutti gli altri presentano una frequenza di colonizzazione pari allo 0.6%.
TOCENO Taxa identificati F D Penicillium sp. Link. 23,86 0.050 Cladosporium chlorocephalum (Fresen.) E.W. Mason & M.B. Ellis 19,32 0.041 Trichoderma sp. Pers. 18,75 0.040 Moniliaceous fungus 7,95 0.018 Epicoccum nigrum Link. 2,84 0,004 Cladosporium cladosporioides (Fresen.) G.A. de Vries 2,27 0,006 Dematiaceous fungus 2,27 0.005 Aspergillus flavus Link. 1,70 0.004 Bjerkandera adjusta (Willd.) P. Karst. 1,70 0,002 Gibberella fujikuroi (Sawada) Wollenw. 1,70 0.002 Alternaria alternata (Fr.) Keissl. 1,14 0.001 Basidiomycota 1,14 0,002 Mucor plumbeus Bonord. 1,14 0.003 Mycelia sterilia dematiacea 1,14 0.003 Mycelia sterilia moniliacea 1,14 0.004 Trametes versicolor (L.) Pilát 1,14 0,004 Acremonium kiliense Grütz 0,57 0,001 Aspergillus niger Tiegh. 0,57 0.001 Emericella nidulans (Eidam) Vuill. 0,57 0,001
60 Funalia trogii (Berk.) Bondartsev & Singer 0,57 0,001 Gibberella moniliformis Wineland 0,57 0,001 Isaria farinosa (Holmsk.) Fr. 0,57 0,001 Mucor hiemalis Wehmer 0,57 0,001 Peniophora aurantiaca (Bres.) Hohn. & Litsch. 0,57 0,001 Rhizopus stolonifer (Ehrenb.) Vuill. 0,57 0.002 Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary 0,57 0,001 Stereum hirsutum (Willld.) Pers. 0,57 0,001 Trichothecium roseum (Pers.) Link 0,57 0,001 Umbelopsis vinacea (Dixon-Stew.) Arx 0,57 0.001 Zygomycota 0,57 0,001
Tabella 1: Taxa fungini identificati con i rispettivi valori di frequenza (F) e densità (D) di colonizzazione.
B.2.3 Valutazione della pressione di inoculo nell’aria di Heterobasidion annosum Materiali e Metodi In tutte le aree permanenti è stata svolta un’indagine volta a stabilire la pressione d’inoculo nell’aria del patogeno fungino Heterobasidion annosum, mediante esposizione in bosco per 24 ore di dischi di legno di abete rosso [Gonthier et al., 2005]. In particolare, in ciascuna area permanente sono stati esposti 13 dischi di legno (figura n. 4), secondo lo schema riportato in figura 5. Ogni disco è stato preventivamente trattato con una soluzione di etanolo al 60%, necessaria per una Figura 4: Disco di legno esposto in bosco per 24 ore per valutare la pressione di inoculo di Heterobasidion disinfezione superficiale, e posto all’interno di annosum. capsule Petri contenenti un foglio di carta bibula imbibito di acqua sterile, allo scopo di prevenire il disseccamento del disco stesso durante l’esposizione. In seguito all’esposizione in bosco ogni disco è stato trattato con una soluzione di benomyl e posto in incubazione alla temperatura di 24°C per circa 10 11 giorni. La presenza di H. annosum è stata verificata mediante osservazione al microscopio stereoscopico delle colonie dell’anamorfo (Spiniger meineckellus). Gli isolamenti sono stati effettuati trasferendo o piccoli frammenti di legno infetti o ife del fungo in capsule Petri contenenti PCNB [Kuhlman & Hendrix, 1962], substrato selettivo per H. annosum. Le colture di Heterobasidion spp. così ottenute sono state identificate a livello specifico mediante Taxon Specific Competitive Priming (TSCP) PCR abbinata alla diagnosi di inserti di natura intronica specie specifici nella subunità maggiore del gene ribosomiale mitocondriale (LrRNA), così come descritto da Gonthier et al. [2003].
61
Figura 5: Rappresentazione schematica della disposizione delle rotelle di legno all’interno di ciascuna area permanente.
Risultati Le spore di Heterobasidion annosum sono state riscontrate nelle tre aree di Trasquera, Toceno e Druogno. Nella tabella 2 sono riportati le percentuali di dischi colonizzati dalle spore del patogeno e il numero medio di CFU/m2*h.
Località % dischi colonizzati CFU/m2*h Borgo Ticino - - Toceno 69% 113 Druogno 69% 51 Trasquera 38% 37 Tabella 2: Percentuali di dischi colonizzati dalle spore di H. annosum e numero medio di CFU/m2*h.
L’identificazione a livello specifico mediante (TSCP) PCR ha evidenziato la presenza in tutte e tre le aree di studio di due diverse specie del patogeno ed in particolare Heterobasidion annosum sensu stricto (ex ISG P) e Heterobasidion parviporum Niemelä & Korhonen (ex ISG S) (figura 6). Il primo si trova tipicamente nelle foreste di pino e in particolare il pino silvestre è uno dei suoi ospiti preferenziali, il secondo, invece, è più tipico delle foreste di abete rosso. Esclusivamente nell’area di Toceno è stata anche riscontrata la presenza della terza specie di questo patogeno, Heterobasidion abietinum Niemelä & Korhonen (ex ISG F), associato alle foreste di abete bianco, ma occasionalmente riscontrato anche su altre conifere e latifoglie (tabella 3).
P P P P ◄Figura 6: Esempio di gel elettroforetico per l’identificazione a livello S F S specifico di Heterobasidion annosum.
campioni controlli
62 ▼Tabella 3: Percentuali di campioni identificati appartenenti alle 3 diverse specie di H. annosum. Località H. annosum s.s H. parviporum H. abietinum Toceno 73% 23% 4.5 % Druogno 62% 38% - Trasquera 93% 7% -
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B.3. ANALISI ENTOMOLOGICA
Insetti potenzialmente nocivi al pino silvestre Dalla bibliografia scientifica esaminata e dalle indagini d’archivio, risulta che oltre 220 specie di insetti possono causare danni al pino silvestre nelle nostre regioni. La maggior parte delle specie fortunatamente non raggiunge livelli di densità tali da costituire un pericolo per le nostre pinete; può essere infatti considerato parassita primario soltanto la processionaria del pino (Traumatocampa pityocampa), che negli ultimi decenni ha provocato defogliazioni consistenti. Vale la pena di far notare che negli ultimi trent’anni diverse specie di insetti di importanza forestale, quali i lepidotteri limantriidi Lymantria monacha e Calliteara pudibunda e l’imenottero sinfita Acantholyda erytrocephala, che normalmente sono presenti nelle nostre regioni a livelli di popolazione irrilevante, hanno dato origine a vistose infestazioni. Contemporaneamente il lepidottero tortricide Zeiraphera diniana, defogliatore del larice, ha interrotto la serie di gradazioni con cadenza decennale che si verificava da quasi due secoli. Questi fenomeni vengono da più parti collegati alle variazioni climatiche verificatesi nello stesso periodo, facendo temere che altri fitofagi presenti da noi, ma attualmente non dannosi, possano dimostrarsi nocivi in futuro. Le specie di insetti considerate secondarie, ovvero in grado di attaccare soltanto piante indebolite da fattori biotici o abiotici, sono numerose; qui si sottolineano soprattutto i problemi forestali derivanti dai due coleotteri scolitidi, il blastofago maggiore del pino (Tomicus piniperda) e il blastofago minore del pino (T. minor), che hanno dato luogo a infestazioni preoccupanti negli ultimi decenni. Queste due specie si sono rivelate capaci di attaccare piante relativamente sane quando si verificano pullulazioni dell’insetto su materiale legnoso deperiente presente nelle vicinanze. Tutte le altre specie non necessitano attualmente di alcuna misura di controllo, tranne due coleotteri scolitidi: il bostrico acuminato (Ips acuminatus) e il bostrico dai sei denti (Ips sexdentatus). Questi ultimi attaccano preferibilmente piante indebolite, ma in casi di forti
64 pullulazioni possono riversarsi su piante apparentemente in buone condizioni. Le tecniche di lotta sono analoghe a quelle adottate per i due blastofagi, che sono descritte dettagliatamente nel manuale di prossima pubblicazione. A lato di alcune delle specie seguenti sono stati posti dei simboli atti ad evidenziare quelle potenzialmente più pericolose, che hanno causato danni in Piemonte (**) o in zone limitrofe (*). Le note riguardanti i danni sono state volutamente contenute e solo per le specie più frequenti e dannose si è arricchito il testo sul ciclo biologico e sulla tipologia del danno. Le specie sono state elencate secondo la sistematica per quanto riguarda ordini e famiglie, secondo l'alfabeto per i generi. RHYNCHOTA Adelgidae: Pineus orientalis Dreyfus. Pineus pini Macq.: quasi cosmopolita; si sviluppa specialmente nei vivai o su piante giovani; produce una secrezione cerosa bianca. Tenuipalpidae: Brevipalpus lineola Can. et Fanz. Brevipalpus wainsteini Livsh. et Mitrof. Lachnidae: Cinara escherichi Bomer. Cinara oblonga Del Guercio. Cinara pinea Mordulko: si sviluppa preferibilmente sui getti dell'ultimo anno; produce abbondante melata. Cinara pini L.: si sviluppa sui rami di uno o due anni. Cinara piniphila Ratzeburg. Cinara punihabitans Mordulko. Eulachnus agilis Kaltenbach: sulle Alpi orientali. Eulachnus brevipilosus Bomer. Schizolachnus pineti F. Aradidae: Aradus cinnamomeus Panzer: provoca la depigmentazione di aghi e germogli e la conseguente caduta; provoca inoltre con le punture necrosi e macchie sotto corteccia. Margarodidae: Matsucoccus pini Green: rallenta la crescita; provoca ingiallimenti e caduta degli aghi. Lygeidae: Gastrodes grossipes De Geer: succhia la linfa dagli aghi; provoca danni modesti; viene segnalato in tutta Europa. Miridae: Campterygum aequale Villers: si trova sui germogli e sui coni dell'anno; può provocare la
65 caduta degli aghi. Pseudococcidae: Heliococcus bohemicus Sulc: polifago, presente anche su latifoglie. Diaspididae: **Leucaspis loewi Colvec: in tutta Europa, spesso in gran numero e dannoso; provoca l'ingiallimento e la caduta degli aghi e, in caso di forti attacchi, anche la caduta dei rametti. Leucaspis pini Hartig: oligofago sulle specie di pino; provoca ingiallimento e caduta precoce degli aghi. Leucaspis pusilla Loew.: è specie più mediterranea; provoca ingiallimento e caduta degli aghi; predispone all'attacco degli scolitidi. Mytilococcus newsteadi Sulc: oligofago, spesso unito con Leucaspis sp.; provoca ingiallimento e caduta degli aghi. LEPIDOPTERA Tortricidae: Archips piceana L.: specie polifaga delle conifere, di scarsa importanza forestale, anche se il pino silvestre è la specie più colpita; nei primi 2 3 stadi la larva è minatrice, dal 3° al 6° è defogliatrice. Blastethia posticana Zett.: provoca pochi danni su gemme e germogli del pino silvestre e del pino mugo. Blastethia turionella L.: presente su pino silvestre, mugo e nero; colpisce le gemme. Choristoneura murinana Hbn.: è generalmente monofaga su Abies alba, ma nelle grandi infestazioni si può trovare anche su pino, larice e ginepro. Epinotia tedella Clerck: ospite di elezione è l'abete rosso, ma è segnalata anche su pino silvestre; mina gli aghi provocando danni anche estetici. Gravitarmata margarotana H.S.: danneggia la produzione di semi e la azzera quando è presente in numero superiore a tre in ogni cono. Laspeyresia cormoforana Tr.: presente sui coni di Pinus, Juniperus e Picea specialmente dopo gli attacchi provocati da Dioryctria. Laspeyresia duplicana Zett.: in località elevate è un minatore della corteccia su Abies, Pinus, Juniperus. Laspeyresia pactolana Zett. **Petrova resinella L.: vive preferibilmente su pino silvestre, ma anche su pino mugo e domestico. Compie una generazione ogni due anni. Gli adulti sfarfallano in maggio giugno e le femmine depongono le uova alla base delle gemme dei rametti giovani. Le larve neonate, dopo aver roso la base degli aghi, penetrano all'interno dei germogli; dal foro di entrata esce resina che forma una specie di galla delle dimensioni di un pisello, entro cui la larva sverna. A primavera la larva riprende la propria attività: fuoriesce nuova resina e così la pseudogalla aumenta di volume fino a raggiungere un diametro di circa 2 cm. L'attacco determina ipertrofie che possono condurre a morte i getti colpiti. Le larve raggiungono la maturità nell'autunno del secondo anno e svernano all'interno della massa
66 di resina per trasformarsi in crisalide nella primavera successiva. Infesta generalmente i getti laterali ed è molto meno dannosa di Rhyacionia buoliana. **Rhyacionia buoliana Den. et Schiff.: attacca tutte le specie di pino con preferenza per i soggetti più giovani. Gli adulti sfarfallano in giugno luglio e le femmine depongono le uova isolate od in piccoli gruppi sui giovani germogli. Le larve neonate penetrano all'interno degli aghi e possono minarne più di uno durante la prima e la seconda età; in seguito penetrano in una gemma e, come conseguenza dell'attacco, si osserva l'emissione di resina che si raccoglie in piccoli grumi. Svernano nella gemma e, nella successiva primavera, possono erodere anche diversi germogli vicini per completare il loro sviluppo. Raggiungono la maturità verso la fine di maggio o in giugno e si incrisalidano dentro un germoglio, dopo aver tappezzato di seta la galleria. Le piante attaccate assumono col tempo un aspetto deforme; i getti colpiti presentano una caratteristica ripiegatura su se stessi e, a seconda del momento dell'attacco e quindi della gravità della ferita, possono riprendersi oppure seccare. In quest'ultimo caso, quando il germoglio apicale viene sostituito dai laterali, si ha la formazione sull'asse principale di due rami divergenti con aspetto "a lira" o "a candelabro". Rhyacionia duplana Rbn.: osservata solo su pino silvestre; attacca i germogli. Mai segnalata in Italia. Rhyacionia pinicolana Dbld: penetra alla base delle pigne arrestandone la crescita. Rhyacionia pinivorana Zett.: citata solo su pino silvestre; provoca danni poco significativi sulle gemme, come R. buoliana. Zeiraphera ratzeburgiana Sax.: ospite principale è l'abete, ma anche Pinus spp.; raduna gli aghi in fascetti e li divora dall'interno. Geometridae: Bupalus piniarius L.: gli adulti sono presenti dalla fine di maggio ai primi di luglio; le larve rodono le foglie fino a settembre; le crisalidi schiudono nella primavera successiva. Ectropis bistortata Georg.: defogliatore su pini e larice. Eupithecia indigata Rb.: su Picea, Larix e Pinus; sui fiori e i singoli aghi. Eupithecia tantillaria Bsd. Thera obeliscata Rb.: le larve vivono su Pinus spp. e meno frequentemente su Picea e Juniperus; attacca gli aghi. Thera variata Den. et Schiff.: presente con singoli elementi sugli aghi di Picea, Abies, Pinus e Juniperus.
Noctuidae: Euxoa nigricans L.: su Picea e Pinus; presente sia in ambiente forestale sia in giardini; si nutre degli aghi. Orgyia recens Hbn.: frequente su molte latifoglie; segnalata sul genere Pinus. *Panolis flammea Schiff.: segnalata su tutto il genere Pinus; predilige il pino silvestre; gli adulti volano durante i mesi di aprile e maggio. Le larve si vedono durante i mesi di giugno e luglio. Panthea coenobita Esp.: segnalata più frequentemente sull'abete, ma citata anche su larice e pino; si nutre degli aghi.
67 Lasiocampidae: Cosmotriche lunigera Esp.: frequenta solo aghifoglie: Picea, Abies, Pinus, ecc. Dendrolimus pini L.: gli adulti sfarfallano nel mese di luglio; in agosto nascono le larve, che penetrano nel terreno alla fine di ottobre; sono mature verso la metà di giugno; si possono avere anche 2 generazioni se le condizioni climatiche sono favorevoli. Da noi non ha mai causato gravi danni, ma in Europa centrale è considerata una delle specie più dannose; il pino silvestre è la pianta preferita. Lasiocampa quercus L.: esistono alcune "razze ecologiche" che frequentano le conifere tra cui il pino. Le pullulazioni di questa specie interessano soprattutto i popolamenti compresi tra i 50 e i 100 anni di età e si verificano per lo più in seguito a condizioni di indebolimento del bosco, dopo periodi caldi e siccitosi, in particolare in stazioni con terreni poveri e soggetti a intenso drenaggio. Thaumetopoeidae: **Traumatocampa pityocampa (Den. et Schiff.): è un lepidottero termofilo, la cui distribuzione non supera, a nord e sulle montagne, l'isoterma di 22°C di luglio; altra limitazione nella sua espansione è costituita dalla temperatura media di almeno 12°C nel periodo dello sviluppo embrionale. Nella seconda metà di giugno, in luglio e nella prima parte di agosto, sfarfallano gli adulti, che hanno abitudini crepuscolari; le femmine depongono le uova a manicotto (ogni ovatura è formato da 100 250 elementi) intorno alle foglie dei pini, generalmente nelle parti più soleggiate, scegliendo di preferenza le piante presenti ai bordi dei boschi, nei punti più aperti e di altezza limitata. Le larve nascono dopo circa un mese; rimangono gregarie e rodono le foglie vicino ai corion avvolgendole con fili di seta bianchi. In seguito le larve si spostano su un altro punto della chioma e costruiscono un nido: per questo scopo possono collaborare individui provenienti anche da più ovature vicine. Il nido, formato dapprima da un tessuto lasso, viene via via aumentato di dimensioni con l’avvicinarsi della cattiva stagione. Durante l'inverno l'attività delle larve, che nella generalità dei casi hanno raggiunto la quarta età, è più o meno ridotta o completamente sospesa, in funzione della temperatura. In marzo viene ripresa la normale attività e le larve, quando escono dal nido, si pongono in fila indiana, talvolta lunghissima, e si sparpagliano sulle piante per ritornare poi al nido guidate dal filo sericeo che avevano disteso all'andata. Le larve raggiungono la maturità alla fine di aprile o in maggio e abbandonano il nido scendondo lungo il tronco per penetrare nel terreno ed imbozzolarsi ad una profondità compresa tra gli 8 e i 10 cm. Lo sfarfallamento avviene nel mese di luglio, ma una parte delle crisalidi può trascorrere in diapausa fino a un massimo di due anni. La presenza di questo defogliatore è ritenuta cronica e viene contenuta unicamente nei giovani rimboschimenti di pino nero e silvestre con la raccolta manuale dei nidi. Questa operazione, a causa dei costi elevati e dei modesti risultati, è stata negli ultimi anni via via ridotta. Sphingidae: Hyloicus pinastri L.: le larve si nutrono degli aghi vecchi.
68 Lymantriidae: Calliteara pudibunda L.: di solito frequente solo nell'Europa centrale e sporadica in Italia, si è presentata con imponenti gradazioni in Piemonte e in Liguria negli ultimi anni; si trova su molte latifoglie, ed è stata segnalata anche sul genere Pinus. Calliteara selenitica Esp.: frequente su molte latifoglie; è stata segnalata sul genere Pinus. **Lymantria dispar L.: è normalmente segnalata su latifoglie, anche se in alcuni casi è stata rinvenuta su pino. *Lymantria monacha L.: polifaga, predilige le conifere, tra cui Pinus spp.. Le ali anteriori sono biancastre con linee trasversali zigzaganti grigio scuro, mentre le ali posteriori sono di un bianco quasi uniforme. Le larve si trovano nei mesi di maggio e giugno; alla fine del loro sviluppo si imbozzolano negli anfratti della corteccia. Gli adulti volano in luglio agosto. Questa specie, che compie estese defogliazioni, in Italia è citata solo per sporadiche infestazioni. Dal 1988 al 1995 si è però verificato un esteso attacco in Valle d'Aosta. Le principali specie attaccate, in ordine decrescente, di preferenza sono: abete rosso, abete bianco, larice e pino silvestre. Saturniidae: Graellsia isabelae Graells. Gelechiidae: Exoteleia dodecella L: segnalata principalmente su pino silvestre; minatore degli aghi, causa moria dei germogli; sono citati danni consistenti solo in Polonia. Hyponomeutidae: Cedestis farinatella Dup.: minatore su pino silvestre, pino mugo e abete bianco, in tutta Europa. *Ocnerostoma piniariellum Zell.: citato anche sul pino silvestre; le larve sono minatrici. Aegeridae: Synanthedon cephiformis Ochs.: segnalato su Abies, Pinus, Juniperus; xilofago; si sviluppa nei tessuti danneggiati da ferite o colpiti da tumori. Pyralidae: Assara terebrella Zinch.: segnalata in centro Italia su abete e pini; attacca i semi provocando la caduta dei coni ancora verdi. **Dioryctria sylvestrella Ratz.: presente su varie specie di pino. *Dioryctria abietella Den. et Schiff.: presente in tutta Europa in giovani coni e germogli di abeti, di larici e, meno frequentemente, di pini. Dioryctria mutatella Fuchs: citata principalmente sul pino silvestre; mina prima gli aghi, poi le gemme ed infine la corteccia. Dioryctria pinaeae Stgr.: citata nel sud Europa, anche su pino silvestre; danneggia i coni. **Dioryctria splendidella H.S.: le larve, presenti in agosto settembre, perforano le piccole pigne, formando gallerie che pregiudicano il loro sviluppo; le pigne attaccate sono facilmente riconoscibili per gli escrementi uniti con fili di seta che le ricoprono.
69 DIPTERA Itonididae: Cecydomia pini De Geer: le larve danneggiano lo strato di corteccia dei giovani getti di maggio, provocando la fuoriuscita di resina. Contarinia baeri Prell.: vive su tutte le specie di Pinus compreso il silvestre. Le larve si sviluppano tra gli aghi provocandone l'ingiallimento e la caduta. *Thecodiplosis brachyntera Schwagrichen: segnalata su pino silvestre, pino nero e pino mugo, è notoriamente diffusa al di là dello spartiacque delle Alpi, dove ha regolari gradazioni con ingenti danni. Provoca il disseccamento delle foglie infestate. Chloropidae: Hapleginella laevifrons Lw.: attacca i coni dei pini, ma predilige solitamente altre specie di conifere. COLEOPTERA Scarabeidae: Anoxia villosa Fabr.: adulti in giugno luglio; si sviluppa in luoghi caldi e sabbiosi; stessi costumi e danni provocati dal maggiolino. Polyphylla fullo Fabr.: adulto in luglio; si trova soprattutto in zone sabbiose. Anobiidae: Ernobius abietis L.: su legno e coni di varie specie di pino. *Ernobius mollis L.: su legno molto secco non scortecciato. Ernobius pini Sturm.: si sviluppa principalmente nei getti dell'anno e nei coni di pino silvestre; è poco frequente. Bostrychidae: Stephanopechys substriatus Paykull: ospite secondario, frequenta i boschi danneggiati dal fuoco; molto dannoso nei depositi di cortecce. Buprestidae: Acmaeodera bipunctata Olivier: ospite secondario nei rami di svariate conifere, tra cui il pino silvestre. Anthaxia godeti Gory et Laporte: ospite secondario nei rami morenti. Anthaxia helvetica Stierlin: ospite secondario nei rami morenti. Anthaxia istriana Rosenhauer: ospite secondario nei rametti. Anthaxia quadripunctata L.: molto comune sulle Alpi, predilige alberi giovani o i rami di alberi adulti. Anthaxia similis Saunders: ospite secondario nei rami. Buprestis haemorroidalis Herbst: ospite secondario. Buprestis novemmaculata L.: ospite secondario.
70 Buprestis octoguttata L.: ospite secondario nelle radici. Bubrestis rustica L.: ospite secondario. Buprestis splendens Fabricius: ospite secondario nel tronco. Chalcophora mariana L.: ospite secondario nelle radici e nella parte basale del tronco. Chalcophora massiliensis Villers: ospite secondario nelle radici e nella parte basale del tronco. Chrysobothris chrysostigma L.: ospite secondario nel tronco e nei grossi rami. Chrysobothris igniventris Reiter: ospite secondario nei rami. Chrysobothris solieri Gory et Laporte: ospite secondario. Dicerca moesta Fabricius: ospite secondario nei tronchi. Melanophila cyanea Fabricius: ospite secondario nei tronchi e nella corteccia. Melanophilaformaneki Jakobson: ospite secondario nei rametti. Oxypteris acuminata De Geer: ospite secondario nei tronchi e rami parzialmente bruciati. *Phaenops cyanea E: in genere colpisce i tronchi morti o abbattuti di recente e tessuti subcorticali morti di alberi vivi. Alleculidae: Omophlus lepturoides Fabr.: rodono le foglie. Omophlus rufitarsis Lesk.: fa comparse massiccie, ma sporadiche, danneggiando le infiorescenze maschili. Cerambycidae: *Acanthocinus aedilis L.: subcorticicolo di piante deperienti o morte; poco dannoso; frequente ovunque. Arhopalus rusticus L.: su conifere morte o su ceppaie. Asenum striatum L.: tipico del pino silvestre. Caenoptera minor L.: le larve scavano gallerie nei rami di tronchi deperienti. Callidium aeneum De Geer: si sviluppa sui tronchi e sui rami morti delle conifere e di alcune latifoglie. Callidium violaceum L.: si sviluppa sui tronchi e i rami morti di abete rosso e pini. Criocephalus rusticus L.: presente su varie specie di pino. Clytus lama Muis.: unica specie di Clytus vivente sulle conifere. Corymbia hybrida Rey: vive nel legno morto. Corymbia maculicormis De Geer: vive nel legno morto. Corymbia rubra L.: vive nel legno morto. Ergates faber L.: vive in alberi già morti; arreca danni tecnologici notevoli perché rende inservibili i tronchi colpiti. Hylotrupes bajulus L.: colpisce alberi deperenti o vecchi, anche se abbattuti, travi accatastate, pali telegrafici, legname in opera, ecc. Leptura hibrida Rey: solo in legno secco e morto. Leptura rubra L.: solo in legno secco e morto. Molorchus minor L.: vive sui rami di abete rosso e pino, scavando numerose gallerie e provocando il distacco della corteccia. Monochamus galloprovincialis Olivier: attacca le conifere; citato su pino silvestre.
71 Monochamus sartor F.: attacca di preferenza l'abete e più raramente il pino. Monochamus sutor L.: presente prevalentemente su abete rosso, ma anche sui pini; in Scandinavia è il nemico tecnologico più importante dopo gli incendi e i colpi di vento; sporadico in Valle d'Aosta. Pogonocherus fasciculatus De Geer: vive nei piccoli rami dei pini provocando prima l'ingiallimento e poi la morte. Prionus coriarius L.: si sviluppa su alberi molto vecchi o morti; i danni sono di natura tecnologica. Rhagium bifasciatum F.: colpisce alberi vecchi e deperienti o già abbattuti; frequenta numerose specie di latifoglie e di conifere, scava gallerie in tutti i sensi, rendendo inservibile il legno. **Rhagium inquisitor L.: attacca gli alberi morti a livello subcorticale o tessuti subcorticali morti di alberi ancora vivi. Rhagium mordax De Geer: presente sui pini e sulle latifoglie. Spondylis buprestoides L.: attacca le ceppaie o gli alberi abbattuti di recente; non arreca danni forestali. Tetropium castaneum L.: solo in casi eccezionali si trova sui pini. Trichoferus holoscriceum Rossi: colpisce solo il legno morto; è dannoso al legneme da opera. Curculionidae: Anthonomus pubescens Payk.: su pino silvestre in tutta Europa, esclusa la Norvegia. Anthonomus varians Payk.: colpisce i fiori del pino silvestre; è presente in tutta l’Europa escluso il sud; in Italia non è considerata dannosa. *Brachyderes incanus Schonherr: uno dei più importanti insetti del pino in coltura dal nord Europa al centro Italia; è il più importante nemico dei vecchi impianti; colpisce in località secche; si nutre di notte degli aghi, profondamente e irregolarmente per tutta la lunghezza. Brachonyx pineti Payk.: nelle pinete europee, soprattutto nei siti meno favorevoli; provoca «galle» (ingiallimenti giallastri) sugli aghi. Coniocleonus glaucus F.: segnalato in Europa su corteccia e radici di pini; osservato anche su pino silvestre. *Hylobius abietis L.: durante la buona stagione le femmine ovidepongono entro cellette scavate nella corteccia; l'infestazione interessa generalmente le ceppaie e, di rado, i giovani esemplari. Le larve scavano gallerie che dapprima decorrono nel floema e in seguito incidono a solchi l'alburno, scendendo anche in profondità nelle radici. La specie può avere ciclo annuale o biennale. Le pupe si formano all'estremità delle gallerie. In agosto settembre e specialmente in primavera, gli adulti si nutrono nottetempo di corteccia. Per questo essi invadono le piantagioni recenti o le aree popolate di novellame e vi provocano a volte devastazioni preoccupanti. L'attività larvale, al contrario, non è dannosa: essa è a tutto vantaggio dell'ecosistema forestale, dato che accelera i processi di mineralizzazione. Hylobius pinastri Gyll.: su conifere; questa specie predilige luoghi più umidi rispetto alla specie precedente, e contrariamente al suo nome preferisce l'abete al pino. Magdalis duplicata Germ.:diffuso specialmente su P. sylvestris. Magdalis frontalis Gyll.:presente in Europa soprattutto sul pino silvestre, ma anche su altri pini e su picea; è un fitofago secondario, anche se a volte può diventare primario.
72 Magdalis memnonia Gyll.: segnalato su pino silvestre e pino cembro, in centro e sud Europa; fitofago secondario, colpisce apici e germogli. Magdalis phlegmatica Hbst.: questa specie, in associazione con Laspeyresa pactolana (lepidottero tortricide), può portare gli alberi a morte. Magdalis rufa Germ. Magdalis violacea L.: soprattutto su pino silvestre; sotto corteccia nei rami; fitofago secondario. *Othiorrhyncus niger (L.): su pino e abete rosso. *Othiorrhyncus ovatus L.: predilige l'abete e, solo occasionalmente, attacca gli aghi dei giovani pini. *Othiorrhyncus scaber L.: raramente su pino. *Othiorrhyncus singularis L.: polifago su latifoglie e conifere. Pissodes harcyniae Hrbst.: questa specie predilige l'abete rosso ed è solo citata per il pino silvestre; è un parassita secondario che a volte può comportarsi da primario e, se associato a scolitidi o cerambicidi, può divenire piuttosto pericoloso. **Pissodes notatus Fabr.: attacca qualsiasi specie del genere Pinus purché siano piante già indebolite da avversità anche non manifeste; colpisce esemplari di ogni età, prediligendo però gli individui di 3 15 anni; gli adulti si trovano sui pini da aprile a novembre: essi rodono le cortecce di giovani rami, lasciandovi piccole tracce tondeggianti, destinate a coprirsi in breve di calli cicatriziali a rosetta. Le femmine depongono gruppi di uova in cellette scavate negli strati corticali. Le larve si irradiano nel floema circostante, scavando gallerie che si allargano progressivamente e che terminano, in genere, presso l'inserzione di un palco di rami oppure al colletto, in cellette pupali. Lo sfarfallamento avviene attraverso un foro circolare che il nuovo adulto pratica in maniera netta verso l'esterno. Nell'Europa continentale sembra accertata una generazione annua. **Pissodes pini F.: presente in tutta Europa in pianura e montagna; è un parassita esclusivamente secondario e quindi poco dannoso; colpisce tutti i pini, ma predilige il silvestre. *Pissodes piniphilus Herbst.: in tutta Europa su pino silvestre; vive sotto corteccia, spesso insieme a P. notatus; esso tende a comportarsi da primario, mentre P. notatus da secondario; può trasmettere fitopatie. Pissodes validirostris Gyll.: presente in tutta Europa, danneggia i coni e i germogli di diverse specie di pini. *Polydrosus atomarius Ol.: polifago, citato anche sui pini. Polydrosus marginatus impar Steph.: polifago, citato anche su pini. Polydrosus mollis Stroem.: polifago, citato anche su pini. Strophosomus capitatus De Geer: su pino erode gli aghi alla base. Strophosomus melanogrammus Forst.: si nutre delle gemme e talora della corteccia tenera. Chrysomelidae: Chryptocephalus pini L.: è presente in Italia, su pino silvestre e altri pini; si nutre degli aghi e piega i germogli. Luperus pinicola Duft.: gli adulti, nel periodo estivo, rodono gli aghi terminali. Phaeodon coclearis F.: segnalato su pino silvestre, si nutre di gemme.
73 Scolytidae: Carphoborus minimus F.: è il più piccolo scolitide dei pini; attacca rami morenti di alberi dove ci sono alte densità di impianto. Cryphalus intermedius Ferr.: diffuso nella zona alpina, segnalato su larice e silvestre; di modesta importanza forestale. Cryphalus piceae Ratz..: citato su Abies, colpisce anche il silvestre; attacca i rami degli alberi più vecchi. Cryphalus saltuarius Weise: su picea e pini spp.; si trova su rami e alberi vecchi, in età di utilizzo; poco importante. Crypturgus cinereus Er.: in tutta Europa su Pinus, Abies, Picea; colpisce alberi deperienti; è specie esclusivamente secondaria, quindi poco importante dal punto di vista forestale. Crypturgus pusillus Er.: su Pinus, Abies, Picea, in tutta Europa; attacca rami deperienti o con corteccia sottile; di modesta importanza forestale. *Dendroctonus brevicornis LeConte: segnalato come dannoso su pino silvestre in Svizzera. *Dendroctonus frontalis Zimmermann: segnalato come dannoso su pino silvestre in Svizzera. Dendroctonus micans Kug.: presente anche su pino silvestre; è il più grande scolitide europeo; è sempre un parassita secondario. Dryiocoetes autographus Ratz.: su picea e pini in tutta Europa; colpisce piante morenti in zone umide. Gnathotrichus materarius Fitch.: originario del nord America, diffuso in Francia su pino silvestre; scavando nel legno gallerie dritte porta alla morte velocemente gli alberi; sembra che l'attacco avvenga successivamente ad altri scolitidi o buprestidi. Hylastes angustatus Herbst.: colpisce il pino silvestre; si sviluppa su radici di alberi malati; presente in centro e sud Europa. Hylastes ater Payk.: su pino, presente alla base dei tronchi e al colletto di alberi morti o deboli. Hylastes attenuatus Erichs.: su pino, in particolare silvestre e nero; in zone montuose, spesso associato a H. ater, di cui utilizza i fori d'ingresso. Hylastes cunicularius Erichs.: rarissimo su pino. Hylastes linearis Erichs.: su pino silvestre, pino marittimo e pino d'aleppo; presente in centro e sud Europa. Hylastes opacus Erichs.: su pini spp.; lavora nelle radici principali e alla base del fusto; 1 2 generazioni all'anno; danneggia impianti giovani. Hylurgops glabratus Zett.: in tutta Europa, su abete rosso, pino cembro e anche pino silvestre; su alberi morti al suolo, in tronchi con alto tenore di umidità. Hylurgops palliatus Gyll.: si trova su tutte le conifere; su alberi malati e rami tagliati; secondario, poco importante dal punto di vista forestale. Hylurgus ligniperda F.: esclusivamente su specie di pino, al centro e sud Europa; colpisce rami e radici di alberi morenti o caduti; di modesta importanza forestale. **Ips acuminatus Gyll.: attacca soprattutto il pino silvestre; solo localmente può avere importanza forestale; solitamente parassita secondario, anche se talvolta può attaccare
74 piante sane; gli adulti sono presenti in aprile maggio, le larve passano tutto l'inverno all'interno del tronco dove si impupano. Ips amitinus Eichh.: in Europa meridionale e occidentale sopra i 1000 m di altitudine, su abete rosso e su varie specie di pini; è un parassita secondario su piante indebolite o sradicate. Ips cembre Heer: raro su pino silvestre; secondario nell'areale di diffusione del larice, può colpire alberi sani, ma sofferenti per stress idrico. Ips duplicatus Sahlb.: raro su pino silvestre; poco frequente in Italia. Ips mannsfeldi Wacktl.: preferibilmente su pino nero, lo si trova anche su pino silvestre; segnalato in Austria e sulle Alpi orientali; è un ospite secondario di modesta importanza forestale. **Ips sexdentatus Boerm.: la principale pianta ospite è il pino silvestre, ma questa specie di scolitide è solitamente poco diffusa e di bassa importanza forestale rispetto ad altre; colpisce preferibilmente dopo colpi di vento, incendi e attacchi di altri insetti. Orthotomicus erosus Woll.: colpisce i generi Pinus, Abies, Cedrus; attacca alberi malati o morenti delle classi di età più vecchie. Orthotomicus laricis F.: attacca preferibilmente il pino silvestre; ospite secondario su alberi malati, deperienti o appena schiantati. *Orthotomicus longicollis Gyll.: presente in tutta Europa, anche se praticamente ininfluente dal punto di vista forestale. Orthotomicus proximus Eichh.: attacca di preferenza il pino silvestre ed è presente in tutta Europa; colpisce i rami caduti o gli alberi morenti con corteccia sottile; ha modesta importanza forestale. Orthotomicus suturalis Gyll.: attacca le conifere; è raro. *Pytiogenes bidentatus Herbst.: associato ad altre specie di scolitidi, attacca quasi esclusivamente i rami. Pytiogenes bistridentatus Eich.: presente anche sul pino silvestre nel nord e sud Europa; colpisce gli alberi indeboliti o sofferenti **Pytiogenes chalcographus L.: vive solitamente in associazione con Ips typographus. Pytiogenes quadridens Htg.: si comporta praticamente come il P. bistridentatus. Pytiogenes trepanatus Nord.: presente anche sul pino silvestre nel nord e centro Europa e sulle Alpi; colpisce in particolare le piante deperienti, ma si può trovare anche su piante sane. Pityiokteines curvidens Germ.: attacca tutte le conifere, tra cui il pino silvestre; colpisce preferibilmente piante danneggiate o deperienti, ma anche gli alberi sani, in cui la pressione vascolare sia inferiore al normale; è quindi soprattutto la disidratazione che costituisce il fattore scatenante. Pityiokteines spinidens Rast.: raro su pino silvestre. Pityophthorus buysoni Reitt.: presente in Spagna, Pirenei, Corsica, Italia; abbondante su pino nero, ma anche sul pino silvestre; vive nei rami. Pityophthorus carniolicus Wichm.: presente in Austria, Istria, Cecoslovacchia, su pino nero e silvestre; ha poca importanza forestale. Pityophthorus exculptus Ratz.: si trova in centro Europa su abete rosso e pino silvestre (non molto abbondante); scava gallerie raggiungendo il legno profondo; poco importante dal
75 punto di vista forestale. Pityophthorus glabratus Eich.: presente in Europa centrale e meridionale sul genere Pinus e sul larice. Pityophthorus lichtensteini Ratz.: essenzialmente su pino silvestre, su rami sottili, attacca giovani piante; dannoso solo localmente. Pityophthorus pityographus Ratz.: su abete rosso e più raramente sul pino silvestre; è importante negli impianti giovani. Pityophthorus pubescens Marsh.: presente in Europa centrale e meridionale su varie specie di Pinus tra cui il silvestre; attacca solo i rami sottili di diametro inferiore al centimetro. Polygraphus polygraphus L.: presente in tutta Europa; colpisce i rami e la parte alta del fusto di alberi di età superiore agli 80 anni; è raro su pino. **Tomicus minor Hartig: tipico del pino silvestre, può attaccare anche piante rigogliose; spesso associato al T. piniperda; gli adulti escono dai ripari inveranli più tardi rispetto T. piniperda; ha una sola generazione; attacca di preferenza i rami con corteccia sottile, che si screpola poi in corrisponenza delle gallerie materne; in caso di attacchi massicci la corteccia si stacca in piccoli pezzi; colpisce piante più giovani del T. piniperda. **Tomicus piniperda L.: questa specie predilige il pino silvestre; attacca specialmente le piante mature già sofferenti per altre cause, come i danni provocati dalla neve; questa specie può attaccare anche alberi rigogliosi. Trypodendron lineatum Ol.: adulti assai precoci in primavera, scavano gallerie a gradini in alberi morti o indeboliti; le larve si limitano ad allargare le gallerie materne. Xyleborus dispar F.: polifago su latifoglie; presente solo occasionalmente sulle conifere. Xyleborus eurygraphus Ratz.: sul pino silvestre e sul pino nero in sud e centro Europa; colpisce preferibilmente alberi vecchi e deperienti. Xyleborus saxseseni Ratz.: presente in tutta Europa, polifago, segnalato su 50 specie di latifoglie e molte conifere; colpisce alberi morenti o molto danneggiati. Xyloterus lineatus Olivier: polifago, colpisce preferibilmente le conifere tra cui il pino silvestre; è un parassita secondario su soggetti vecchi e deperienti. HYMENOPTERA Xyelidae: Xyela curva Benson: su pino silvestre. Xyela julii Brébisson: in tutta Europa tranne che al sud; associata al pino silvestre; le larve si sviluppano all'interno dei fiori maschili di pino, che si piegano ed emettono polline in anticipo; non è particolarmente dannosa. Tenthredinidae: Lophyrus pini L.: le larve divorano completamente gli aghi dei pini. Lophyrus rufus Retz.: defogliatore, predilige le piante giovani sui 20 anni, specialmente se deboli e in luoghi un po' aridi e soleggiati. Siricidae: *Sirex juvencus L.: xilofago, si trova su tutte le conifere; la larva penetra nel legno per più di
76 4 cm e le gallerie sono lunghe al massimo 15 cm; il suo ciclo dura da 2 a 9 (raro) anni. *Sirex noctilio F.: xilofago, predilige il genere Pinus, ma è frequente anche sull'abete bianco; il numero di gallerie non esprime il numero di uova deposte; provoca danni soprattutto su impianti artificiali. Urocerus gigas L.: xilofago, predilige piante malate o morte; la larva impiega 2 3 anni per svilupparsi. Pamphiliidae: **Acantholida erytrocephala L.: defogliatore, presente in Valle d'Aosta; gli adulti compaiono in aprile e in pochi giorni di attività depongono file di uova lungo gli aghi di vari pini, prediligendo gli esemplari di modesto sviluppo e i rami prossimi al suolo; le larve schiudono presto e vivono in gallerie di seta fabbricate tra la vegetazione; in giugno luglio, ultimato lo sviluppo a spesa delle foglie dell'anno precedente, esse penetrano nel terreno in vicinanza del tronco e vi trascorrono una numerosi mesi fino al momento di impuparsi, generalmente nella primavera successiva; non sono tuttavia rare le diapause di 2 anni, e per questo il ciclo può risultare annuale o biennale. Acantholida hieroglyphica Crist.: attacca specie del genere Pinus; sui germogli dell'anno, le larve sono defogliatrici con un ciclo biologico di 2 3 anni. *Acantholida posticalis Matsumura: defogliatore; adulti lunghi 10 15 mm; ali ialine, capo e torace neri con disegni gialli molto più ridotti nel maschio; addome bruno, marginalmente e ventralmente giallo rossastro; gli adulti volano in maggio giugno; le uova vengono deposte singolarmente sugli aghi dei pini; le larve iniziano la loro attività trofica che prosegue fino alla fine di giugno inizio di luglio: si portano poi al suolo ove rimangono in una celletta a 5 20 cm di profondità; l'impupamento avviene a fine aprile inizio maggio del 3° anno e dura 10 12 giorni; danni consistenti. Diprionidae: **Diprion pini L.: defogliatore; colpisce di preferenza gli esemplari maturi di pino silvestre; le larve gregarie sono attive in due periodi durante la buona stagione: una prima volta in maggio giugno, a danno di aghi dell'anno precedente (i bozzoli sono tessuti sulla parte aerea delle piante), una seconda in agosto settembre, a spese di foglie di ultima emissione (i bozzoli sono tessuti tra i residui vegetali alla superficie del suolo); i danni risultano particolarmente gravi nelle pinete costituite su terreni difficili. **Diprion simile Hartig: defogliatore, ha come ospite principale il pino silvestre, ma si può trovare anche su pino mugo, pino nero e pino strobo. **Gilpinia socia Klug.: oligofago sul genere Pinus, ma è tra le specie più rare. **Microdiprion pallipes Fallen: oligofago, dannoso su pino silvestre. **Neodiprion sertifer Geoffr.: defogliatore; gli adulti compaiono d'autunno su giovani esemplari di pini, nelle cui foglie aciculari depongono uova, anche partenogenetiche, destinate a svernare; alla fine di maggio o ai primi di giugno, le larve scendono nel suolo e si rinchiudono in bozzoletti. Lo sfarfallamento può essere ritardato di uno o più anni per frequenti fenomeni di diapausa.
77 Dati storici Le notizie circa la presenza di insetti fitofagi di Pinus spp. in Piemonte sono molto scarse e di non facile reperimento. Negli archivi di Stato rarissimi documenti, a partire dal XVII secolo, in genere ordinanze regie o prefettizie, indicano la presenza di “gatte” o “bigatte”, pelose o non, infestanti i boschi, senza precisare la specie botanica colpita. In qualche caso si capisce trattarsi di processionaria del pino per il riferimento a nidi da asportare ed “abbruciare”. Oltre alle segnalazioni storiche di alcuni autori quali Cecconi (1924), Della Beffa (1961), si fa riferimento alla bibliografia specifica e a dati ottenuti consultando il Bollettino del "Reale Osservatorio di Fitopatologia di Torino", poi "Osservatorio per le malattie delle piante", e l'archivio del "Settore Fitosanitario della Regione Piemonte" che ha sostituito l'Osservatorio. Contrariamente a quanto si possa pensare, specialmente per il periodo 1950 1970, la quantità di dati reperibili presso gli organismi pubblici, preposti alla tutela dei boschi, è veramente esigua e frammentaria, solo in parte spiegata dai ripetuti trasferimenti amministrativi e di collocazione subiti. Solo per gli ultimi decenni esistono segnalazioni più frequenti e particolareggiate, per lo più derivanti da iniziative di singoli e da richieste di interventi da parte di pubbliche amministrazioni, Comuni e Comunità Montane. La ricostruzione cronologica di attacchi di insetti dannosi ai pini appartenenti alle diverse specie viene elencata di seguito: 1899 1903: Diprion pini (o simile) su pino silvestre in provincia di Cuneo. 1903: Neodiprion sertifer su pini a Vinadio (CN) 1910: Rhyacionia buoliana su pini in provincia di Cuneo. 1914: Rhyacionia buoliana su pini in provincia di Cuneo. 1914: Neodiprion sertifer su pini in provincia di Cuneo. 1929 30: Lymantria monacha anche su pino silvestre in Val Chisone (TO). 1930: Lymantria dispar su pini in provincia di Novara. 1960: Dioryctria sylvestrella su pino strobo sul Lago Maggiore (VB). 1975 76: Dioryctria sylvestrella su pino strobo a Massazza (VC) e Volpiano (TO). 1977: Dioryctria sylvestrella su pino strobo a Sangano, Volpiano, Venaria e Borgaro (TO). 1977 78: Diprion simile su pino strobo a Balocco (VC). 1977 81: Lymantria dispar su pino strobo a Bassignana (AL). 1978 84: Rhyacionia buoliana su pino strobo, excelsa, mugo, nero, ecc. in provincia di CN, TO, AL e NO. 1978 84: Lymantria dispar su pino strobo e altri pini in provincia di TO, VC, NO. 1978 84: Diprion pini su pino strobo a Volpiano (TO). 1978 84: Archips oporana su pino strobo a Volpiano (TO). 1979: Diprion simile su pino strobo a Sangano, Volpiano, Venaria e Borgaro (TO). 1979 81: Dioryctria sylvestrella su Pinus excelsa e P. pinaster a Novara. 1980: Tomicus piniperda su pino mugo in Valle di Susa (TO). 1981: Tomicus piniperda su pino strobo a Boves (CN). 1982: Dioryctria sylvestrella su pino a Moncalieri (TO).
78 1983 86: Lymantria dispar anche su pini in Piemonte. 1986 87: Lymantria dispar su Pinus excelsa a Casalette (TO). 1989: Rhyacionia buoliana su pini a None (TO) e su pino strobo a Murisengo (AT). 1990: Dioryctria sylvestrella su Pinus excelsa e pino strobo a Asti. 1993: Ips sexdentatus su pino strobo a Rivarolo (TO). 1993 94: Lymantria dispar su pino strobo a Borgaro (TO), Volpiano (TO), Ghemme e Suno (NO). 1994: Rhyacionia buoliana su pino nero a Collegno (TO). 1994: Diprion pini (o simile) su pino strobo a Riva presso Chieri (TO). 1995: Dioryctria abietella su Pinus excelsa a Quarto (AT). 1995 2002: Acantholyda erythrocephala su pino strobo, pino cembro, pino silvestre, ecc. in provincia di AT, TO, NO. 1997: Acantholyda erythrocephala su pino cembro a Fenestrelle (TO). 1998: Diprion simile su pino cembro a Pragelato (TO). 1998: Lymantria dispar su pino a Cavoretto (TO). 1998 2004: Acantholyda erythrocephala su pino strobo in provincia di Novara. 2003: Ips sexdentatus su pino strobo a Sommariva Perno (CN). 2003: Diprion pini (o simile) su pino a Rocca Canavese (TO). 2004 2005: Matsucoccus feytaudi su Pinus pinaster nell’Ovadese (AL). Specie di insetti dannosi ai pini e che si ritrovano generalmente ogni anno nelle segnalazioni sono: Cinara pini su pino nero, pino silvestre, pino mugo, ecc. Pineus pini su pino silvestre, pino strobo, pino excelsa. Pineus strobi su pino strobo. Leucaspis loewi, pini, pusilla su pino silvestre, pino nero, pino mugo, pino excelsa. Petrova resinella su pini. Traumatocampa pityocampa su pino nero, pino silvestre, pino strobo, ecc. Ips acuminatus su pino silvestre. Ips sexdentatus su pino silvestre. Segnalazioni saltuarie in varie province per infestazioni di minor conto su varie specie di pini riguardano: Pseudaulacaspis pentagona Panolis flammea Dioryctria abietella Bupalus piniarius Hyloicus pinastri Dendrolimus pini Thecodiplosis brachyntera Polyphylla fullo Omophlus lepturoides Prionus coriarius Ergates faber
79 Vesperus strepens Rhagium inquisitor Tetropium castaneum Hylotrupes bajulus Acanthocinus aedilis Luperus pinicola Brachyderes incanus Hylobius abietis Otiorrhynchus niger Otiorrhynchus ovatus Otiorrhynchus scaber Otiorrhynchus singularis Pissodes notatus Pissodes pini Polydrosus atomarius Pityogenes bidentatus Pityogenes chalcographus Xyloterus lineatus Ips cembrae Microdiprion pallipes Urocerus gigas Sirex juvencus Gilpinia socia Risultati e considerazioni sull’attività svolta nel 2007 Gli ultimi sopralluoghi, svolti il 12 e 26 aprile e il 10 e 17 maggio 2007 hanno posto in evidenza quanto segue: Area 1 – Loc. Monte Solivo (Borgo Ticino, NO) E’ rientrata l’attenzione destata nel mese di novembre 2006 dalla modesta presenza di Tomicus piniperda in rametti verdi caduti a terra per opera del vento; l’infestazione, valutata in circa 2 3 individui per pianta, non ha dato ulteriori segni di peggioramento. Da segnalare l’assenza di rinnovazione di pino e una forte rinnovazione di castagno. Area 2 – Loc. Scarliccio (S. Maria Maggiore, VB) Sono state trovate soltanto alcune tracce di T. piniperda; non vi sono ulteriori segnalazioni di insetti nocivi per questo sito. Da notare l’assenza di rinnovazione del pino e la spessa coltre di aghi al suolo. Area 3 – Bosco della Colma (Toceno, VB) Sono state individuate tracce di T. piniperda in quantità trascurabili. Non è stata segnalata la presenza significativa di altri insetti nocivi. Da notare l’assenza di rinnovazione di pino.
80 Area 4 – Loc. Alpe Ciona (Trasquera, VB) Sono state trovate soltanto alcune tracce di T. piniperda; non vi sono segnalazioni di altri insetti nocivi in questo sito. Da notare una bella rinnovazione di pini e faggi. Tomicus piniperda è considerato dalla letteratura entomologica un parassita secondario, ovvero si moltiplica soltanto in presenza di piante gravemente stressate per fattori primari, quali quelli climatici, meteorologici, incendi, parassiti entomologici e patologici, disturbi fisiologici, inquinamento, ferite estese e ripetute di origine antropica ecc. (Battisti et al., 1994; Battisti, 2004; Ozenda, 1991). Non si può quindi imputare a questa specie l’attuale deperimento del pino silvestre. In passato Tomicus spp. può aver provocato l’indebolimento di alcune delle piante che sono successivamente morte ma la situazione attuale non evidenzia segnali di gradazione in atto. L’azione come vettore di funghi dell’azzurramento del legno non è classificabile come danno avente ripercussioni per la salute della pianta, anche se studi in questo campo sono in progresso. Ovviamente la comparsa di fattori di stress può scatenare pullulazioni di insetti nocivi, in particolare di Tomicus spp., da contenersi tempestivamente con i metodi indicati in letteratura (Schwenke, 1978). ANALISI PEDOFAUNISTICA
E’ stata completata l’analisi quantitativa dei campioni raccolti nelle diverse località ottenendo l’indice IF, che fornisce informazioni più precise dell’indice QBS, che è soltanto qualitativo. Per l’applicazione dell’indice IF, si devono considerare solo le unità tassonomiche che risiedono nel suolo e non quelle che casualmente sono state ivi rinvenute (come ad esempio, i ditteri alati, i tisanotteri radicicoli, i collemboli francamente epigei, ecc.). A ciascuna forma biologica viene quindi assegnato un punteggio secondo il grado di adattamento morfologico alla vita edafica del taxa in esame, come suggerito da Parisi (2001). Modifiche al criterio di assegnazione dei punteggi proposto da Parisi (2001) riguardano l’assegnazione del massimo valore di 20 per morfotipi particolari strettamente euedafici che non vengono presi in considerazione dall’Autore: ad esempio, Ditteri adulti atteri o microatteri, come alcune specie appartenenti alle famiglie Sciaridae e Cecidomyiidae, che sono caratteristiche per trascorrere quasi l’intero ciclo vitale all’interno del suolo e quindi mostrano opportuni adattamenti morfologico/comportamentali (Frouz et al., 1999); alcuni coleotteri come gli Staphylinidae Leptotyphlinae, caratteristici perchè anoftalmi ed endogei (Ciceroni et al., 1996), ecc. Un’altra differenza nei punteggi, riguarda gli acari Oribatidae che secondo Parisi (2001) sono da considerarsi strettamente euedafici e quindi dovrebbero ottenere il massimo valore di 20: se è vero che spesso si tratta di acari piuttosto sensibili alla distruzione del proprio microhabitat, in quanto caratterizzati da un basso tasso metabolico, una scarsa fitness e un lento sviluppo, molti generi sono invece adattati a vivere in condizioni di forte stress (Behan Pelletier, 1999); per tal motivo, viene
81 effettuato il loro conteggio al solo scopo di verificare se ci sono taxa sovrabbondanti, che potrebbero indicare situazioni ambientali peculiari, tipiche ad esempio di suoli soggetti a perturbazioni di origine naturale o antropica, come suoli agricoli trattati con pesticidi e fertilizzanti, oppure suoli presenti in aree di demolizione o di miniera (Behan Pelletier, 1999). In definitiva, nell’ambito dell’applicazione dell’indice IF viene solo considerata la loro presenza/assenza. Una volta riconosciute le differenti unità biologiche, si procede al loro conteggio, rapportato a 0,5 Kg di peso di suolo secco per campione. Quindi per ogni taxa si considera la massima abbondanza rinvenuta nelle 3 repliche del campione e la si moltiplica per il punteggio assegnato al taxon stesso. Per quanto riguarda Araneidae e Formicidae, viene presa in considerazione esclusivamente la loro presenza/assenza. Una volta raccolti i suddetti dati, l’applicazione dell’indice IF segue la formula: IF = (Ab test/Ab controllo + UB test/ UB controllo)/2 Ove Ab sta a significare la somma delle abbondanze di tutti i taxa analizzati moltiplicate per il punteggio relativo al grado di adattamento alla vita edafica e UB indica il numero totale di Unità Biologiche osservate. E’ chiaro che più il valore dell’indice IF è vicino a 1 più sono modeste le differenze nell’artropodofauna fra il sito test e il sito controllo. Al contrario, più tale valore si allontana dall’unità, più le differenze sono rimarchevoli. Inoltre, moltiplicando il valore dell’indice IF per 10, si può considerare la seguente scala di valutazione del suolo test: ≤3.9: suolo profondamente perturbato 4 4.9: suolo molto perturbato 5 5.9: suolo abbastanza perturbato 6 6.9: suolo solo moderatamente perturbato 7 7.9: suolo in condizioni discrete 8 8.9: suolo in buone condizioni ≥9: suolo in ottime condizioni Dal momento che la valutazione di un determinato edaphon viene fatta esclusivamente rapportando i dati a quelli di un sito controllo, l’indice IF ben si colloca anche in studi che concernono la valutazione del grado di rinaturalizzazione di suoli soggetti ad impatto ambientale, come ad esempio nelle coperture di bacini di discarica (Nizzoli et al., 2004).
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CATEGORIE Località Località Bosco Località Alpe TASSONOMICHE Scarliccio - S. Località Monte della Colma - Ciona - Maria Maggiore Solivo - Borgo Toceno Trasquera Ticino DI ARTROPODI ACARI ORIBATIDAE 233 3799 2446 578 ALTRI ACARI 102 1052 1186 402 COLLEMBOLA 65 280 171 417 ENTOMOBRYIDAE COLLEMBOLA 1 1 - 37 SMINTHURIDAE COLLEMBOLA 76 293 110 216 ISOTOMIDAE COLLEMBOLA 34 35 39 - PODURIDAE COLLEMBOLA - 5 114 22 NEANURIDAE COLLEMBOLA 13 42 67 252 ONYCHIURIDAE COLLEMBOLA - 3 6 2 NEELIDAE DIPTERA (larve) 9 8 6 3 DIPTERA (adulti) - - - - COLEOPTERA (adulti) 7 32 57 14 COLEOPTERA (larve) 15 16 50 5 PROTURA 2 6 44 19 DIPLURA - - 19 8 HYMENOPTERA 14 50 45 9 HYMENOPTERA - 37 8 1 FORMICIDAE PSOCOPTERA - 3 8 4 HEMIPTERA 1 - - 6 HEMIPTERA (larve) 1 24 36 11 MEGALOPTERA (larve) 11 76 21 44 THYSANOPTERA 2 1 18 2 PSEUDOSCORPIONIDA 2 - - 4 CHILOPODA 4 15 6 4 DIPLOPODA 1 5 - 2 PAUROPODA 1 50 29 47 ISOPODA 1 - - - SYMPHYLA 22 17 48 43 ARANEAE 1 8 1 2
Tab. 1 - Categorie tassonomiche degli artropodi censiti nei 4 siti piemontesi: l’abbondanza relativa di ogni taxon è la massima registrata fra le 3 repliche di campionamento ed è rapportata a 0,5 Kg di suolo secco (i valori sono arrotondati).
Dal momento che per l’applicazione dell’indice IF si devono considerare solo le unità tassonomiche che risiedono nel suolo e non quelle che casualmente sono state ivi rinvenute, nella Tab. 2 sono visualizzati i taxa presenti nei suoli piemontesi utilizzati per il calcolo dell’indice e, a fianco, il punteggio relativo secondo il grado di adattamento morfologico alla vita edafica.
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Località Località CATEGORIE Località Alpe Scarliccio - S. Bosco della Punteggi Località Ciona - TASSONOMICHE Maria Colma - relativi Trasquera Maggiore Monte Solivo Toceno - Borgo Ticino PER L’INDICE IF COLLEMBOLA 13 42 67 252 20 ONYCHIURIDAE COLLEMBOLA NEELIDAE 0 3 6 2 20 (es. Megalothorax sp.) EUEDAPHIC 6 20 5 0 20 COLEOPTERA (adulti) PROTURA 2 6 44 19 20 DIPLURA 0 0 19 8 20 EUEDAPHIC 0 0 8 1 20 HYMENOPTERA SYMPHYLA 22 17 48 43 20 PSEUDOSCORPIONIDA 2 0 0 4 20 CHILOPODA 4 15 6 4 20 PAUROPODA 1 50 29 47 20 ISOPODA 1 0 0 0 20 EUEDAPHIC 1 4 0 0 20 DIPLOPODA EMIEDAPHIC 0 2 0 2 10 DIPLOPODA MEGALOPTERA (larve) 11 76 21 44 10 HYMENOPTERA (larve) 14 1 27 0 10 COLEOPTERA (larve) 15 16 50 5 10 COLLEMBOLA 76 293 110 216 10 ISOTOMIDAE COLLEMBOLA 34 35 39 0 10 PODURIDAE COLLEMBOLA 0 5 114 22 10 NEANURIDAE DIPTERA (larve) 9 8 6 3 10 ACARI ORIBATIDAE* 1 1 1 1 1/0* HYMENOPTERA 0 1 1 1 1/0* FORMICIDAE* ARANEIDAE* 1 1 1 1 1/0*
Tab. 2 - Categorie tassonomiche degli artropodi censiti nei 4 siti piemontesi e utili per il calcolo dell’indice IF. L’abbondanza relativa di ogni taxon è la massima registrata fra le 3 repliche di campionamento ed è rapportata a 0,5 Kg di suolo secco (i valori sono arrotondati).
84 Per gli Acari Oribatidae, gli Hymenoptera Formicidae e gli Araneidae viene considerata esclusivamente la loro presenza/assenza (1/0). Il numero di unità biologiche e l’abbondanza dei diversi taxa osservati nei campioni di suolo piemontesi sono sintetizzati in Tab. 3.
Località Monte Località Località Località Scarliccio Solivo Bosco Alpe Ciona - S. Maria della - Colma Maggiore Trasquera - Toceno
Borgo Ticino ABBONDANZE 2830 7490 8310 10520 UNITA’ 17 19 20 18 BIOLOGICHE
Tab. 3 – Valori di abbondanze e numero di unità biologiche utilizzati nel calcolo dell’indice IF.
Considerazioni L’applicazione dell’indice QBS ai suoli delle 4 stazioni di campionamento piemontesi porta a concludere che le comunità edafiche ivi insediate sono completamente differenziate ed equilibrate, poiché caratterizzate da tutti i livelli trofici e da tutte le unità tassonomiche chiave. Da uno studio più approfondito, che comporta la considerazione anche delle relative abbondanze dei diversi taxa ottenuto mediante l’applicazione dell’indice IF, si rileva invece che la località di Scarliccio presenta una pedofauna sostanzialmente più povera rispetto alle altre stazioni. Le restanti località piemontesi mostrano invece comunità di microartropodi complesse e ben adattate alla vita edafica, confermando uno stato di salute generale del biota piuttosto buono. Ad una primissima analisi dei diversi popolamenti edafici, si evince che, tra le località del Piemonte, Scarliccio (S. Maria Maggiore) presenta sia un numero totale di taxa sia un’abbondanza relativa decisamente inferiore rispetto alle altre 3 stazioni piemontesi e in generale anche rispetto alle stazioni valdostane considerate nel progetto Interreg. In particolare, osservando più nel dettaglio la fauna di Scarliccio, si rileva la mancanza di Collembola Neelidae e Neanuridae, di Diplura, di Hymenoptera con caratteristiche di eudaficità e di Hymenoptera Formicidae, tutti gruppi più o meno presenti nei suoli delle altre località; inoltre, fra i taxa con alto grado di adattamento alla vita nel suolo, è presente solo un esemplare di Diplopoda, un esemplare di Crustacea Isopoda e un unico esemplare di Pauropoda, mentre nelle altre 3 stazioni questi ultimi raggiungono numeri elevati (da un minimo di 29 individui per Toceno ad un massimo di 50 per Borgo Ticino). A questo punto vale la pena fare un confronto con il valore dato a questo suolo dall’indice QBS che, ricordiamo, era di 238 e determinava il raggiungimento della massima classe di qualità: è bene far notare che l’innalzamento del valore di QBS è dovuto sostanzialmente alla
85 semplice presenza degli esemplari appena citati. Quindi, un’analisi più dettagliata della pedofauna – che tenga cioè presente anche le quantità dei diversi taxa mette meglio in luce la relativa “povertà” del suolo in esame. Inoltre, sempre considerando le abbondanze, anche il numero di alcuni gruppi chiave, evidenziati a Scarliccio, risulta decisamente inferiore rispetto alle altre località: gli Onychiuridae, ad esempio, gruppo di collemboli euedafici, su cui ci si è già ampiamente soffermati nelle pagine precedenti, sono presenti in numero di almeno un terzo inferiore rispetto a Borgo Ticino e addirittura di ben 20 volte inferiore rispetto a Trasquera; la stessa identica situazione si ha per i Protura, altro gruppo come si è già detto di estrema importanza per rilevare la qualità biologica di un suolo, che nei campioni di Scarliccio è rappresentato da un numero veramente esiguo di esemplari (solo 2). Anche i Collembola Isotomidae e le larve di Megaloptera raggiungono abbondanze di molto inferiori rispetto alle altre stazioni. Se si calcola l’indice IF considerando Scarliccio come suolo “test” da confrontare con quello delle restanti località piemontesi assunte come “controllo”, si rilevano valori piuttosto bassi: 0,60 nel confronto con Toceno, 0,64 nel confronto con Borgo Ticino e 0,61 nel confronto con Trasquera (Tab.9). Moltiplicando il valore dell’indice IF per 10, Scarliccio rientra nel range di qualità 6 6,9, che è tipico di suoli perturbati, anche se moderatamente. Quindi, la pedofauna analizzata in questa località non può essere definita come una comunità ben articolata, abbondante e propria di un suolo in buone condizioni, ma in effetti non presenta neppure caratteristiche di eccessivo degrado; infatti, ciò è dimostrato comunque dalla presenza di elementi di prestigio fra cui, oltre a quelli sopra citati, anche i predatori Pseudoscorpionida e Chilopoda. Come si evince dalla Tab. 4, invece, i confronti fra gli altri suoli sembrano mettere in evidenza solo lievissime differenze (valori di IF vicini all’unità), per cui i popolamenti possono essere considerati confrontabili. CONFRONTI FRA LE LOCALITA’ PIEMONTESI IF IF (Tsq vs Toc) 1,08 IF (Tsq vs BT) 1,18 IF (Toc vs BT) 1,08 IF (Sc vs Tsq) 0,61 IF (Sc vs Toc) 0,60 IF (Sc vs BT) 0,64
Tab. 4 – Rapporto tra i valori dell’indice IF delle comunità edafiche dei suoli piemontesi (Tsq = Trasquera; Toc = Toceno; BT = Borgo Ticino; Sc = Scarliccio).
Bibliografia citata
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87 B6: Relazioni clima-accrescimento e dinamiche competitive
Analisi climatiche
Il Pino silvestre è specie indubbiamente plastica riguardo alle caratteristiche climatiche, potendo sopravvivere in un intervallo di estremi termici compreso tra 40°C (invernale) e +35°C (estiva) e con precipitazioni medie annue comprese tra 500 e 2000 mm. Se si eccettuano gli estremi invernali, l’areale di distribuzione del Pino silvestre nelle Alpi occidentali copre la totalità di tale range climatico, dai fondivalle caldi delle vallate endalpiche al distretto insubrico dove cadono le precipitazioni più abbondanti. Nella regione alpina le temperature medie decrescono di 0.56 gradi per 100 m di quota, mentre la precipitazione tende ad aumentare con la quota (sebbene influenzata dalla distribuzione locale di aree a maggiore o minore continentalità). Il regime climatico del Piemonte appenninico e delle vallate interne è caratterizzato da un minimo estivo delle precipitazioni (regime pluviometrico sublitoraneo), mentre le regioni mesalpiche ed esalpiche della fascia montana sono interessate da un minimo invernale e un massimo autunnale (regime subalpino o sub continentale a seconda delle stazioni). Il gradiente delle precipitazioni nelle valli interne diminuisce da est ad ovest a causa della maggiore continentalità indotta dalle masse montuose.
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1 3 2 2
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5 Figura 31 Precipitazione media annua nella regione alpina occidentale per il periodo 1971 1990 (fonte: Schwarb et al., 2001) e termoudogrammi di cinque località rappresentative dei regimi climatici presenti nell'areale di distribuzione della specie. 1 Druogno (VB), 2 Varallo Pombia (NO), 3 St.Denis (AO), 4 Salbertrand (TO), 5 Somano (CN)
Se da un lato le differenze in termini di temperature medie mensili sono trascurabili, non così si può dire per le precipitazioni. Le condizioni climatiche medie degli ultimi 30 anni sono ben entro i limiti per la sopravvivenza della specie, ma i diversi regimi pluviometrici sono in grado di influenzare il bilancio idrico dei siti. L’umidità disponibile, interagendo con le caratteristiche fisico chimiche del suolo e a seconda della richiesta da parte del soprassuolo, esercita i suoi effetti sulla morfologia, la fisiologia e la vitalità degli alberi, non solo in valore assoluto ma soprattutto nel suo variare stagionale e interannuale.
In particolare nelle vallate continentali, le precipitazioni risultano determinanti per l’accrescimento delle pinete. La maggiore influenza della precipitazione rispetto alla temperatura appare evidente confrontando le curve di accrescimento medie di siti più o meno continentali e quelle associate a quote più o meno elevate. Alle quote inferiori, dove a causa del gradiente fisiografico le precipitazioni tendono ad essere più modeste, l’accrescimento è limitato sebbene la temperatura sia più favorevole; al contrario, le pinete delle quote superiori (soprattutto se in età matura) beneficiano di un bilancio idrico più favorevole, mentre l’accrescimento non è limitato dalle temperature più fredde.
89 Figura 32 - Indice di disponibilità idrica in stazioni deperienti e di controllo (in basso), annuale e primaverile (maggio-giugno). La maggiore o minore disponibilità idrica dei siti è correlata all’accrescimento longitudinale (curva ipsometrica media, a destra). Poiché l’accrescimento dipende più dalla disponibilità idrica che dal valore assoluto della precipitazione, è stato elaborato un indice di siccità mediante la differenza tra precipitazione totale e evapotraspirazione potenziale secondo Thorntwaite
Per lo studio delle relazioni clima accrescimento è indispensabile avere una conoscenza approfondita dei regimi climatici nelle aree di studio, sia a breve che a medio periodo. A tale scopo, in ciascuna area di saggio è stato collocato un misuratore automatico (logger) di temperatura ed umidità relativa. I misuratori, adeguatamente schermati contro lo splash down e l’irradizione solare diretta, sono posti sotto il piano delle chiome, su alberi stabili ad un’altezza di 2.5 m dal suolo ed in esposizione Nord. Il rilevatore misura la temperatura esterna (°C) e l’umidità relativa percentuale ad intervalli di 16 minuti. Nelle vicinanze di ogni area di saggio è stato inoltre installato un pluviometro elettronico, collocato su terreno scoperto e in modo da ridurre al minimo le influenze di eventuali manufatti vicini nei confronti dell’intercettazione della precipitazione. Lo strumento è in grado di rilevare ogni evento piovoso di entità superiore a 0.2 mm, ma non le precipitazioni nevose.
I dati climatici sono stati raccolti e i trend analizzati tramite apposito software (BoxCar Pro 4.3). I parametri da indagare sono stati: temperature medie (inverno, primavera, estate, autunno), numero di giorni al di sopra di determinate soglie termiche, precipitazioni, indici di siccità. Questi dati sono stati inoltre utilizzati per le analisi delle dinamiche clima albero crescita e clima mortalità, e per valutare l’influenza dei parametri climatici e meteorologici sulla biologia e sulla dinamica di popolazione dei funghi e degli insetti minatori del pino.
Per quanto riguarda invece le serie climatiche di lungo periodo, utili anche alla definizione dei regimi storici di precipitazioni e temperature e all’analisi delle dinamiche di deperimento dovute ad agenti biotici, si è provveduto alla raccolta delle serie meteorologiche disponibili in prossimità delle aree di studio e alla loro elaborazione e interpolazione statistica.
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Figura 33 – Serie climatiche disponibili sul territorio regionale.
In ogni popolamento (A2, 12 popolamenti) sono state quantificate le relazioni clima accrescimento utilizzando metodi dendroclimatologici standard. È stato utilizzato un software dedicato (RESIME, Guiot unpub.) in grado di stimare la più adeguata serie climatica in relazione all'altitudine, latitudine e longitudine del sito. In ogni area 2 carote sono state prelevate da 15 20 alberi dominanti. Nel laboratorio le carote saranno quindi fissate su supporti legnosi e preparate per la misura mediante l’uso di bisturi o di successivi passaggi di carta abrasiva, fino ad una risoluzione superficiale ottimale per il conteggio e la misura degli anelli annuali. Le serie dendrocronologiche sono state indicizzate e sottoposte a datazione incrociata. L’analisi delle funzioni di risposta (lineari e non lineari) ha consentito una migliore differenziazione
91 della sensibilità al clima nelle diverse aree durante gli ultimi 60 70 anni.
0.5 1846-1919 0.5 1919-1997 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 0.1 0.1 PDIC PFEB PSET
0.2 PGIU PSET PDIC PFEB POTT PAPR PGIU PGEN PLUG POTT
PAGO 0.2 PAPR PNOV PMAR PLUG PGEN PMAG PAGO PNOV PMAR 0.3 0.3 PMAG 0.4 0.4 0.5 0.5 Oulx Salbertrand Trasquera Brusson Oulx Salbertrand Trasquera Brusson
Figura 34 - Profilo altimetrico e pluviometrico lungo due sezioni longitudinali del Piemonte Figura 15 Relazione clima accrescimento calcolata (fonte: Regione Piemonte) e relazione altezza- mediante funzioni di risposta alla precipitazione età in pinete di alta e bassa quota in Piemonte e mensile per siti selezionati (a destra, coefficiente di Valle d’Aosta (fonte: IPLA) correlazione secondo Pearson)
Le ricerche effettuate mostrano una maggiore sensibilità della specie alle piogge primaverili, più accentuata nelle zone continentali e mesalpiche rispetto a quelle esalpiche; si ritiene che, in siti soggetti a fluttuazione di falda, il livello idrico (associato alla precipitazione) sia il principale determinante dell’accrescimento radiale. Studi simili hanno inoltre sottolineato l’associazione positiva tra disponibilità idrica in maggio e novembre e accrescimento radiale dell’anno successivo.
Gli effetti fisiologici del deficit idrico si possono riassumere in quattro categorie: 1. Danni al comparto radicale e alterazione dell’assorbimento di acqua e nutrienti 2. Danni fogliari e alterazioni nell’assimilazione e del metabolismo del carbonio e dell’azoto 3. Disfunzioni vascolari (embolia xilematica) 4. Diminuzione immediata o differita della vitalità e della sopravvivenza
Lo stress idrico influenza gli accrescimenti in modo diretto, riducendo il turgore delle cellule e interferendo con il metabolismo e la mitosi cellulare, e indirettamente rallentando la sintesi dei carboidrati e la loro allocazione al cambio. Inoltre, una risposta frequente è la diminuzione della respirazione radicale, parte del declino complessivo dell’assimilazione e del metabolismo del carbonio associato al rallentamento della crescita. L'importanza delle precipitazioni primaverili può essere attribuita, oltre che all’influenza sull’attività cambiale, anche ad un effetto indiretto sull'allungamento degli aghi e dei getti. A sua volta, una minore superficie fogliare riduce la quantità di fotosintati disponibili per il metabolismo dell’accrescimento.
Poiché l’attivazione della crescita radicale può precedere quella epigea di diverse settimane, un severo deficit idrico in primavera può inibire la crescita delle radici fini e danneggiare le micorrize ad esse associate negli strati superiori del suolo. A sua volta, la contrazione del sistema radicale riduce l’assimilazione di acqua e nutrienti, conducendo
92 l’albero ad un maggiore stress. La necessità di assicurare un adeguato rifornimento idrico durante un periodo secco può causare una maggiore allocazione del carbonio alle radici fini, spiegando così la riduzione in crescita radiale conseguente alla siccità.
Altri effetti della carenza idrica includono il disseccamento dei cimali con conseguenti disordini della crescita, la filloptosi precoce e la depressione della produzione di seme. Il deficit idrico estivo può avere severe conseguenze anche a carico della rinnovazione; in stazioni estreme, là dove le condizioni di luce sono favorevoli alla germinazione e all’accrescimento, non lo è in genere il bilancio idrico (ad esempio in radure su suolo minerale), e viceversa (sotto copertura, dove l’illuminazione è insufficiente pur in presenza di una disponibilità idrica adeguata). Nei siti più aridi la mortalità dei semenzali allo scoperto può essere del 100% durante la prima stagione. Qui la germinazione è possibile saltuariamente, in annate eccezionalmente favorevoli e con un’estate umida; la germinazione è più facile sotto copertura arborea o arbustiva, dove gli estremi di aridità sono mitigati.
In genere, l’effetto della siccità sulla vitalità del pino dipende dalla provenienza, dall’età, dalle caratteristiche stazionali, dall’epoca dell’anno e dalla durata della carenza idrica. Gli individui sviluppatisi in stazioni umide sono più sensibili di quelli di siti xerici; siccità prolungate esercitano un impatto più grave sui semenzali che sugli adulti, che possono contare su un apparato radicale più sviluppato ed atto ad approvvigionarsi in profondità (qualora il suolo lo permetta). Alcune ricerche hanno tuttavia accertato una maggiore sensibilità di alberi maturi (150 anni) allo stress idrico, che può essere spiegata da una minore capacità di adattarsi alle fluttuazioni di falda, o ad una richiesta idrica che aumenta con l'età.
Sebbene la relazione tra variabili climatiche e accrescimento radiale non mostri un'influenza significativa delle temperature estive, un calore eccessivo e una forte irradiazione possono alterare il bilancio idrico aumentando l’evapotraspirazione. Lo stesso effetto si verifica qualora prevalgano venti caldi e secchi durante la primavera.
Al contrario del pino silvestre, la roverella si è evoluta in ambiente sub mediterraneo, sviluppando adattamenti morfologici e funzionali per tollerare il deficit idrico (basso potenziale idrico per la chiusura degli stomi, regolazione osmotica efficiente, foglie xeromorfiche ed un apparato radicale profondo). Ricerche sull’accrescimento intra annuale della roverella in siti xerici hanno dimostrato che l’accrescimento della roverella risponde alla disponibilità idrica nei mesi autunnali (settembre novembre) dell’anno precedente e all’inizio della primavera dell’anno in corso (marzo). In altre parole, la specie inizia accrescimento e la produzione di tessuti conduttori assai più precocemente rispetto al pino. La strategia di adattamento al deficit idrico si completa entrando in fase di riposo durante i mesi estivi (luglio), mese in cui invece il pino è ancora in fase di crescita attiva. Come è tipico delle specie mediterranee, le roverelle concentrano dunque la loro attività nei mesi più favorevoli, riducendo in estate il pericolo di cavitazione dei vasi xilematici (a cui invece il pino è più sensibile).
93 Lo stress idrico agisce come agente predisponente di stress, interagendo con i processi fisiologici sopra dettagliati fino ad indebolire la resistenza dell’individuo a fattori di stress scatenanti o finali. Come per gli altri fattori predisponenti, l’azione dello stress idrico si prolunga e si aggrava nel tempo. Nel pino silvestre, specie ad aghi persistenti, la perdita di tessuto fotosintetico dovuta alla defogliazione da stress idrico influenza anche l’accrescimento dell’anno successivo; se la siccità si prolunga negli anni, la probabilità di sopravvivenza dell’individuo risulta fortemente ridotta. Per questa ragione, l’azione predisponente del deficit idrico come fattore di stress è più evidente quando si susseguono annate siccitose, che amplificano e rendono irreversibili gli effetti sopra descritti. Nel contesto della teoria sul decline-disease è interessante notare come singole annate di stress idrico estremo abbiano un effetto sugli accrescimenti meno durevole che non serie di annate mediamente secche ma consecutive.
Come si è visto, sono gli eventi estremi ad avere un’importanza cruciale come cause predisponenti del deperimento, più che non le condizioni climatiche medie di un sito. Siccità intense e ripetute sono state identificate da numerosi studi come la causa predisponente (e talvolta scatenante) di diversi episodi di declino di specie forestali in Europa e nel mondo. L’ IPCC (Comitato Intergovernativo sui Cambiamenti climatici) ha indicato che, a livello globale, undici degli ultimi dodici anni (1995–2006) sono stati tra gli anni più caldi che hanno registrato un record significativo delle temperature sulla superficie terrestre (dal 1850). L’anno 2003, in particolare, è stato caratterizzato da un’anomalia termica particolarmente intensa: le alte temperature e le precipitazioni ridotte già dalla primavera hanno causato una siccità pronunciata in tutta l’Europa centro meridionale.
La tendenza del clima globale al riscaldamento e all’aumento della variabilità delle precipitazioni annuali si manifesta accentuata nell’area alpina. Le ricerche effettuate in questo ambito forniscono risultati contrastanti in dipendenza dagli indici e dal periodo di riferimento utilizzato; tuttavia, la tendenza all’aumento delle temperature medie e di quelle estreme è chiara, e l’ondata di calore eccezionale dell’estate 2003 ha dimostrato che tali eventi, non necessariamente più frequenti, si manifestano tuttavia con crescente intensità.
L’andamento lineare del surriscaldamento in Italia negli ultimi 50 anni (0.13°C ± 0.03°C a decennio) è raddoppiato rispetto a 100 anni. L’aumento complessivo delle temperature dal 1850–1899 al 2001 2005 è di 0.76°C (± 0.19°C). Dal 1930, sia al centro che al sud Italia, oltre agli aumenti delle temperature, si è registrata una progressiva riduzione delle precipitazioni e, di conseguenza, un aumento dell’aridità. L’andamento delle temperature su scala nazionale è inversamente proporzionale a quello delle precipitazioni; la riduzione delle giornate piovose in tutto il territorio nazionale (circa il 14% sia al nord che al sud) è statisticamente significativa, con maggiori riduzioni nel periodo invernale. È stato altresì osservato un aumento dell’intensità delle precipitazioni sia nelle regioni settentrionali che in quelle meridionali; la stessa cosa si verifica durante l’estate anche nelle aree con una diminuzione delle precipitazioni medie, come l’Europa centrale e le regioni del
94 Mediterraneo. Al contrario, la persistenza di periodi di siccità aumenta nelle regioni settentrionali in inverno e in quelle meridionali in estate.
Il clima delle regioni alpine è caratterizzato da caratteristici cicli giornalieri e stagionali e da un’elevata variabilità a tutte le scale, accentuata dalle differenze locali di quota, esposizione e pendenza. La regione alpine è stata inclusa da Schär et al. (2004) tra quelle dove è maggiore la probabilità che il clima sia caratterizzato in futuro da un’accentuata variabilità, e quindi da una frequenza più alta di estremi climatici.
Nell’area di studio, l’aumento recente delle temperature non è stato uniforme durante l’anno, ma ha riguardato specialmente quelle primaverili; anche le precipitazioni, che non mostrano una tendenza interannuale significativamente superiore alla variabilità stocastica, variano tuttavia la loro distribuzione stagionale, con una tendenza di lungo periodo alla diminuzione di quelle del periodo primaverile. Il fenomeno riguarda indifferentemente tutte le regioni climatiche dell’area di studio, da quelle più continentali ai settori alpini esterni. L’effetto combinato dell’aumento di temperatura e della variazione del regime pluviometrico risulta in una diminuzione sostenuta della disponibilità idrica in anni siccitosi, sebbene dai dati disponibili non si evidenzino incrementi nella frequenza delle annate anomale.
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Figura 36 – A sinistra, temperatura media dell'emisfero settentrionale per il periodo 1000 1999 ricostruita da archivi storici e biologici (blu) e dati strumentali (rosso), media mobile ed errore standard (in grigio); fonte: IPCC. A destra, media mobile (31 anni) delle temperature e precipitazioni medie annue per il periodo 1500 2000 nell’emisfero settentrionale (punto linea), l’Europa (tratteggio) e la regione alpina (punti, linea continua); le anomalie sono calcolate in riferimento al periodo 1961 1990 (da Casty et al., 2005)
Figura 37 A sinistra, durata media degli eventi di siccità estrema (Palmer Drought Severity Index <4) in Europa, 1901 1999 (da Lloyd Hughes e Saunders, 2002). A destra, precipitazioni estive (giugno luglio) e loro andamento (lineare e media mobile decennale) ricostruito per il periodo 1872 1996, stazione di Domodossola (VB). La tendenza decrescente non è significativa.
96 In futuro, gli effetti combinati delle temperature più calde associate alle precipitazioni estive medie ridotte, potrebbero favorire il verificarsi di ondate di calore e siccità. La riduzione delle precipitazioni medie associata agli aumenti termici invernali (che, secondo alcuni scenari, possono essere ancora più marcati di quelli estivi) può inoltre provocare una diminuzione della stagione nelle nevi e della loro intensità.
Gli effetti del cambiamento climatico sulla vegetazione, e sulla pineta in particolare, si esercitano sia a scala individuale, mediante alterazioni fenologiche e fisiologiche, che a carico della specie nel suo insieme, con conseguenze a carico della struttura dei popolamenti, del potenziale di rinnovazione e della distribuzione geografica. Gli ecotoni come il limite degli alberi e le aree di contatto tra una fascia vegetazionale all’altra (quale il caso delle pinete di bassa quota) sono considerate le più sensibili al cambiamento.
Nel corso del XXI secolo la temperature media globale aumenterà probabilmente di 2 4.5 °C; l’areale del pino silvestre al suo estremo meridionale potrebbe essere interessato nel medio termine da aumenti della temperatura media annua di 2 3 °C (soprattutto nel periodo invernale) che ne limiteranno l’accrescimento a causa delle limitazioni al bilancio idrico. I fattori morfologici ed edafici contribuiranno ancora ad una parte significativa della variabilità locale; in generale, un più precoce scioglimento delle nevi e l’anticipato instaurarsi dell’aridità estiva ridurrà la disponibilità idrica proprio durante il periodo vegetativo. La risposta dell’accrescimento alle precipitazioni evidenzia già una sensibilità maggiore del pino silvestre alla disponibilità idrica dei mesi estivi negli ultimi 90 anni.
Figura 38 – A sinistra, range del riscaldamento medio globale fino all'anno 2100 secondo gli scenari delineati da IPCC, 2007. A destra, conseguenze dello scenario A2 (emissioni invariate) a carico delle temperature e delle precipitazioni stagionali globali ed europee a 30 e a 100 anni (da Bugmann, 1997)
I cambiamenti climatici esercitano i loro effetti negativi in particolare nelle aree già sensibili a causa della minore precipitazione annua, aggravando ulteriormente il bilancio idrico e manifestandosi sia come causa predisponente del deperimento, mediante
97 l’indebolimento generalizzato degli individui colpiti (sia dominanti che dominati) che risultano più esposti a stress endogeni (competizione per la luce, per i nutrienti e soprattutto per la limitata acqua a disposizione, anche con lo strato arbustivo ed erbaceo) ed esogeni (patogeni di debolezza, parassiti secondari, vischio). Qualora lo stress idrico sia particolarmente severo e le temperature massime estive raggiungano valori superiori ai 35 °C, e ancor più se tali fenomeni fossero prolungati nella stagione o si ripetessero in annate consecutive, gli agenti climatici sarebbero da considerare fattori di stress acuti (scatenanti) oltre che predisponenti. Nelle aree a bilancio idrico favorevole, al contrario, l’aumento delle temperature e dell’intensità delle precipitazioni potrebbero avere un influenza favorevole sulla vitalità e gli accrescimenti del pino silvestre, a meno che non siano presi in considerazione effetti potenzialmente negativi a lungo termine quali quelli sulle caratteristiche del suolo, la stabilità meccanica dei fusti e la pressione di inoculo degli agenti fungini.
Se da un lato individui adulti e affermati potranno sopravvivere diversi anni nelle mutate condizioni climatiche subendo solamente alterazioni di crescita, l’insediamento e lo sviluppo della rinnovazione può risultare invece assai più problematico, a causa della maggiore sensibilità dei semenzali ai cambiamenti del clima. Nelle valli continentali aride di bassa quota, gli scenari di riscaldamento e di aumento della variabilità delle precipitazioni potrebbero rendere difficile la rinnovazione naturale delle pinete. Si prevede così, a medio termine, uno spostamento verso l’alto sia delle pinete, in dipendenza del gradiente fisiografico delle precipitazioni e delle temperature, che della fascia vegetazionale termofila, meglio adattata a tollerare condizioni di stress idrico ripetuto (specialmente su substrato calcareo).
L’evoluzione di queste comunità dipenderà interamente dall’entità dei mutamenti climatici e dalla tolleranza alla siccità delle specie coinvolte. La roverella può beneficiare da un lato di una migliore disponibilità idrica autunnale e primaverile; il pino silvestre può approfittare delle precipitazioni ancora disponibili a maggio (all’inizio del suo periodo vegetativo), ma subirà invece le siccità più frequenti e prolungate dei mesi estivi, con i loro effetti sull’accrescimento dell’anno in corso e di quello successivo. Qualora lo stress climatico si riveli particolarmente intenso, tuttavia, anche la roverella può andare incontro a fenomeni di deperimento, lasciando il posto a una vegetazione steppica.
Infine, i mutamenti climatici descritti possono concorrere a modificare l’intensità e la frequenza di altri disturbi naturali, sia abiotici (tempeste, fulmini) che biotici, contribuendo ad accentuare o mitigare secondo i casi la severità del deperimento, e alterando la disponibilità della risorsa pineta e le sue possibilità di gestione.
98 Analisi della competizione
La linea di massima densità descritta dalla legge dell’autodiradamento rappresenta la massima combinazione possibile di dimensioni medie e densità per popolamenti di una data specie (Drew e Flewelling, 1977). La validità di tale relazione è stata dimostrata per molte comunità erbacee ed arboree (White, 1980); la vicinanza di un popolamento alla linea limite è indice dell’intensità della competizione intraspecifica nel popolamento osservato (Dean e Baldwin, 1996).
Il rapporto tra il numero di individui per unità di superficie osservato in ciascun popolamento e il massimo teorico previsto dal principio dell’autodiradamento è la base per la formulazione di diversi indici di densità relativa (Stout e Larson, 1988; Long et al., 2004). Gli indici di densità relativa possono descrivere efficacemente le dinamiche evolutive dei popolamenti forestali, essendo in grado di fornire stime sintetiche della competizione intraspecifica e delle variabili strutturali da essa dipendenti (mortalità, copertura, vitalità della chioma, qualità del fusto, incremento, possibilità di rinnovazione del popolamento o di successione da parte di altre specie).
Secondo Reineke (1933), quando le dimensioni medie degli individui sono espresse attraverso il diametro medio del popolamento, la retta di autodiradamento per boschi puri, coetanei e non disturbati di qualsiasi specie assume una pendenza di –1,605. Lo Stand Density Index (SDI) proposto da Reineke (1933) esprime l’ipotetica densità assunta da un popolamento forestale ad un diametro medio di 25 cm considerando costante l’intensità della competizione intraspecifica, assumendo cioè uno sviluppo ideale del popolamento parallelo alla linea di autodiradamento.
Si è valutata l’intensità della competizione intraspecifica nei popolamenti, mediante una stima della loro densità relativa (cioè il rapporto tra la densità osservata e il massimo teorico previsto dal principio dell’auto diradamento). Il massimo grado di competizione è descritto dalla linea di auto diradamento; ciascun popolamento sarà quindi descritto in base alla sua vicinanza alla linea di auto diradamento individuata, in modo da descrivere quantitativamente il grado di competizione e prevederne lo sviluppo ipotizzando differenti ipotesi gestionali.
Utilizzando come fonte i dati relativi alle aree di saggio rilevate in Piemonte e in Valle d’Aosta durante i rispettivi Inventari Forestali regionali (IPLA, 2001) e limitando l’analisi alla categoria forestale “Pineta di pino silvestre” (circa 600 plots), è stato calcolato lo SDI di ciascun popolamento secondo la seguente metodologia:
1. Interrogazione del database degli Inventari Forestali regionali (Piemonte e Valle d’Aosta) per le aree di saggio appartenenti alla categoria forestale “Pinete di pino silvestre”.
99 2. Selezione delle aree di saggio in base alla loro composizione specifica (70% o più dell’area basimetrica totale rappresentata da pino silvestre), struttura (esclusione dei popolamenti disetanei, irregolari o collassati e dei cedui composti), gestione (esclusione dei popolamenti in cui il numero di ceppaie rilevate è maggiore del 10% degli alberi vivi). Sono così stati selezionati 245 plot per il proseguimento delle analisi.
3. La densità e il diametro medio dei popolamenti sono stati calcolati a partire dai piedilista e successivamente rappresentati mediante un grafico a dispersione su assi logaritmici. Seguendo il valore indicato originariamente da Reineke (1933), si è determinata l’equazione della retta di massima densità
ln(densità) = a -1.605*ln(Dm) (equazione 2)
la cui intercetta a è stata calcolata in base al fit sul plot caratterizzato dalla massima combinazione di densità e diametro medio (SDI massimo). È stata infine verificata la bontà dell’adattamento di tale retta ai dati e la sua coerenza con quanto indicato in letteratura per la stessa specie.
4. Il massimo SDI calcolato è stato considerato il valore massimo per la specie nelle Alpi sudoccidentali. La densità relativa di ogni popolamento è stata calcolata come percentuale di tale valore di riferimento e collocata entro le classi proposte da Long (1985):
Densità Dinamiche di popolamento relativa 0-25% L’accrescimento complessivo del popolamento aumenta proporzionalmente alla sua densità. 25-35% Chiusura delle chiome e inizio delle dinamiche competitive; l’incremento per unità di superficie aumenta con la densità, ma l’accrescimento individuale diminuisce a causa della competizione. 35-60% Le opposte influenze della densità in aumento e della crescita individuale sempre più ridotta risultano in una perfetta compensazione; la crescita complessiva del popolamento è indipendente dalla densità relativa. 80-100% La competizione per le risorse è estrema ed è stata elevata per un periodo esteso. Alberi cresciuti in queste condizioni perdono la capacità di rispondere ad ulteriori input di risorse (luce, umidità e nutrienti), anche nel caso in cui i disturbi naturali o i trattamenti selvicolturali riducessero la densità mediante la rimozione degli alberi o della vegetazione adiacente.
Tabella 10 – Valori di densità relativa corrispondenti a differenti fasi evolutive dei popolamenti.
Lo Stand Density Index massimo per le pinete di pino silvestre esaminate è 1440; cinque plot che presentavano valori più alti, probabilmente a causa di errori nel campionamento, sono stati esclusi dall’analisi. L’equazione della retta di autodiradamento è
100 ln(densità) = 12.26 -1.58*ln(Dm)
La retta di regressione è stata calcolata in base ai nove popolamenti con lo SDI maggiore; l’intervallo di confidenza (p<0.05) per la pendenza include al suo interno il valore di -1.605 originariamente indicato da Reineke (1933). La densità relativa dei popolamenti, calcolata in base allo SDI massimo, è compresa tra 0.06 e 1.00 (massimo affollamento); la maggior parte dei popolamenti (48%) ha una densità relativa compresa tra 0.35 e 0.6, un valore superiore alla densità-soglia per la chiusura delle chiome e corrispondente all’instaurarsi del processo di autodiradamento.
Figure 39 – Scots pine distribution in the study area and location of inventory plots selected for fitting.
101 50%
40%
30%
20%
10%
0% <0.25 0.25-0.35 0.35-0.60 0.60-1 >1 Relative SDI
Figure 40 – Relative density frequency distribution for SDImax =1440. Relative density classes according to Long (1985). Occasionally, highly crowded plots may attain size-density combination higher than what overall stand conditions would allow (hence the values higher than 1).
Figure 41 – Size-density combinations for the 210 plots included in the data set. Continuous line: maximum self-thinning boundary for SDI= 1440, slope of -1.6. Points above the line are characterized by size-density combinations beyond the 98th percentile of the SDI frequency distribution. Dashed line: average self- thinning boundary computed by ordinary least square regression between maximum QMD points of 5 log- density classes (white points). SDI computed by the binning method is 1310, i.e., 91% of SDImax.
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103 AZIONE C – SINTESI E SVILUPPO DI LINEE GUIDA GESTIONALI
Sintomatologia e processi causativi
Il quadro sintomatologico associato al deperimento è assai complesso e variabile, e dipende strettamente dalla catena causale di volta in volta responsabile del fenomeno e dall’agente di deperimento prevalente. La descrizione riportata di seguito ha dunque carattere generale, e prescinde dai sintomi più strettamente associati alla presenza di particolari agenti patogeni .
La conseguenza più evidente è la morte degli individui colpiti, che si può manifestare in modo improvviso e apparentemente asintomatico (cioè su alberi in apparenza sani), in genere durante la primavera, oppure dopo un deperimento lungo e progressivo, caratterizzato dalla rarefazione della chioma, dal disseccamento dei rami secondari e del cimale, fino alla morte completa dell'individuo. Il fenomeno può riguardare singoli
Figura 42 - Deperimento di singoli individui (a sinistra, St.Denis) o per gruppi (a destra, Oulx)
Figura 43 - Sintomi del deperimento: microfillia (a sinistra) e rami secondari con portamento "a spazzolino" per caduta precoce degli aghi più vecchi di 2 anni (a destra) 104 individui, talora solo nello strato dominante ma altre volte in tutte le classi di età, e nuclei di piccole o medie dimensioni. La perdita di aghi, quando graduale, inizia a manifestarsi in genere dall’interno verso l’esterno, e dal cimale procede verso il basso, così che la chioma assume aspetto bruscamente rastremato. Gli aghi possono tendere alla microfillia (nella regione apicale o in modo generalizzato su tutta la chioma), talvolta assumere una colorazione anomala tendente al verde opaco e permanere per 1-2 anni anziché i 3-6 caratteristici dei pini sani. Ampi tratti di rami e rametti appaiono spogli (50% dei casi analizzati); i rametti terminali densi di aghi che sperimentano un allungamento ridotto assumono un aspetto “a spazzolino”. Il fenomeno può essere accompagnato dalla produzione intensa e ripetuta di infiorescenze maschili e coni; nel primo caso, il ramoscello assume un caratteristico aspetto “ a piani” con zone prive di aghi intercalate a brevi ciuffi fogliari. Alcune indagini riportano come sintomo più frequente l’ingiallimento degli aghi (Quaglino et al., 1986); il fatto che l’analisi sia stata condotta nell’estate inoltrata fa presumere che tale sintomo sia la conseguenza di un bilancio idrico sfavorevole ma non necessariamente a carattere patogenico. La trasparenza della chioma, come conseguenza della defogliazione e del disseccamento dei rami, può essere confusa con portamenti tipici di stazioni sfavorevoli o con l’effetto dell’invecchiamento sulla densità degli aghi nella chioma interna, ma valori superiori al 20-25% sono da considerarsi di origine patologica.
Figura 44 - Sintomi del deperimento: avanzato grado di defogliazione (a sinistra, Nus) e morte dei rametti laterali (a destra, St.Denis)
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