La comprensione delle leggi che regolano la dinamica delle foreste è obiettivo primario dell'ecologia forestale ed ha, contestualmente, grande importanza applicativa. Infatti, poter predire la distribuzione diametrica della foresta sulla base di relazioni fisiologiche, non empiriche, consentirebbe al selvicoltore di poter disporre di uno strumento operativo di indirizzo degli interventi essenziale per poter mimare le dinamiche naturali delle foresta (come prevede la selvicoltura naturalistica). In questo lavoro viene presentata la prospettiva di poter predire la relazione di self-thinning (autodiradamento naturale) delle foreste ossia la variazione di densità (N/ha) in relazione alla variazione della dimensione dei singoli individui delle diverse coorti (utilizzando l'altezza come variabile indipendente). Il modello si basa su alcuni assunti circa la variazione dimensionale degli individui (ossia lo scaling del volume della chioma in relazione all'altezza, h) e circa la piena l'utilizzazione delle risorse e dello spazio da parte della comunità vegetale. Si dimostra che la curva di variazione di densità in funzione dell'altezza (o del diametro) è tipicamente una funzione potenza (Y=a*Xb) ma solo per un intervallo di circa un ordine di grandezza. In relazione al superamento di una cosiddetta altezza caratteristica (hc) la funzione decresce esponenzialmente (cut-off) perché essendo limitate le risorse anche la dimensione massima degli individui non può essere infinita (finite size scaling). In foreste pluviali tropicali (dataset BCI) l'esponente della relazione di self-thinning nel tratto di decrescenza a potenza è b=-3 se la densità viene messa in relazione all'altezza degli individui. Siccome anche il volume della chioma (Vc), ossia l'area fogliare, scala con una potenza di 3 rispetto all'h (Vc h3) ne deriva che le diverse coorti di alberi utilizzano la stessa energia indipendentemente dalla dimensione dei singoli individui della coorte dimostrando cosi il principio dell'equivalenza energetica (energy equivalence principle). L'esponente b, da cui dipende la variazione proporzionale del numero di individui in funzione della dimensione (altezza o diametro), sembra essere dipendente unicamente dalla caratteristiche di variazione strutturale del singolo individuo. Esso infatti assume lo stesso valore (ma con segno negativo) rispetto all'esponente di scala di Vc vs h. In questo modo sembra possibile predire la curva "ottimale" di popolamento sulla base delle caratteristiche fisiologiche degli individui che compongono il popolamento. Applicazioni in foreste pluviali tropicali, in foreste paranaturali della Romania (abetine miste) e in popolamenti di alta quota sulle Alpi Nord-Orientali (larici-cembreti) sembrano confermare che la variazione relativa della massa fogliare degli individui determini la dinamica di autodiradamento della comunità.
Nuove prospettive per la definizione della struttura ottimale delle foreste
ANFODILLO, TOMMASO;CARRER, MARCO;PETIT, GIAI;MARITAN, AMOS
2011
Abstract
La comprensione delle leggi che regolano la dinamica delle foreste è obiettivo primario dell'ecologia forestale ed ha, contestualmente, grande importanza applicativa. Infatti, poter predire la distribuzione diametrica della foresta sulla base di relazioni fisiologiche, non empiriche, consentirebbe al selvicoltore di poter disporre di uno strumento operativo di indirizzo degli interventi essenziale per poter mimare le dinamiche naturali delle foresta (come prevede la selvicoltura naturalistica). In questo lavoro viene presentata la prospettiva di poter predire la relazione di self-thinning (autodiradamento naturale) delle foreste ossia la variazione di densità (N/ha) in relazione alla variazione della dimensione dei singoli individui delle diverse coorti (utilizzando l'altezza come variabile indipendente). Il modello si basa su alcuni assunti circa la variazione dimensionale degli individui (ossia lo scaling del volume della chioma in relazione all'altezza, h) e circa la piena l'utilizzazione delle risorse e dello spazio da parte della comunità vegetale. Si dimostra che la curva di variazione di densità in funzione dell'altezza (o del diametro) è tipicamente una funzione potenza (Y=a*Xb) ma solo per un intervallo di circa un ordine di grandezza. In relazione al superamento di una cosiddetta altezza caratteristica (hc) la funzione decresce esponenzialmente (cut-off) perché essendo limitate le risorse anche la dimensione massima degli individui non può essere infinita (finite size scaling). In foreste pluviali tropicali (dataset BCI) l'esponente della relazione di self-thinning nel tratto di decrescenza a potenza è b=-3 se la densità viene messa in relazione all'altezza degli individui. Siccome anche il volume della chioma (Vc), ossia l'area fogliare, scala con una potenza di 3 rispetto all'h (Vc h3) ne deriva che le diverse coorti di alberi utilizzano la stessa energia indipendentemente dalla dimensione dei singoli individui della coorte dimostrando cosi il principio dell'equivalenza energetica (energy equivalence principle). L'esponente b, da cui dipende la variazione proporzionale del numero di individui in funzione della dimensione (altezza o diametro), sembra essere dipendente unicamente dalla caratteristiche di variazione strutturale del singolo individuo. Esso infatti assume lo stesso valore (ma con segno negativo) rispetto all'esponente di scala di Vc vs h. In questo modo sembra possibile predire la curva "ottimale" di popolamento sulla base delle caratteristiche fisiologiche degli individui che compongono il popolamento. Applicazioni in foreste pluviali tropicali, in foreste paranaturali della Romania (abetine miste) e in popolamenti di alta quota sulle Alpi Nord-Orientali (larici-cembreti) sembrano confermare che la variazione relativa della massa fogliare degli individui determini la dinamica di autodiradamento della comunità.
Pubblicazioni consigliate
I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
