Ricerca sul limite del bosco: test di lungo periodo sullo Stillberg

Contesto e domande di ricerca

Secoli di attività di pascolo hanno fatto sì che in molte regioni alpine il limite del bosco si collochi ora a una altitudine più bassa rispetto a quanto avviene nelle zone incontaminate. Per la ricerca sul limite del bosco è pertanto difficile distinguere se a determinare crescita e sopravvivenza delle specie arboree del limite del bosco siano le attività umane o determinati fattori ambientali.

Il sito di studio sullo Stillberg, che si trova al di sopra dell'attuale limite del bosco e che è stato ampiamente rimboschito, ci offre la possibilità di aggirare questa problematica. Nel corso di un progetto di studio ci siamo dedicati alle seguenti domande di ricerca:

• Sulle Alpi gli alberi possono sopravvivere anche al di sopra dell'attuale limite del bosco?
• Quali fattori ambientali influenzano la crescita e la sopravvivenza degli alberi in prossimità del limite del bosco?
• L'importanza dei diversi fattori ambientali cambia durante il ciclo di vita degli alberi?

Sito di studio sullo Stillberg, foto: Nick Dawes

Metodi

Il sito di studio sullo Stillberg ha una superficie pari a 5 ha e si trova nella Val Dischma, nei pressi di Davos. Il suo limite inferiore si colloca all'incirca all'altezza dell'attuale limite del bosco (2075 m s.l.m.) e quello superiore tocca i 2230 m. Nel 1975 sono stati piantati al suo interno circa 92'000 giovani esemplari delle tre specie arboree larice (Larix deciua), mugo (Pinus mugo ssp. uncinata) e cembro (Pinus cembra). I ricercatori hanno rilevato la crescita e la mortalità di queste piante nel corso di 30 anni.

Questi dati sul lungo periodo sono stati analizzati tramite metodi statistici (alberi di classificazione e regressione, oltre a diversi modelli di regressione multivariata) al fine di scoprire se, e in quale misura, mortalità e crescita delle tre specie arboree prese in esame dipendono dai diversi fattori ambientali (quali altitudine, innevamento, velocità del vento e irraggiamento solare).

Risultati

Per tutte e tre le specie, i tassi di mortalità più elevati sono stati registrati nei primi 15 anni dopo l'impianto. I mughi e i cembri, tuttavia, hanno evidenziato una mortalità piuttosto elevata per tutti i 30 anni, la cui responsabilità va ascritta principalmente ai funghi marzuoli patogeni Phacidium infestans (solo per i cembri) e Gremmeniella abietina. Gli anni in cui gli alberi in primavera erano completamente coperti di neve, e pertanto particolarmente soggetti all'azione dei funghi patogeni, sembrano limitare in maniera decisiva la diffusione di queste specie arboree in prossimità del limite del bosco. Ciò dimostra che il momento più critico per la sopravvivenza non è il periodo dopo la germinazione, ma che è soprattutto la fase immediatamente successiva a influenzare notevolmente i tassi di mortalità.

Fig. 1: tassi di sopravvivenza di cembri (rosso), mughi (blu) e larici (verde) fra il 1975 e il 2005.

La mortalità di tutte e tre le specie è cresciuta notevolmente ad altitudini superiori ai 2160 m s.l.m. circa (fig. 2). Al tempo stesso, la loro crescita è diminuita gradualmente con l'aumentare dell'altitudine.

Fig. 2: rapporto fra mortalità delle tre specie arboree piantate sullo Stillberg e altitudine nel periodo fra il 1975 e il 2005. Le fasce rosse segnalano quota 2160 m, al di sopra della quale la probabilità di sopravvivenza di tutte e tre le specie diminuisce notevolmente.

Le tre specie hanno in genere mostrato una minore mortalità nei punti dove in primavera la neve scompare presto (massimo tasso di sopravvivenza in caso di disgelo nevoso prima del 20 maggio, giorno 140). Le condizioni ottimali per la crescita sono invece coincise con un disgelo leggermente più tardo, circa al giorno 145-150 (fig. 3).

Fig. 3: rapporto fra la sopravvivenza di cembri, larici e mughi e la data di scomparsa della neve nel periodo fra il 1975 e il 2005. La linea rossa segnala la data ottimale di disgelo nevoso ai fini della migliore sopravvivenza possibile, mentre quella blu indica la data ottimale per la crescita degli alberi.

Durante i 30 anni, il momento del disgelo nevoso è sempre stato il principale fattore di mortalità. A influenzare maggiormente la crescita è stata invece l'altitudine sul livello del mare. Nonostante l'aumento delle temperature dell'aria durante il periodo di osservazione, l'altitudine è rimasta la variabile ambientale principale ai fini della crescita e il secondo aspetto più importante per la mortalità degli alberi. Ciò indica che l'aumento della temperatura non è ancora stato tale da migliorare in maniera decisiva crescita e sopravvivenza delle piante prese in esame. L'influenza del vento su sopravvivenza e crescita degli alberi è aumentata parallelamente alla loro età. Ciò si spiega con il fatto che tanto più gli alberi sono grandi tanto più subiscono danneggiamenti meccanici a opera del vento e degli accumuli di neve soffiata.

Conseguenze

• I giovani larici, mughi e cembri possono sopravvivere senza problemi oltre 100 m al di sopra dell'attuale limite del bosco. Le limitazioni alla crescita e alla sopravvivenza dovute all'altezza dimostrano tuttavia che con le attuali condizioni climatiche tale limite non potrebbe aumentare di tanto.
• Oltre all'altitudine, anche piccole variazioni nella durata dell'innevamento primaverile possono avere una grande influenza sulle possibilità di sopravvivenza e sugli schemi di crescita delle specie arboree in prossimità del limite del bosco.

Team

Ignacio Barbeito (SLF)

Melissa Dawes (SLF)

Christian Rixen (SLF)

Peter Bebi (SLF)

Josef Senn (WSL)

More information of this study at:

http://www.esajournals.org/doi/abs/10.1890/11-0384.1