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Effetti della cercinatura sull’incremento della necromassa

Effetti della cercinatura sull’incremento della necromassa

di Andrea Vannini, Michele Carbognani, Giorgio Chiari, T’ai G. W. Forte, Margherita Rodolfi, Tommaso Ganino, Alessandro Petraglia

In questo articolo si presentano i risultati principali di uno studio condotto per confrontare l'effetto della cercinatura sulla crescita del faggio e le possibili implicazioni sull’incremento del legno morto in faggeta. Questa ricerca, condotta nell'ambito del progetto IN.S.C.AP.E (INcremento del Sequestro del Carbonio nelle foreste dell'APpennino Emiliano), si propone di testare alcune strategie per promuovere l'accumulo di carbonio nelle foreste, incrementando la crescita delle piante e il tempo di permanenza del legno morto a terra.

Il legno morto svolge un ruolo cruciale nella conservazione della biodiversità forestale, si stima infatti che circa il 30% di questa sia legata alla necromassa (Ministero dell'Ambiente e della Sicurezza Energetica 2023). Per questo motivo, il legno morto è considerato un eccellente indicatore della naturalità di ogni foresta (Lombardi e Mali 2016), tuttavia, la rimozione del legno dal bosco a seguito delle utilizzazioni forestali ne riduce la quantità (Puletti et al. 2017) con prevedibili ricadute sulla biodiversità e sullo stock di carbonio in questo importante pool. Questo fenomeno può essere invertito non solo mediante il rilascio di legno morto in foresta durante nel contesto delle utilizzazioni forestali, ma anche applicando specifiche strategie come la cercinatura (Vítková et al. 2018) che consiste nell’incisione del ritidoma del fusto fino a rescindere la continuità floematica così da interrompere il flusso di linfa elaborata. Questa tecnica è ben nota nel settore agricolo, dove, ad esempio, viene utilizzata per aumentare la produttività delle piante da frutto (Currie et al. 2018; Goren et al. 2004). Negli ultimi anni, è stata studiata anche come possibile tecnica per aumentare la quantità di legno morto in piedi nelle foreste. Le piante cercinate, una volta morte, posso rimanere in piedi per diversi anni favorendo lo sviluppo di numerosi microhabitat per gli organismi saproxilici e decomponendosi (lontano dal suolo) più lentamente (Privetivy et al. 2016).

È importante osservare, però, che la morte dell’individuo non sopraggiunge immediatamente; infatti, la pianta può affidarsi alle riserve precedentemente accumulate per produrre foglie nuove e, grazie al fatto che la continuità xilematica non è interrotta dall’intervento, continua a crescere per un po' di tempo e a fissare carbonio fino alla sua morte. Gli effetti della cercinatura sulla crescita delle piante non sono molto noti anche se, ad esempio, si sa che incrementa l'altezza e la circonferenza di alcune specie arboree come il larice del Giappone (Larix kaempferi; Matsushita et al. 2021) e la farnia (Quercus robur; Shepper et al. 2010) nonché il numero e l’area delle foglie di faggio (Fagus sylvatica; Hoch et al. 2002).

Riguardo l’effetto della cercinatura sulla crescita di piante adulte di faggio però, nessuna informazione sembrerebbe essere disponibile. Lo scopo di questa ricerca è stato dunque di esaminare gli effetti a breve termine (2 anni)  della cercinatura sulla crescita delle piante di faggio, analizzando anche l’eventuale effetto sulle piante immediatamente limitrofe a quelle trattate, e  della decomposizione del legno di faggio al suolo e a distanze progressivamente maggiori dal suolo fino ad un massimo di 1 metro.

 

DISEGNO SPERIMENTALE

Cercinatura delle piante di faggio

L’esperimento è stato condotto all’interno delle faggete del Parco Nazionale dell’Appennino Tosco-Emiliano, in 6 aree (stand) collocate a quote comprese tra 1.200 e 1.450 m s.l.m. Queste aree sono distribuite in due valli distinte, nei Comuni di Corniglio e Monchio delle Corti, in Provincia di Parma. Identificate durante l’autunno del 2020, le sei aree presentano omogeneità ecologica, morfologica e gestionale e l'ultimo intervento di diradamento in ciascuna di esse risale ad oltre 30 anni fa.

In ciascuna di queste aree è stato effettuato un intervento di cercinatura che ha coinvolto tutti gli individui situati all’interno di una superficie di raggio 10 m al quale è stato attribuito il nome di buca cercinata. In totale sono stati cercinati 193 individui (media per stand 32,17; deviazione standard 15,25), che sono stati successivamente marcati e misurati. Sono stati marcati e misurati anche tutti gli individui non cercinati che vegetavano lungo la circonferenza delle buche cercinate (totale 137; media per stand 22,83; deviazione standard 5,27)

All’interno di ciascuno stand (Figura 1), è stata anche individuata un'area in cui sono state selezionate casualmente, etichettate e misurate 40 piante di faggio non influenzate dalle attività sperimentali, utilizzate come riferimento per valutare le variazioni di crescita a seguito dei trattamenti (area di controllo).

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Figura 1: Rappresentazione del disegno sperimentale.

La cercinatura è stata eseguita incidendo il fusto per tutta la circonferenza fino a raggiungere il cambio cribro-vascolare (circa 1,5-2 cm di profondità) in due punti distinti rispettivamente all’altezza di circa 30 e 90 cm da terra (Foto 1). Tale precauzione è stata presa per avere la certezza di recidere completamene il floema bloccando il flusso della linfa elaborata.

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Foto 1: Esempi di trattamento di cercinatura su faggio nell’ambito del progetto IN.S.C.AP.E.

Decomposizione del legno di faggio

Per avere una stima del differente grado di decomposizione del legno a seconda della sua distanza dal suolo, con il fine ultimo di verificare che la decomposizione di alberi cercinati (ancora in piedi) sia realmente più lenta di quelli ipoteticamente abbattuti, abbiamo utilizzato dei cubi di legno di faggio di 1.000 cm3 (10x10x10 cm). I cubi sono stati realizzati utilizzando tronchi di faggio provenienti da un'unica area boschiva tagliata durante la primavera del 2020 e stoccati nello stesso luogo per lo stesso periodo di tempo (garantendo così omogeneità dal punto di vista della decomposizione). I cubi sono stati ottenuti dalla porzione centrale di ciascun tronco per massimizzare l'omogeneità della densità del legno.

All'inizio di Giugno 2021 i cubi sono stati posizionati in bosco a tre diverse altezze: a terra, su ceppaie ricavate dal taglio di piante di faggio (ad un’altezza di circa 20 cm dal suolo) e su cataste di legno di faggio di circa 1 m3 (1x1x1 m; ovvero ad 1 m dal suolo) (Foto 2). Sono stati posizionati in tutto 8 cubi di legno per ciascuna altezza in tutte e 6 le aree, per un totale di 144 cubi. Il prelievo dei cubi, due per ciascuna altezza da terra e per ciascuno stand, è stato eseguito dopo 6, 12, 18 e 24 mesi dalla loro esposizione in bosco, allo scopo di costruire una curva dei tassi di decomposizione.

art20 Effetti cercinatura su necromassa faggeta Foto2

Foto 2: Posizionamento dei cubetti di legno di faggio per il monitoraggio della decomposizione. Da sinistra verso destra i cubetti sono posti: su una catasta di legno (1 m da terra), su una ceppaia (20 cm da terra) e al suolo. Ciascun gruppo di cubi è stato protetto mediante griglie di metallo.

Effetto della cercinatura sulla crescita delle piante

L’effetto della cercinatura sia sulle piante trattate sia su quelle immediatamente limitrofe al trattamento, cioè le prime piante che si affacciano sulla zona delle cercinature, è stato valutato attraverso la misura della loro crescita, ovvero tramite misurazione del diametro di ciascun individuo. Le misurazioni sono state condotte nel 2023, al termine della stagione vegetativa. Queste hanno comportato la misurazione delle circonferenze a 1,30 metri dal suolo (sopra l’ultimo livello di cercinatura) utilizzando una cordella metrica; la zona di misura è stata segnata tramite il posizionamento di tre chiodi (che saranno rimossi al termine dell’esperimento), posizionati intorno al fusto ai vertici di un triangolo equilatero ideale. La misura è stata eseguita posizionando la cordella metrica immediatamente sopra i chiodi. L’accuratezza di tale metodologia è stata valutata attraverso la correlazione del diametro calcolato tramite la circonferenza delle piante con quello misurato tramite nastro diametrico permanente (NDP), equipaggiato da una molla con forza di 0,2 N, valore che equivale alla forza esercitata dall'accrescimento della pianta. La correlazione tra i due metodi di misura, effettuata su 150 individui, è stata molto elevata (R2=0,999), dimostrando l’affidabilità dell’intero set di misure effettuate.

 

Studio della decomposizione del legno di faggio

I cubi recuperati sono stati deidratati in stufa a 105 °C per 6 giorni e poi pesati per ottenere la massa anidra netta finale. Tale dato è stato utilizzato per stimare la perdita di massa percentuale (mass loss, ML) di ciascun cubetto nel tempo. La formula utilizzata per il calcolo di ML è la seguente:

art20 Effetti cercinatura su necromassa faggeta FormulaDove M0 e Mf sono rispettivamente la massa anidra, essiccata in stufa, iniziale e finale dei cubi.

 

RISULTATI

Gli alberi non cercinati situati lungo la circonferenza della buca cercinata hanno mostrato un incremento medio del diametro di 4,18 mm mentre gli alberi di controllo sono cresciuti mediamente di 3,91 mm (Grafico 1). L’analisi statistica indica che l’incremento medio di diametro delle piante limitrofe agli alberi cercinati e delle piante di controllo non sia significativamente differente (p>0,05), quindi che l’intervento di cercinatura non ha influenzato la loro crescita, almeno per i primi due anni.

art20 Effetti cercinatura su necromassa faggeta Grafico1

Grafico 1: Incremento medio di diametro in funzione del trattamento. Lettere diverse indicano differenze significative tra i trattamenti (p<0,05).

Il fatto che gli alberi limitrofi a quelli cercinati non siano cresciuti diversamente dai controlli è spiegabile considerando che la quasi totalità delle piante cercinate (172 su 193) è ancora viva dopo 2 anni dal trattamento. Ciò ha contribuito al mantenimento delle normali dinamiche di competizione per le risorse (acqua, nutrienti e spazio). È plausibile che solo con la morte delle piante cercinate, le piante circostanti inizieranno a manifestare un incremento significativo nella loro crescita.

Il risultato più interessante e, in qualche misura, non completamente atteso, è che le piante cercinate hanno mostrato una crescita media di 5,73 mm, valore statisticamente maggiore rispetto a quello misurato nelle piante di controllo e in quelle limitrofe al trattamento. Questo risultato deriva probabilmente dall’effetto che la cercinatura potrebbe aver avuto sulle piante. Alcuni studi hanno infatti mostrato come la cercinatura sia in grado aumentare la produttività di piante da frutto (Choi et al. 2010) nonché l’altezza (Matsushita et al. 2021) e la circonferenza (Shepper et al. 2010) di specie di interesse forestale. A seguito del processo di cercinatura, infatti, la traslocazione dei fotosintati verso l’apparato radicale viene interrotta e, probabilmente, sono anche maggiormente disponibili per la crescita della pianta. Una crescita maggiore indica, con buona probabilità, un maggiore sequestro del carbonio la cui stima, tuttavia, è piuttosto difficile da effettuare con metodi speditivi (es. tavole di cubatura, che dovrebbero essere costruite ad hoc). Inoltre, è questo incremento è ragionevolmente limitato nel tempo; infatti, gli individui cercinati moriranno entro pochi anni dall’intervento. È tuttavia di estremo interesse, soprattutto per la biodiversità del bosco, che la loro morte possa sopraggiungere in maniera stocastica. Le nuove piante che potranno crescere negli spazi lasciati liberi, oltre ad essere geneticamente diverse tra di loro, saranno disetanee reciprocamente e rispetto allo stand forestale, cresceranno in maniera diversa contribuendo a ridurre l’omogeneità strutturale del bosco.

Oltre a questi vantaggi ecologici la cercinatura tende anche a ridurre la decomposizione del legno di faggio dato che a seguito del trattamento le piante rimarranno in piedi molti anni prima di schiantarsi a terra. Rallentando il tempo con cui la pianta si troverà a contatto con il suolo forestale se ne rallenterà anche la decomposizione, affermazione supportata dall’analisi della decomposizione dei cubi di faggio posti a diverse altezze dal suolo forestale (Grafico 2).

art20 Effetti cercinatura su necromassa faggeta Grafico2

Grafico 2: Perdita di massa (%) dei cubi di faggio in 6, 12, 18 e 24 mesi dal loro posizionamento rispettivamente al suolo, sulla ceppaia e sopra le cataste di legno. Nel grafico si osservano i risultati statistici dell’ANOVA a due vie condotta per verificare l’esistenza di un effetto del trattamento (altezza dei cubi di faggio da terra), del tempo (variazione della decomposizione del legno nel tempo) e del loro effetto interattivo, trattamento-tempo (variazione della decomposizione osservata dei cubetti di faggio faggio nel tempo alle varie altezze).

Sebbene l’effetto della posizione del legno rispetto al suolo non risulti essere statisticamente significativo lo è invece la sua interazione con il tempo (p<0,05), dimostrando che i cubi posizionati ad altezze diverse possiedono un tasso di decomposizione diverso. Sulle cataste i cubi, dopo 24 mesi, hanno perso il 6% in meno di peso rispetto a quelli posizionati a contatto con il suolo e sulla ceppaia.

 

Conclusioni

Dopo due anni di monitoraggio, l’analisi dell’accrescimento diametrico evidenzia che le piante di faggio cercinate sono cresciute di più (circa 46%) rispetto alle piante della tesi di controllo.  Questo risultato è relativamente sorprendente non tanto perché non sia plausibile spiegarne i motivi da un punto di vista fisiologico, ma perché stupisce che un intervento eseguito per favorire la morte di un individuo ne provochi un incremento nelle dimensioni. Seppur limitato a solo due anni, il risultato può far pensare che ad un incremento diametrico corrisponda anche un incremento, pur limitato, nel sequestro di carbonio da parte di queste piante. Le piante che moriranno in piedi, inoltre, subiranno un più lento processo di decomposizione, con una conseguente minore perdita di carbonio che permarrà nello stand forestale per un periodo più lungo rispetto a quelle che si decomporranno a contatto con il suolo.

Tuttavia, nel caso in cui si intenda avviare un processo di rinaturalizzazione che ricostituisca una parte della componente legnosa morta, favorisca i processi naturali di disetaneizzazione e contribuisca ad incrementare lo stock di carbonio in foresta, questa tecnica sembra essere interessante. Infatti, le piante cercinate moriranno in modo non omogeneo, resteranno in piedi per molto tempo (decomponendosi molto più lentamente) e cadranno al suolo in modo asincrono. Le piccole buche che si apriranno nel bosco potranno favorire la rinnovazione e lo faranno simulando il naturale processo di mortalità che si dovrebbe verificare in un bosco non gestito. Inoltre, la necromassa, sia in piedi sia a terra, si arricchirà progressivamente dei nuovi individui cercinati che moriranno, come già sottolineato, in maniera non sincronizzata. La velocizzazione dei processi naturali è un obiettivo molto importante da raggiungere sia per la conservazione della biodiversità sia per il ripristino del funzionamento degli ecosistemi forestali. L’aumento dello stock di carbonio conseguente è, inoltre, più che mai urgente e opportuno in un’ottica di applicazione della strategia del sequestro del carbonio negli ecosistemi forestali.

Questo tipo di gestione, non compatibile con l’utilizzo del bosco a prevalente scopo produttivo, potrebbe essere adottato, in particolare, all’interno di alcune foreste istituzionalmente vocate ad una gestione naturalistica, come quelle demaniali e/o protette all’interno di Parchi e Riserve.

Guarda il video IN.S.C.AP.E - INcremento del Sequestro del Carbonio nelle Foreste dell'APpennino Emiliano.

Autori:
Andrea Vannini
, Michele Carbognani, Giorgio Chiari, T’ai G. W. Forte, Margherita Rodolfi, Tommaso Ganino, Alessandro Petraglia - Università degli Studi di Parma. E-mail

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