Ecofisiologia delle specie forestali

Le piante sono organismi autotrofi, che traggono il proprio nutrimento attraverso la fissazione dell’anidride carbonica con la fotosintesi. Per svolgere questo processo, le piante, e gli alberi in particolare, traspirano dalle foglie una grande quantità di acqua sotto forma di vapore. Con i cambiamenti climatici, l’aumento della concentrazione di CO₂ in atmosfera e l’alterazione dei regimi pluviometrici possono influire sull’efficienza della fotosintesi delle diverse specie, sui rapporti di competizione intra- e inter-specifica e sulle dinamiche naturali degli ecosistemi. In questo contesto, lo studio sugli effetti della variabilità ambientale sulle caratteristiche anatomiche del sistema di trasporto idrico radici-foglie e delle sue proprietà idrauliche rappresenta uno strumento fondamentale per prevedere come gli scenari climatici futuri potranno influenzare la le dinamiche naturali degli ecosistemi forestali.

Pubblicazioni:

• Petit G, Mencuccini M, Carrer M, Prendin AL, Hölttä T (2023) Axial conduit widening, tree height, and height growth rate set the hydraulic transition of sapwood into heartwood. Journal of Experimental Botany 74: 5072–5087. DOI: 10.1093/jxb/erad227.
• Prendin AL, Mayr S, Beikircher B, Von Arx G, Petit, G (2018) Xylem anatomical adjustments prioritize hydraulic efficiency over safety as Norway spruce trees grow taller. Tree Physiology 38: 1088-1097. DOI: 10.1093/treephys/tpy065.
• Anfodillo T, Petit G, Sterck F, Lechthaler S & Olson ME (2016) Allometric trajectories and “stress”: a quantitative approach. Frontiers in Plant Science 7: 1681. DOI: 10.3389/fpls.2016.01681.
• Unterholzner L, Carrer, M, Bär A, Beikircher B, Dämon B, Losso A, Prendin AL, Mayr S (2020) Juniperus communis populations exhibit low variability in hydraulic safety and efficiency. Tree Physiology 40: 1668-1679. DOI: 10.1093/treephys/tpaa103.
• Petit G, Anfodillo T, Carraro V, Grani F & Carrer M (2011). Hydraulic constraints limit height growth in trees at high altitude. New Phytologist 189: 241-252. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2010.03455.x.

  Struttura e dinamica delle foreste

I popolamenti forestali sono comunità di organismi viventi, soggetti a evoluzioni e cambiamenti che si manifestano a diverse scale temporali. Presso le aree di monitoraggio allestite nell’area dolomitica e delle Prealpi bellunesi, vengono studiate le dinamiche forestali al fine di comprendere come i popolamenti evolvano nel tempo in risposta a diversi fattori. Questi possono includere modificazioni repentine come gli interventi di taglio associati alla gestione forestale o fenomeni di disturbo come gli schianti da vento o gli attacchi di insetti, nonché effetti indotti da fattori interni o esterni come la competizione tra individui o i cambiamenti climatici.

Pubblicazioni:

• Käber Y, Bigler C, Hille Ris Lambers J, Hobi M, Nagel TA, Aakala T, Blaschke M, Brang P, Brzeziecki B, Carrer M, Cateau E, Frank G, Fraver S, Idoate-Lacasia J, Holik J, Kucbel S, Leyman A, Meyer P, Motta R, Samonil P, Seebach L, Stillhard J, Svoboda M, Szwagrzyk J, Vandekerkhove K, Vostarek O, Zlatanov T, Bugmann H (2023) Sheltered or suppressed? Tree regeneration in unmanaged European forests. Journal of Ecology 111: 2281-2295. DOI: 10.1111/1365-2745.14181.
• Carrer M, Castagneri D, Popa I, Pividori M, Lingua E (2018) Tree spatial patterns and stand attributes in temperate forests: the importance of plot size, sampling design, and null model. Forest Ecology and Management 407: 125-134. DOI: 10.1016/j.foreco.2017.10.041.
• Anfodillo T, Carrer M, Simini F, Popa I, Banavar JR, Maritan A (2013) An allometry-based approach for understanding forest structure, predicting tree-size distribution and assessing the degree of disturbance. Proceedings of the Royal Society B: 280: 20122375. DOI: 10.1098/rspb.2012.2375.
• Carrer M, Soraruf L, Lingua E., (2013) Convergent space-time tree regeneration patterns along an elevation gradient at high altitude in the Alps. Forest Ecology and Management 304: 1-9. DOI: 10.1016/j.foreco.2013.04.025.

  Rappresentazione 3D delle foreste

Le aree forestali possono essere mappate e monitorate a varie scale di rappresentazione. Il programma di osservazioni della Terra “Copernicus” (Unione Europea) con sensori satellitari fornisce rappresentazioni spaziali (2D) di diversi indici. L’utilizzo di sensori su aeromobili con pilota o senza pilota (droni) e su strumentazioni portatili di facile trasporto, consentono di sviluppare rappresentazioni tridimensionali dell’area di interesse. Presso il CSAA vengono eseguiti dei rilievi mediante laser scanner portatile e da drone per una rappresentazione 3D dettagliata e rigorosa delle geometrie complesse presenti in un’area boscata per stimare vari parametri di interesse (es., altezza e diametro del fusto) in modo semi-automatico.

  Specie arboree come archivi naturali

La dendroecologia rappresenta lo studio dell’ecologia forestale mediante l’analisi degli anelli annuali di crescita delle specie legnose, arboree e arbustive. Presso i laboratori specializzati del CSAA vengono effettuate analisi sulle risposte delle specie arboree alle variazioni climatiche, l’impatto delle pullulazioni di insetti defogliatori sulle dinamiche forestali, e la ricostruzione climatica di variabili ambientali come temperatura e copertura nevosa nell'ultimo millennio. Inoltre, l’approccio dendroecologico alle analisi quantitative dei tratti anatomici del legno viene utilizzato anche per ricostruire nel tempo la produzione di biomassa legnosa in funzione della disponibilità idrica.

Pubblicazioni:

• Björklund J, Seftigen K, Stoffel M, Fonti MV, Kottlow S, Frank DC, Esper J, Fonti P, Goosse H, Grudd H, Gunnarson BE, Nievergelt D, Pellizzari E, Carrer M & von Arx G (2023). Fennoscandian tree-ring anatomy shows a warmer modern than medieval climate. Nature 620: 97–103. DOI: 10.1038/s41586-023-06176-4.
• Carrer M, Dibona R, Prendin AL, Brunetti M (2023). Recent waning snowpack in the Alps is unprecedented in the last six centuries. Nature Climate Change 13(2): 155-160. DOI: 10.1038/s41558-022-01575-3.
• Castagneri D, Prendin AL, Peters RL, Carrer, M, von Arx, G, Fonti P (2020) Long-Term Impacts of Defoliator Outbreaks on Larch Xylem Structure and Tree-Ring Biomass. Frontiers in Plant Science 11: 1078. DOI: 10.3389/fpls.2020.01078
• Carrer M, Unterholzner L, Castagneri D (2018) Wood anatomical traits highlight complex temperature influence on Pinus cembra at high elevation in the Eastern Alps. International Journal of Biometeorology 62: 1745-1753. DOI: 10.1007/s00484-018-1577-4.
• Castagneri D, Petit G, Carrer M (2015) Divergent climate response on hydraulic-related xylem anatomical traits of Picea abies along a 900-m altitudinal gradient. Tree Physiology 35: 1378-1387. DOI: 10.1093/treephys/tpv085.

  Paesaggio e biodiversità

I paesaggi alpini presentano un valore inestimabile per la biodiversità. Le ricerche in tale ambito riguardano la pianificazione, gestione e conservazione delle foreste e di altri ambienti naturali e semi-naturali. Queste ricerche hanno permesso, ad esempio, di sviluppare piani forestali di area vasta per diverse vallate alpine, tra cui la Valle del Boite, e di contribuire a valutazioni ambientali di importanti progetti di sviluppo. Altre attività di ricerca si focalizzano sulla raccolta ed elaborazione di dati sulla struttura e la biodiversità di diversi habitat naturali e semi-naturali delle Dolomiti e sulla definizione di obiettivi e misure per la loro conservazione.

Pubblicazioni:

• Alterio E, Campagnaro T, Sallustio L, Burrascano S, Casella L, Sitzia T (2023) Forest management plans as data source for the assessment of the conservation status of European Union habitat types. Frontiers in Forests and Global Change 5: 1069462. DOI:10.3389/ffgc.2022.1069462.
• Trentanovi G, Campagnaro T, Rizzi A, Sitzia T (2018) Synergies of planning for forests and planning for Natura 2000: Evidences and prospects from northern Italy. Journal for Nature Conservation 43: 239-249, DOI: 10.1016/j.jnc.2017.07.006.
• Campagnaro T, Brundu G, Sitzia T (2018) Five major invasive alien tree species in European Union forest habitat types of the Alpine and Continental biogeographical regions. Journal for Nature Conservation 43: 227-238, DOI: 10.1016/j.jnc.2017.07.007.
• Campagnaro T, Frate L, Carranza ML, Sitzia T (2017) Multi-scale analysis of alpine landscapes with different intensities of abandonment reveals similar spatial pattern changes: Implications for habitat conservation. Ecological Indicators 74: 147-159. DOI: 10.1016/j.ecolind.2016.11.017.
• Sitzia T, Campagnaro T, Grigolato S (2016) Ecological risk and accessibility analysis to assess the impact of roads under Habitats Directive. Journal of Environmental Planning and Management 59(12): 2251-2271. DOI: 10.1080/09640568.2016.1140023.

  Rischio idrogeologico

Le colate detritiche sono correnti solido-liquide che si sviluppano in seguito a precipitazioni di breve durata ed elevata intensità al piede di pareti rocciose: i deflussi superficiali lungo i versanti impattano i sedimenti, generando fenomeni impulsivi capaci di trasportare volumi di sedimento anche oltre 100 000 m³, e quindi potenzialmente molto distruttivi.
Lungo la valle del Boite sono state installate delle stazioni di monitoraggio per lo studio della fenomenologia delle colate detritiche. Sulla base delle analisi dei dati raccolti vengono elaborati nuovi sistemi di allarme e ideate nuove opere di difesa.

Pubblicazioni:

• Bernard M, Barbini M, Boreggio M, Gregoretti C (2024) Deposition areas: An effective solution for the reduction of the sediment volume transported by stony debris flows on the high-sloping reach of channels incising fans and debris cones. Earth Surface Processes and Landforms 49: 664-683. DOI: 10.1002/esp.5727.
• Boreggio M, Bernard M, Gregoretti C (2022) Does the topographic data source truly influence the routing modeling of debris flows in a torrent catchment? Earth Surface Processes and Landforms 47: DOI: 10.1002/esp.4981.
• Bernard M, Gregoretti C (2021) The use of rain gauge measurements and radar data for the model‐based prediction of runoff‐generated debris‐flow occurrence in early warning systems. Water Resources Research 57: e2020WR027893. DOI: 10.1029/2020WR027893.
• Simoni A, Bernard M, Berti M, Boreggio M, Lanzoni S, Stancanelli L, Gregoretti C (2020) Runoff‐generated debris flows: observation of initiation conditions and erosion‐deposition dynamics along the channel at Cancia (Eastern Italian Alps). Earth Surface Processes and Landforms 45: 3556-3571. DOI: 10.1002/esp.4981.
• Gregoretti C, Degetto M, Bernard M, Boreggio M (2018) The debris flow occurred at Ru Secco Creek, Venetian Dolomites, on 4 August 2015: analysis of the phenomenon, its characteristics and reproduction by models. Frontiers in Earth Sciences 6: 80. DOI: 10.3389/feart.2018.00080.

  Sviluppo dell'economia forestale e montana

Il Centro si trova in una delle aree di maggior interesse per gli studi di economia e politica forestale relativi alle risorse forestali dell’arco alpino. Le ricerche, che spesso hanno un riferimento alla ricchissima storia delle modalità di gestione, della regolamentazione delle forme di proprietà, dei diversi tipi di prodotti e servizi erogati dalle foreste nel passato, spaziano dall’analisi economica della filiera dei prodotti forestali, alla stima del valore dei prodotti e servizi senza mercato (turistico-ricreativi, di tutela idrogeologica, di protezione della biodiversità, di fissazione di carbonio, di educazione, inclusione di miglioramento della salute fisica e psichica), con una particolare attenzione al ruolo delle proprietà collettive e comunali e ai legami dell’economia forestale con altri settori dell’economia montana alpina.  

Pubblicazioni:

• Gatto P, Defrancesco E, Mozzato D, Pettenella D (2019) Are non‐industrial private forest owners willing to deliver regulation ecosystem services? Insights from an alpine case. European Journal of Forest Research 138: 639–651. DOI: 10.1007/s10342-019-01195-1.
• Gatto P, Pettenella D, Secco L, Vidale E (2014) I servizi ecosistemici delle foreste alpine nel Veneto. Consapevolezza e disponibilità a pagare da parte dei residenti nella regione. Agriregionieuropa 10 (37): 61-64.
• Favero M, Gatto P, Pettenella D (2014) Common Properties and Municipalities: institutional relations in forest environmental services provision. A case study in an Alpine Region. In: Roos A, Lönnstedt L, Nord T, Gong P, Stendahl M (eds.). Proceedings of the Biennial Meeting of the Scandinavian Society of Forest Economics, Uppsala. Scandinavian Forest Economics 45: 70-79. ISSN 0355-032X.
• Gatto P, Pettenella D, Secco L, Vidale E (2013) Strumenti innovativi per le politiche della montagna: pagamenti per i servizi ambientali. In: Varotto M, Castiglioni B. Di chi sono le Alpi? Appartenenze politiche, economiche e culturali nel mondo alpino contemporaneo. Padova University Press, Padova, pp. 117-131 ISBN 9788897385424.
• Pettenella, Ciotti M (2007) Prezzi e costi di produzione del legname: un’analisi della perdita di competitività nelle realtà alpine. In: Brunori G (a cura di). Biodiversità e tipicità. Paradigmi economici e strategie competitive. Atti del XLII Convegno di Studi SIDEA. Franco Angeli, Milano, pp. 395-409. ISBN 978-88-464-8755-1.