GESTIONE DEL BOSCO E CONSERVAZIONE DELLA BIODIVERSITA': L'ANALISI ECOPAESISTICA APPLICATA A TERRITORI BOSCATI DELLA TOSCANA MERIDIONALE

This research, developed for a wooded area of Southern Toscana with both the evergreen and deciduous broadleaves woods, aims to show the consequences of coppice management on biodiversity and to suggest a methodology useful to foster biological conservation. An analysis of landscape spatial confi guration was carried out according to principles of landscape ecology and using birds as indicators, by means of already available data describing this territory. The connection between the territory and biodiversity has been analysed at different spatial scales to understand if the perception limits of wooded land and their changes, caused by implementation of forestry strategies by a forest technician can be analogous to that of birds. Scenarios were built according to different constrains applied to management to estimate the impact of different utilisation criteria on resources spatial pattern and therefore on biodiversity. These criteria were then tested in a public estate managed according to a forest management plan. The most relevant conclusions of this research can be summarised as follows: 1. at a regional level the Colline Metallifere territory is important for establishing ecological continuity. Forestry and ecological planning should always approach the territory at different scales; 2. structural heterogeneity, for this case study, affects biodiversity in an apparently contradictory way. The management criteria adopted favour bird species linked to high forest environment but are disadvantageous to species linked to open ground. Forest policy of past decades leading to reforestation of former fi elds and pastures, rural depopulation inducing the secondary succession on abandonedfarmland and longer coppice rotations resulted in a strong reduction of open areas. These are important habitats for birds, which all over the Mediterranean area are menaced; 3. growth processes cause structural changes at the stand level and therefore mosaics originated by different stand structures can be considered as “fragile”. Changes in the landscape due to these processes increase homogeneity and therefore may act on biodiversity in a negative way; 4. several limitations adopted in building the scenarios correspond to rules already adopted in standard management plans, which do not take biodiversity specifi cally into consideration; 5. empirical data on biodiversity collected in coppices, which could support or reject these hypotheses, are lacking; fi eld research is mostly needed; 6. different behaviour of various bird species in the coppice habitat show the need to adopt strict and clear concepts regarding indicator species or umbrella species and to avoid generic statements about “fauna”, “birds” or “habitat” to evaluate biodiversity

Opportunities for coppice management at the landscape level: the Italian experience

Coppice silviculture has a long tradition in Italy. Societal demands have led to the development of forest management techniques for integrating wood production with other kinds of forest uses and regulations have been issued to limit forest degradation. In Italy, 35% of the national forest cover is currently managed under coppice silvicultural systems that provide 66% of the annual wood production. Fuel-wood demand is increasing and a large amount of fuelwood is currently imported in Italy. Modern coppice practices differ from those adopted in the past and may have a reduced impact on ecosystem characteristics and processes. Nevertheless, coppice silviculture has a bad reputation mostly on grounds that are beyond economic, technical and ecological rationales. Neither cessation of use nor a generalized conversion from coppice to high forest are likely to respond simultaneously to the many demands deriving from complex and articulated political and economic perspectives operating at global, European, national, regional and forest stand-level scales. Different approaches of modern silviculture to coppice successfully tested in Italy for more than a decade are illustrated. We propose to combine different options at the stand and sub-stand level, including either development without human interference or conversion to high forest, and to apply these approaches within the framework of novel forest management plans and regionally consistent administrative procedures. This bottom-up approach represents a potential solution to the socio-economic and environmental challenges affecting coppicing as a silvicultural system

Predicting wild boar damages to croplands in a mosaic of agricultural and natural areas

Crop damages by wildlife is a frequent form of human-wildlife conflict. Identifying areas where the risk of crop damages is highest is pivotal to set up preventive measures and reduce conflict. Species distribution models are routinely used to predict species distribution in response of environmental changes. The aim of this paper was assessing whether species distribution models can allow to identify the areas most at risk of crop damages, helping to set up management strategies aimed at the mitigation of human-wildlife conflicts. We obtained data on wild boar Sus scrofa damages to crops in the Alta Murgia National Park, Southern Italy, and related them to landscape features, to identify areas where the risk of wild boar damages is highest. We used MaxEnt to build species distribution models. We identified the spatial scale at which landscape mostly affects the distribution damages, and optimized the regularization parameter of models, through an information-theoretic approach based on AIC. Wild boar damages quickly increased in the period 2007-2011; cereals and legumes were the crops more affected. Large areas of the park have a high risk of wild boar damages. The risk of damages was related to low cover of urban areas or olive grows, intermediate values of forest cover, and high values of shrubland cover within a 2-km radius. Temporally independent validation data demonstrated that models can successfully predict damages in the future. Species distribution models can accurately identify the areas most at risk of wildlife damages, as models calibrated on data collected during only a subset of years correctly predicted damages in the subsequent year

Impact of woody encroachment on soil organic carbon and nitrogen in abandoned agricultural lands along a rainfall gradient in Italy

Land use changes represent one of the most important components of global environmental change andhave a strong influence on carbon cycling. As a consequence of changes in economy during the last century, areas of marginal agriculture have been abandoned leading to secondary successions. The encroachment of woody plants into grasslands, pastures and croplands is generally thought to increase the carbon stored in these ecosystems even though there are evidences for a decrease in soil carbon stocks after land use change. In this paper, we investigate the effects of woody plant invasion on soil carbon and nitrogen stocks along a precipitation gradient (200–2,500 mm) using original data from paired experiment in Italian Alps and Sicily and data from literature (Guo and Gifford Glob Change Biol 8(4):345–360, 2002). We found a clear negative relationship (-0.05% C mm-1) between changes in soil organic carbon and precipitation explaining 70% of the variation in soil Cstocks after recolonization: dry sites gain carbon (up to? 67%) while wet sites lose carbon (up to -45%). In our data set, there seem to be two threshold values for soil carbon accumulation: the first one is 900 mm of mean annual rainfall, which separates the negative from the positive ratio values; the second one is 750 mm, which divides the positive values in two groups of sites. Most interestingly, this threshold of 750 mm corresponds exactly to a bioclimatic threshold: sites with\750 mm mean annual rainfall is classified as thermo-mediterranean sites, while the ones [750 mm are classified as mesomediterranean sites. This suggests that apart from rainfall also temperature values have an important influence on soil carbon accumulation after abandonment. Moreover, our results confirmed that the correlation between rainfall and trend in soil organic carbon may be related to nitrogen dynamics: carbon losses may occur only if there is a substantial decrease in soil nitrogen stock which occurs in wetter sites probably because of the higher leaching

Inconsistent recognition of uncertainty in studies of climate change impacts on forests

Petr, M., Vacchiano, G., Thom, D., Mairota, P., Kautz, M., Gonçalves, L. M. D. S., ... Reyer, C. P. O. (2019). Inconsistent recognition of uncertainty in studies of climate change impacts on forests. Environmental Research Letters, 14(11), 1-13. [113003]. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab4670Background. Uncertainty about climate change impacts on forests can hinder mitigation and adaptation actions. Scientific enquiry typically involves assessments of uncertainties, yet different uncertainty components emerge in different studies. Consequently, inconsistent understanding of uncertainty among different climate impact studies (from the impact analysis to implementing solutions) can be an additional reason for delaying action. In this review we (a) expanded existing uncertainty assessment frameworks into one harmonised framework for characterizing uncertainty, (b) used this framework to identify and classify uncertainties in climate change impacts studies on forests, and (c) summarised the uncertainty assessment methods applied in those studies. Methods. We systematically reviewed climate change impact studies published between 1994 and 2016. We separated these studies into those generating information about climate change impacts on forests using models -'modelling studies', and those that used this information to design management actions-'decision-making studies'. We classified uncertainty across three dimensions: nature, level, and location, which can be further categorised into specific uncertainty types. Results. We found that different uncertainties prevail in modelling versus decision-making studies. Epistemic uncertainty is the most common nature of uncertainty covered by both types of studies, whereas ambiguity plays a pronounced role only in decision-making studies. Modelling studies equally investigate all levels of uncertainty, whereas decision-making studies mainly address scenario uncertainty and recognised ignorance. Finally, the main location of uncertainty for both modelling and decision-making studies is within the driving forces-representing, e.g. socioeconomic or policy changes. The most frequently used methods to assess uncertainty are expert elicitation, sensitivity and scenario analysis, but a full suite of methods exists that seems currently underutilized. Discussion & Synthesis. The misalignment of uncertainty types addressed by modelling and decision-making studies may complicate adaptation actions early in the implementation pathway. Furthermore, these differences can be a potential barrier for communicating research findings to decision-makers.publishersversionpublishe

How robust are future projections of forest landscape dynamics? Insights from a systematic comparison of four forest landscape models

Projections of landscape dynamics are uncertain, partly due to uncertainties in model formulations. However, quantitative comparative analyses of forest landscape models are lacking. We conducted a systematic comparison of all forest landscape models currently applied in temperate European forests (LandClim, TreeMig, LANDIS-II, iLand). We examined the uncertainty of model projections under several future climate, disturbance, and dispersal scenarios, and quantified uncertainties by variance partitioning. While projections under past climate conditions were in good agreement with observations, uncertainty under future climate conditions was high, with between-model biomass differences of up to 200 t ha−1. Disturbances strongly influenced landscape dynamics and contributed substantially to uncertainty in model projections (~25–40% of observed variance). Overall, model differences were the main source of uncertainty, explaining at least 50% of observed variance. We advocate a more rigorous and systematic model evaluation and calibration, and a broader use of ensemble projections to quantify uncertainties in future landscape dynamics

Comparison of Land Cover/Land Use and Habitat Classification Systems for Habitat Mapping from Space: Strengths and Weaknesses Evidenced in Mediterranean Sites of Natura 2000 Network

At a global level, protected sites have been established for the primary purpose of conserving biodiversity, with survey and monitoring of habitats undertaken largely within their boundaries. However, because of increasing human populations with greater access to resources, there is a need to now consider monitoring anthropic activities in the surrounding landscapes as pressures and disturbances are impacting on the functioning and biodiversity values of many protected sites. Earth Observation (EO) data acquired across a range of spatial and temporal scales offer new opportunities for monitoring biodiversity over varying time-scales, either through direct or indirect mapping of species or habitats. However, Land Cover (LC) and/or Land Use (LU), rather than habitat maps are generated in many national and international programs and, whilst the translation from one classification to the other is desirable, differences in definitions and criteria have so far limited the establishment of a unified approach. Focusing on both natural and non-natural environments associated with Natura 2000 sites in the Mediterranean, this paper considers the extent to which three common LC/LU taxonomies (CORINE, the Food and Agricultural Organisation (FAO) Land Cover Classification System (FAO-LCCS) and the IGBP) can be translated to habitat taxonomies with minimum use of additional environmental attributes and/or in situ data. A qualitative and quantitative analysis based on the Jaccard's index established the FAO-LCCS as being the most useful taxonomy for harmonizing LC/LU maps with different legends and dealing with the complexity of habitat description and as a framework for translating EO-derived LC/LU to habitat categories. As demonstration, a habitat map of a wetland site is obtained through translation of the LCCS taxonomy

Harmonized dataset of surface fuels under Alpine, temperate and Mediterranean conditions in Italy. A synthesis supporting fire management

Surface biomass characterization plays a key role in wildfire management. It allows classifying vegetation fuels flammability for fire risk analysis, to define silvicultural prescriptions for fire hazard reduction, to plan prescribed burning, or to model fire behavior and its effects, such as greenhouse gas and pollutant emissions. To facilitate fuel classification and analysis of potential fire behavior and effects in Italy, we harmonized 634 measurements of surface wildland fuels from Alpine, temperate and Mediterranean environments. The dataset provides quantitative data for duff, fine dead fuels and downed woody material, live grasses and shrubs fuel components. Surface fuel data were harmonized by subdividing loads (Mg ha(-1)) to standard size classes for dead (0-6, 6-25 and 25-75 mm) and live (0-6, 6-25 mm) fuels, collecting percent cover and depth/height (cm) of the various fuel components, and classifying observations into 19 fuelbed categories. To ensure comparability with existing vegetation classification systems, we classified each observation according to the European Fuel Map, the Corine Land Cover classes (level IV), the European Forest Types, and the forest categories of the Italian National Forest Inventory. The dataset and a photo description of each fuelbed category are available as Supplementary material. This dataset is the first step to develop several products at the national scale such as: (i) fuel type classification and mapping; (ii) carbon stock and wildfire emission estimates; (iii) calibration of fuel models for the simulation of fire behavior and effects

Foreste e ciclo del carbonio in Italia: come mitigare il cambiamento climatico

I boschi e le risorse forestali in genere hanno avuto nella storia del nostro pianeta e della civiltà umana un ruolo fondamentale. L’atmosfera come la conosciamo oggi, respirabile ed adatta alla vita degli animali, è stata raggiunta solo nel Carbonifero grazie alla grande diffusione delle piante terrestri che avvenne in quel periodo. Le piante produssero grandi quantità di ossigeno come sottoprodotto della funzione clorofilliana necessaria al loro sostentamento. Questa produzione di ossigeno, unitamente al seppellimento di grandi quantità di sostanza organica contenente carbonio prima presenti nell’aria come anidride carbonica, permise a partire da circa 350 milioni di anni fa, di arrivare al 21% di ossigeno libero che oggi caratterizza l’atmosfera. Le foreste sono state, inoltre, un centro importante per l’evoluzione delle civiltà umane fornendo materiali legnosi e non legnosi necessari al riscaldamento, alla costruzione di utensili, attrezzature ed abitazioni, al sostentamento, all’alimentazione e alla cura del corpo. Al tempo stesso i boschi sono stati luoghi dove si sono sviluppati miti, leggende e i primi riti religiosi che hanno caratterizzato le nostre civiltà nel corso dei secoli. Nella cultura corrente è acquisito che gli alberi e le risorse forestali possiedano un’ampia ed articolata multifunzionalità che comprende la fornitura di materiali e di servizi, ma che abbraccia anche la sfera del benessere. Nell’ambito di questa multifunzionalità un ruolo importante che si sta evidenziando nel corso degli ultimi due decenni è quello relativo alla possibilità di contrastare i processi di cambiamento climatico determinati dal rilascio di grandi quantità di gas serra, prevalentemente anidride carbonica, e di limitare i processi di riscaldamento dell’atmosfera (global change). Si tratta quindi di svolgere una funzione essenziale alla nostra stessa sopravvivenza. La crescente preoccupazione della comunità scientifica per i fenomeni legati al cambiamento climatico e al riscaldamento dell’atmosfera, potenziati dalle attività umane legate soprattutto all’uso dei combustibili fossili e alle trasformazioni di uso delle coperture del suolo, ha determinato la necessità di una presa di coscienza anche da parte dell’opinione pubblica generale rispetto alla possibilità di assumere comportamenti individuali congrui. Tale possibilità passa attraverso il potenziamento dei livelli di informazione attinenti ai fattori di regolazione degli scambi atmosferici in grado di influenzare gli elementi del clima globale, in particolare temperatura dell’aria e il regime delle precipitazioni. Scopo di questo volume è quello di contribuire a questa informazione per gli aspetti relativi agli ecosistemi forestali, componenti dei paesaggi e della biosfera cui la scienza riconosce un ruolo chiave nella regolazione del bilancio del carbonio, così nel mantenimento della biodiversità e della identità culturale dei popoli della terra. Per contribuire, in definitiva, a formare nell’opinione pubblica, la capacità critica per discriminare tra atteggiamenti di consumo etico e sostenibile come alternativa a quelli “predatori”. Tra gli ecosistemi forestali, i boschi in particolare, sono in grado di conservare anche per periodi di tempo relativamente lunghi il carbonio assimilato, soprattutto nelle strutture somatiche delle loro componenti caratterizzanti (gli alberi) e nel suolo forestale. Inoltre l’uso dei prodotti legnosi consente di mantenere “bloccate” considerevoli quantità di carbonio per tutto il ciclo di vita delle opere e dei manufatti. Gli ecosistemi forestali, quindi, nel ciclo geochimico ed in quello biogeochimico del carbonio, svolgono contemporaneamente le funzioni di pool di scambio e di pool di riserva. La specie umana è sempre stata in qualche modo dipendente dagli ecosistemi forestali, sia attraverso l’impiego dei beni materiali prodotti dal bosco, dai combustibili alle materie prime da opera e da manifattura, dai frutti alla frasca e alla lettiera, sia attraverso il riconoscimento al bosco di importanti funzioni legate alla protezione idrogeologica e alla dimensione estetico-ricreativa del vivere. In tempi relativamente recenti della storia dell’uomo la relazione con il bosco è divenuta molto complessa e per certi versi contraddittoria per effetto di fenomeni quali il forte incremento demografico verificatosi soprattutto a partire dalla rivoluzione industriale e culminato negli ultimi cinquanta anni del secolo appena trascorso e il progressivo aumento degli standard di consumo delle società occidentali, cui si stanno adeguando anche parti consistenti delle popolazioni di paesi cosiddetti in via di sviluppo, dovuto alle politiche economiche e di mercato globale. 1. Premessa –15– Da una parte, la spinta demografica ha determinato una forte pressione sulle foreste del pianeta per far fronte al crescente fabbisogno di terre da destinare a un’agricoltura e a una zootecnia sempre più intensive. Analogamente avviene per la risorsa acqua la cui disponibilità è regolata dalle foreste stesse (in particolare per l’acqua dolce). Dall’altra parte l’aumento della componente inurbata della società umana e del suo progressivo distacco e perdita di consuetudine con i processi produttivi primari hanno determinato l’incapacità di comprendere il legame tra competenza nell’uso delle risorse e disponibilità di beni e servizi. Questi asppetti hanno come conseguenza o il totale disinteresse verso le questioni della sostenibilità e della equità intergenerazionale, così come verso quelle relative alla conduzione di stili alimentari e di consumo critico, o, all’estremo opposto, la idealizzazione dell’ambiente non urbano e del bosco in particolare, e lo sviluppo di atteggiamenti relativi all’ambiente basati più su posizioni ideologiche, se non addirittura fideistiche che su una reale competenza ecologica. In media, comunque, si evidenzia una grande sottovalutazione del contributo individuale nei confronti della mitigazione del problema comune, ovvero l’inconsapevolezza delle responsabilita individuali nei confronti dell’impronta ecologica del proprio stile di vita. Un caso emblematico, di grande attualità, è quello relativo al crescente consumo dell’olio di palma, materia grassa poco costosa, componente di centinaia di prodotti (margarine, cioccolata, formaggi fusi, biscotti, patate fritte tra quelli alimentari, cosmetici e detergenti, ma anche biocombustibile per trazione) di note multinazionali, per la cui produzione vengono compiute o la trasformazione in piantagioni di palma delle torbiere del Sud Est asiatico o, come segnalato anche dall’UNEP, la deforestazione (mediante abbattimento e bruciatura) delle foreste del Borneo (Malesia, Indonesia, Brunei), della Tailandia, della Cambogia, delle Filippine. Ciò ha conseguenze drammatiche in termini di biodiversità, sulle economie delle comunità umane locali e sulle emissioni di CO2, in contraddizione con lo stesso protocollo di Kyoto. La maggiore contraddizione deriva probabilmente dall’impegno preso da molti governi, UE, ma anche Cinese e Indiano, di incrementare l’uso di biocarburanti, tra cui l’olio di palma, in tempi relativamente brevi (2012-2020). Ciò determinerà l’effetto paradossale che per abbattere le emissioni di gas serra derivanti dalla combustione degli idrocarburi si genereranno emissioni ancora più consistenti attraverso la distruzione di migliaia di ettari di torbiere, tra gli ecosistemi più importanti al mondo per lo stoccaggio del carbonio, e di foresta pluviale tropicale. E’ opportuno sottolineare come numerose voci critiche nei confronti di questo tipo di politica energetica siano presenti all’interno dello stesso parlamento della UE, così come è importante evidenziare che alcune amministrazioni regionali, tra le quali la Toscana, in attesa di un riposizionamento della politica energetica europea e nazionale, abbiano assunto decisioni che prevedono una moratoria nei confronti delle centrali termoelettriche alimentate dall’olio di palma. L’assunzione di responsabilità individuale da parte dei consumatori non è uno sforzo vano se si pensa che, attraverso la crescita dell’interesse e della domanda di beni e servizi rispondenti a precisi criteri di qualità, certificata secondo norme e standard nazionali e internazionali si sono innescati, da una parte il processo di definizione di strumenti di orientamento e di valutazione della gestione forestale verso modelli sostenibili (GFS), e dall’altra quello della messa a punto di sistemi di certificazione dei prodotti forestali, in grado di promuovere anche a livello di mercato la produzione sostenibile. Per illustrare i processi di global change e fornire una corretta informazione sul ruolo reale che le risorse forestali possono svolgere, la Fondazione Gas Natural ha finanziato uno studio al Dipartimento di Scienze delle Produzioni Vegetali dell’Università degli Studi di Bari che ha visto coinvolti esperti del mondo forestale provenienti da una decina di istituzioni di tutta Italia. Un ruolo importante è stato svolto anche dall’Accademia Italiana di Scienze Forestali che ha favorito la realizzazione di questo network di studio. Il testo cerca di chiarire le diverse questioni legate al riscaldamento dell’atmosfera, i flussi dei gas serra, le origini degli stessi e l’importanza che gli ecosistemi terrestri hanno nel limitare i fenomeni di degrado della biosfera. Sono inoltre evidenziate le azioni che, a livello internazionale, sono portate avanti in questo campo e gli impegni che i singoli stati hanno sottoscritto. Al tempo stesso sono illustrati gli interventi, che in ambito forestale si possono realizzare per potere conseguire gli obiettivi compresi in questi grandi accordi internazionali. A corredo del testo è riportata una sintesi di una ricerca effettuata dal Dipartimento di Scienze delle Produzioni vegetali dell’Università di Bari nella quale si evidenzia come alcune formazioni forestali tipiche del paesaggio mediterraneo siano in grado di produrre biomassa e di conservare al suo interno l’anidride carbonica. Questa ricerca ha anche lo scopo di sensibilizzare il lettore nella percezione del reale danno che si viene a determinare quando queste formazioni forestali vengono interessate dagli incendi. Pur avendo una finalità essenzialmente divulgativa, il testo non ha voluto rinunciare ad un lessico tecnico che è proprio del mondo della ricerca, ma che comunque fa sempre più parte della cultura corrente; per favorire una facile comprensione dei diversi termini e una loro condivisione nel linguaggio comune è stato allegato un glossario