FORESTE ALPINE E CAMBIAMENTO CLIMATICO: IL PROGETTO MANFRED IN VALLE D’AOSTA

La Direzione foreste e infrastrutture dell'Assessorato Agricoltura e Risorse naturali è uno dei partner del progetto “Management strategies to adapt Alpine Space forests to climate change risks - MANFRED” sviluppato, in un arco temporale di tre anni (da agosto 2009 a luglio 2012), all'interno del Programma Alpine Space cofinanziato dall'Unione Europea.

L'obiettivo generale di MANFRED (http:// www.manfredproject.eu/) è quello di indagare gli effetti dei cambiamenti climatici sulle foreste dell'arco alpino e in particolare di definire delle strategie di gestione delle conseguenze di tali cambiamenti a livello delle varie funzioni espletate dalle foreste (ecologica, economica, di ricreazione e di conservazione). Tale obiettivo non può prescindere dalla raccolta e dalla condivisione delle conoscenze scientifiche relative agli impatti dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi forestali. Per questo motivo, il progetto vede la cooperazione di 15 partner appartenenti a Francia, Italia, Svizzera, Germania, Austria e Slovenia e la collaborazione con gli Enti locali che operano sul territorio.

È riconosciuto che gli ambienti alpini sono particolarmente sensibili ai cambiamenti climatici (IPCC 2007). Studi recenti hanno mostrato che gli impatti futuri sulle foreste potranno influenzare la crescita e la produttività delle piante, il loro stato di salute favorendo un aumento dell'intensità e della diffusione dei parassiti e delle malattie, ed infine una variazione della composizione in specie dei popolamenti.
Il progetto si articola in otto diverse attività, che vanno dalla predisposizione di scenari climatici e produzione di mappe di rischio relative a incendi, siccità e parassiti allo sviluppo di linee guida per una mirata gestione forestale. Per conseguire alcuni degli obiettivi delineati, due importanti attività vengono svolte sul territorio regionale dalla Direzione foreste e infrastrutture in collaborazione con l'Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente della Valle d'Aosta (ARPA): l'una riguardante l'analisi della produttività di un ecosistema forestale e l'altra riguardante l'analisi e la mappatura del deperimento del Pino silvestre (Pinus sylvestris L.).

La produttività di un popolamento forestale può essere stimata sulla base dell'analisi del ciclo del carbonio dell'ecosistema. Il carbonio entra negli ecosistemi sotto forma di anidride carbonica (CO2) attraverso il processo della fotosintesi (produttività primaria lorda), mediante il quale le piante producono le sostanze necessarie alla loro vita. Una parte del carbonio, sottratto all'atmosfera dalla vegetazione, viene in seguito riemesso attraverso la respirazione di tutti gli organismi (vegetali, animali e microorganismi) presenti nell'ecosistema; la differenza tra la quantità di carbonio assorbita e quella riemessa in atmosfera determina lo scambio netto del carbonio di un ecosistema (NEE) e permette di valutare se quest'ultimo svolge complessivamente il ruolo di sequestro o di sorgente di CO2.

L'ARPA Valle d'Aosta si occupa, da alcuni anni, del monitoraggio del bilancio del carbonio di un popolamento sub-alpino di larice europeo (Larix decidua Mill.) e dell'influenza della variabilità interannuale delle condizioni climatiche sul suo andamento temporale. Tale tipologia forestale, oltre a essere molto diffusa sul territorio regionale, è poco indagata dal punto di vista dei flussi di anidride carbonica nel panorama scientifico. Il sito di monitoraggio (immagine 1) si trova in località Boi de la Fenêtre nel comune di Torgnon, a 2060 metri di quota, e su di esso vengono condotte attività previste nell'ambito di un altro progetto europeo (progetto Interreg Alcotra “Phénologie Alpine – Phéno- Alp”, www.phenoalp.eu). La misura degli scambi di CO2 viene realizzata tramite la tecnica micrometeorologica eddy covariance. Questa tecnica valuta i moti turbolenti delle masse d'aria presenti tra la vegetazione e l'atmosfera, diretti alternativamente verso l'alto e verso il basso, misurandone la velocità e la concentrazione di CO2. Il dato ottenuto rappresenta il movimento netto di CO₂ verso la vegetazione (sequestro) o verso l'atmosfera (emissione).

Il sistema strumentale consiste di un sensore per la misura della velocità e direzione del vento e di un sensore per la misura della CO2 posti ad una altezza di 20 metri (5 metri sopra le chiome), nonché di quattro ulteriori punti di campionamento della CO2 (profilo) posti a diverse altezze al di sotto delle chiome. Il metodo consente di misurare in maniera diretta unicamente lo scambio netto di CO2 (NEE), di conseguenza l'analisi completa del ciclo del carbonio richiede altre tecniche, sia di tipo modellistico che strumentale.

Immagine 1. Sito di monitoraggio del ciclo del carbonio nel popolamento di larice a Torgnon (località Boi de la Fenêtre, 2060 metri s.l.m.) in cui vengono misurati i flussi di CO2 con la tecnica eddy covariance e latre variabili biofisiche della vegetazione. Nell'immagine si può vedere la struttura alta 20 metri che serve da supporto per la strumentazione eddy covariance, la quale deve essere posta al di sopra delle chiome.



Immagine 2. Sistema strumentale per la misura dei profili verticali di concentrazione di CO2 e per la misura diretta della respirazione del suolo, installato nel sito di monitoraggio del larice. Le immagini a sinistra mostrano i box di controllo (in basso) e uno dei punti per il profilo (in alto) installato secondo lo schema al centro; l'immagine a destra mostra una camera di respirazione.



In particolare, mentre la fotosintesi riguarda esclusivamente le piante, la respirazione è un processo metabolico sia degli organismi vegetali che non, e di conseguenza la sua analisi è più complessa. Per tale motivo nel sito di monitoraggio del larice sono state utilizzate anche apposite camere di respirazione (immagine 2) in grado di misurare in maniera diretta la respirazione di diversi elementi dell'ecosistema, contribuendo ad una migliore valutazione del funzionamento della foresta.

La seconda attività riguarda il deperimento del pino silvestre. Questo fenomeno è osservato in Valle d'Aosta da alcuni anni e in particolare a partire dal 2005, principalmente sulla destra orografica della valle centrale a una quota compresa tra 650 e 1000 metri di quota (immagine 3). Studi precedenti, svolti a livello di tutto l'arco alpino, si sono focalizzati su diversi fattori per spiegare il processo di deperimento (cambiamento di uso del suolo, cambiamenti climatici, competizione tra specie...), ma non hanno permesso di evidenziarne una causa specifica.

In questo contesto, il progetto prevede l'utilizzo di tecniche di telerilevamento (ovvero l'insieme di metodi che permettono di ricavare informazioni sull’ambiente e su oggetti posti ad una certa distanza da un sensore) per caratterizzare le aree interessate dal deperimento. A differenza delle rilevazioni sul terreno, l'uso di tali tecniche permette di analizzare il fenomeno con una maggiore copertura spaziale e soprattutto di valutarne l'evoluzione nel tempo. Nell'ambito di MANFRED è stata quindi sviluppata una strategia (in collaborazione con l'Università degli Studi di Milano-Bicocca) per monitorare il fenomeno di deperimento a lungo termine tramite metodi di telerilevamento che permettono di identificare, valutare e mappare le aree interessate da deperimento, la loro l'estensione, nonché la loro evoluzione.

Le attività hanno riguardato, da una parte, la selezione in campo di alcune aree campione potenzialmente colpite da deperimento sulla base dei dati storici a disposizione e, dall'altra, l'utilizzo di diversi approcci basati su dati telerilevati. Tra le estati del 2010 e del 2011 sono state quindi selezionate sei aree localizzate sulla destra e sulla sinistra orografica del torrente Comboé, comprendendo così i comuni di Charvensod e Pollein. All'interno di queste aree sono state realizzate, oltre alle principali misure forestali, le valutazioni visive del grado di defogliazione e decolorazione delle chiome (secondo il protocollo CONECOFOR) di alcune piante campione (circa 40-70 per area), necessari per l'interpretazione corretta dei dati telerilevati. Per quel che riguarda questi ultimi, sono state analizzate principalmente immagini aeree (ortofoto) acquisite in diversi anni: 1999, 2006, 2009, 2011. Tali immagini sono state valutate con metodi automatizzati per derivare e mappare il grado di deperimento nelle aree di interesse.

Sulla base di tali indagini è stato possibile identificare le zone maggiormente interessate da deperimento (immagine 4). Una prima analisi del database 2011, avente una risoluzione a terra di 20 cm (quindi decisamente più dettagliato rispetto ai precedenti), ha messo in evidenza che il deperimento osservato tramite le ortofoto rispecchia bene quella che è la situazione rilevata in campo. Inoltre, il confronto tra le immagini acquisite nei diversi anni sembra indicare una riduzione del grado di deperimento nel 2011 rispetto agli anni precedenti.
Le attività descritte proseguiranno fino a luglio 2012 e forniranno un importante contributo per unire le conoscenze scientifiche alle pratiche di gestione forestale, un fattore indispensabile nella valutazione della corretta tutela degli spazi forestali in un'ottica di cambiamento climatico e prevenzione dei rischi.