Com è lo stato di salute dei nostri boschi? - 34 anni di monitoraggio permanente del bosco
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Com´è lo stato di salute dei nostri boschi? 34 anni di monitoraggio permanente del bosco Programma intercantonale di monitoraggio permanente dei boschi nei Cantoni di AG, BE, BL, BS, GR, SO, TG, ZG, ZH e degli uffici per l´ambiente della Svizzera Centrale con la partecipazione dell´UFAM. | Risultati dal 2013 al 2017 | Rapporto 5 Rapporto in tedesco, con introduzione italiana INSTITUT FÜR ANGEWANDTE PFLANZENBIOLOGIE SCHÖNENBUCH
Impressum
Impressum
Eine Information der kantonalen Forstämter Aargau, Bern, Basellandschaft, Basel-Stadt, Graubünden,
Solothurn, Thurgau, Zug und Zürich und der Umweltfachstellen der Zentralschweiz mit Unterstüt-
zung des Bundesamtes für Umwelt (BAFU).
Auftraggeber
Kanton AG: Marcel Murri, Alain Morier | Kanton BE: Adrian Meier, Walter Beer, Roger Schmidt | Kantone BS/BL: Ueli Meier | Kanton
GR: Dr. Ueli Bühler, Marco Vanoni, Reto Hefti | Kanton SO: Jürg Froelicher | Kanton TG: Gerold Schwager, Daniel Böhi | Kanton ZG:
Dr. Martin Winkler | Kanton ZH: Erich Good, Dr. Konrad Nötzli | Umweltfachstellen der Zentralscheiz: Dr. Gérald Richner, David
Widmer | BAFU Abteilung Wald: Dr. Sabine Augustin | BAFU Abteilung Luftreinhaltung und Chemikalien: Dr. Reto Meier
Auftragnehmer
Institut für Angewandte Pflanzenbiologie
Autoren
Sabine Braun, Sven Hopf, Lucienne de Witte, unter Mitwirkung von: Delphine Antoni, Dieter Bader, Sabine Bulliard, Wal-
ter und Heidi Flückiger, Moïse Groelly, Caroline Stritt, Roland Woëffray
Disclaimer
Diese Studie wurde im Auftrag der Kantone AG, BE, BL, BS, GR, SO, TG, ZG, ZH, der Zentralschweizer Kantone und des
BAFU verfasst. Für den Inhalt ist allein der Auftragnehmer verantwortlich.
Herausgeber Französischer Titel © IAP Schönenbuch | Januar 2018
Institut für Notre forêt, comment se porte-t-elle?
Angewandte Pflanzenbiologie (IAP) Italienischer Titel
Sandgrubenstrasse 25 Com è lo stato di salute dei nostri boschi?
|
CH-4124 Schönenbuch Englischer Titel
Telefon +41 61 485 50 70 How is our forest?
www.iap.ch Design | Herstellung
krause-graphics.com | Lörrach
2
Wie geht es unserem Wald?
34 Jahre Walddauerbeobachtung
Interkantonales Walddauerbeobachtungsprogramm im Auftrag der Kantone
AG, BE, BL, BS, GR, SO, TG, ZG, ZH und der Zentralschweizer Kantone mit
Beteiligung des BAFU | Bericht 2013-2017
Programme d’observation permanente intercantonal des forêts des cantons
d’AG, BE, BL, BS, GR, SO, TG, ZG, ZH , des offices de l´environnement de la Suisse
centrale et de l’OFEV
Résultats de 2013 à 2017 | Rapport 5
Programma intercantonale di monitoraggio permanente dei boschi nei Cantoni di
AG, BE, BL, BS, GR, SO, TG, ZG, ZH e degli uffici per l´ambiente della Svizzera Cen-
trale con la partecipazione dell´UFAM.
Risultati dal 2013 al 2017 | Rapporto 5
Intercantonal Permanent Forest Observation Program of the Cantons
AG, BE, BL, BS, GR, SO, TG, ZG, ZH , of the environmental offices of Central Switzer-
land and of the Federal Office for the Enviroment (FOEN)
Results from 2013 to 2017 | Report 5
Schönenbuch, Januar 2018
INSTITUT FÜR ANGEWANDTE PFLANZENBIOLOGIE SCHÖNENBUCH
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis | Contenuto (p 6-15 italiano)
Riscontri più importanti raccolti in 34 anni di monitoraggio 7 Stickstoffauswaschung und Bodenversauerung 58
permanente del bosco 6 7.1 Stickstoffauswaschung 60
Mutamenti climatici 8 7.1.1 Vergleich mit Grenzwerten 60
Carico di azoto 10 7.1.2 Entwicklung 61
Acidificazione dei suoli 12 7.1.3 Mittlere N-Auswaschung in Beziehung
Sostenibilità delle sostanze nutritive nella raccolta di alberi interi 13 zu Standortsfaktoren 61
Ozono 14 7.2 Bodenversauerung 63
1 Einleitung 16 7.2.1 Entwicklung in den Beobachtungsflächen
2 Bonitierung des Kronenzustands 17 mit Bodenlösungsmessungen 63
2.1 Kronenverlichtung 17 7.2.2 Entwicklung in den Stickstoffversuchsflächen 66
2.2 Baummortalität 19 7.3 Auswaschung von Phosphor + organischem Stickstoff 67
2.2.1 Mortalität von Buchen 19 7.4 Abschliessende Bemerkungen
2.2.2 Mortalität von Fichten 20 zu Bodenlösungsmessung 68
2.2.3 Mortalität von Eichen 22 7.5 Beziehung zwischen Vegetation und Basensättigung 69
2.2.4 Sturmschäden und Waldbrand 23 7.5.1 Beziehung zwischen Basensättigung + Zeigerarten 69
2.2.5 Wirkung von Trockenheit und Ernährung 7.5.2 Beziehung zwischen Basensättigung +
auf die Mortalität 24 Vegetationseinheit 70
2.3 Monitoring Eschentriebsterben 25 7.6 Regenwürmer und ihre Beziehung zur Bodenchemie
2.4 Phytopathologische Untersuchungen an Ahorn 27 und den Feuchteverhältnissen 71
3 Nährstoffversorgung 28 8 Mykorrhizierung von Buchen
3.1 Entwicklung 28 in einem Stickstoffgradienten 74
3.2 Nährstoffkonzentrationen und Stickstoffdeposition 30 8.1 Einleitung 74
3.3 Nährstoffkonzentrationen und Bodenlösung 32 8.2 Vorgehen 74
3.4 Nährstoffkonzentrationen und Ozonbelastung 32 8.3 Ergebnisse 76
3.5 Ernährungsversuche Alvaneu, Davos, Klosters 33 8.4 Diskussion 79
4 Triebwachstum und Fruchtbehang 34 9 Nährstoffbilanzen 81
4.1 Triebwachstum 34 9.1 Nährstoffkonzentrationen in Rinde und Holz 81
4.2 Fruchtbehang bei Buchen 35 9.2 Nährstoffentzug bei Ernte
4.3 Verfärbungen 37 verschiedener Baumfraktionen 83
4.3.1 Interkostalchlorosen 37 9.3 Phosphor-Eintrag und Phosphor-Austrag 83
4.3.2 Photobleaching 38 9.4 Berechnung der Durchwurzelungstiefe 84
5 Stammzuwachs 40 9.5 Berechnung von Nährstoffbilanzen 86
5.1 Entwicklung und Artenvergleich 40 9.6 Verallgemeinerung der Nährstoffbilanzrechnungen 88
5.2 Welche Faktoren erklären den Stammzuwachs? 41 9.6.1 Modellierung Oberhöhenbonität 88
5.2.1 Stammzuwachs der Buchen von 1984-2014 42 9.6.2 Modellierung der Nährstoffbilanzen 90
5.2.2 Stammzuwachs der Fichten von 1992 bis 2014 46 9.7 Empfehlungen für gefährdete Standorte 92
5.2.3 Diskussion des Stammzuwachses 1984-2014 49 9.7.1 Förderung des Jungwuchses 93
5.3 Dendrochronologische Untersuchungen 50 9.7.2 Ernteverfahren 93
6 Auswirkung erhöhter Stickstoffeinträge 52 9.7.3 Baumartenwahl und biologische
6.1 Stickstoffeinträge in der Schweiz 52 Aktivität des Bodens 93
6.2 Stickstoffeinträge in Walddauerbeobachtungsflächen 54 9.7.4 Humusbewirtschaftung 95
6.2.1 Freilandniederschlag und Kronentraufe 54 9.8 Nährstoffrecycling mit der Laubstreu 95
6.2.2 Eintrag von Ammoniakstickstoff 55 10 Trockenheit 96
6.2.3 Vergleich Kronentraufe – Einzelkomponenten 55 10.1 Wasserfluss im Stamm 98
6.3 Auswirkungen auf den Wald 56 10.2 Tiefe der Wasseraufnahme 99
6.3.1 Nadeljahrgänge bei Fichten 57
4
10.3 Trockenheitsindikatoren 100
10.3.1 Verwendete Trockenheitsindikatoren 101
10.3.2 Vergleich der Indikatoren 104
10.3.3 Gleichungen für die Bewertung des
Trockenstresses in Klimaszenarien 106
10.3.4 Projektion in die Zukunft 107
10.4 Kohlenstoff- und Sauerstoffisotope in Jahrringen 108
10.4.1 Probenumfang und Berechnungen 108
10.4.2 Ergebnisse der Isotopenanalysen 110
10.5 Sauerstoffisotope in Xylemwasser 112
11 Ozon 113
11.1 Entwicklung und Wirkung auf Pflanzen 113
11.2 Ozonschäden an den Gipfeltrieben 114
11.3 Länge der Vegetationsperiode zur Evaluation
der Ozonbelastung 115
12 Bodenverdichtung 116
12.1 Regenwürmer 116
12.2 Regeneration der Wasserleitfähigkeit 117
13 Literatur 118
14 Anhang 128
14.1 Statistische Auswertung und Tabellen 128
14.1.2 Polynomially distributed lag model zur
Berechnung der Tiefe der Nährstoffaufnahme 136
14.1.3 Polynomially distributed lag model für die
Beziehung mit Klimaparametern im Jahresverlauf 136
14.2 Glossar 138
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Punti essenziali
Riscontri più importanti raccolti in 34 anni di monitoraggio
permanente del bosco
Punti essenziali:
• L’assimilazione di fosforo per quanto riguarda faggi e abeti rossi è calata rispettivamente del 25% e del 15% e
oggi il livello riflette una carenza acuta.
• Dal 1987 la crescita dei tronchi dei faggi è diminuita del 31%, mentre tra gli abeti rossi non è possibile individuare
uno sviluppo chiaro.
• Apporti di azoto superiori a 25 kg per ettaro e anno inibiscono la crescita di faggi e abeti rossi.
• Elevati apporti di azoto rafforzano gli effetti della siccità sulla crescita dei tronchi dei faggi e sulla mortalità degli
abeti rossi.
• Interazioni tra azoto e siccità nonché inverni miti rappresentano un fattore importante per spiegare
la diminuzione
della crescita dei faggi.
• Elevati apporti di azoto riducono la micorrizazione delle radici dei faggi e la diversità delle specie. Il fattore che
influenza maggiormente la composizione delle specie delle micorrize è la saturazione basica.
• Dal 2000 la fruttificazione dei faggi è aumentata sensibilmente.
• Nel periodo oggetto di osservazione l’acidificazione dei suoli è progredita.
• Su suoli acidi il rischio di schianti da vento è nettamente superiore.
• Nonostante il deperimento del frassino si sia diffuso in Svizzera dal 2008, ci sono ancora frassini indenni.
• Diversamente da faggi e abeti rossi, il diradamento delle chiome delle querce non reagisce alla siccità.
• La raccolta di alberi interi non è sostenibile sotto il profilo dei bilanci delle sostanze nutritive, soprattutto non
con gli attuali apporti di azoto.
dell’ozono, successivamente si è sposta- trano il lungo periodo di siccità nell’e-
ta sugli effetti che gli elevati apporti di state del 2015, durante la quale in diver-
azoto hanno sui boschi. Gli sviluppi più se aree del Paese le chiome degli alberi
recenti nei boschi svizzeri indicano che i hanno assunto un colore marrone, come
cambiamenti climatici sono divenuti un ad esempio nei boschi di querce pube-
fattore importante per la salute del bo- scenti nel Vallese e a La Sarraz VD (foto
sco. Pertanto gli sviluppi che abbiamo 1). Insieme a gelate tardive, inverni miti,
osservato sono l’esito di variegati fattori fruttificazione e ozono, la siccità ha un
di carico antropici che continuano a es- ruolo importante per quanto concerne
sere analizzati con la massima attenzio- il diradamento delle chiome di faggi e
ne. Tra questi rientrano un carico
elevato di azoto, l’acidificazione Ill. 1: quota di faggi, abeti rossi e querce con diradamento
del suolo e gli elevati livelli di delle chiome >25%.
ozono nei mesi estivi. Gli esiti e la
Percentuale di alberi con >25%
40
Foto 1: danni dovuti alla siccità nella zona di La Sar- nostra sintesi di 34 anni di moni- faggi
raz (VD), scattata il 29.07.2015. toraggio permanente del bosco 30 abeti rossi
Il monitoraggio permanente del bosco vengono presentati nei paragrafi
diradamento
costituisce uno strumento prezioso per seguenti. 20
individuare e documentare cambiamen-
ti a insorgenza lenta nei boschi. Mentre Durante le osservazioni effettuate 10
negli anni 1980, ossia all’inizio del pro- nei boschi svizzeri nel corso degli
gramma di monitoraggio permanente ultimi quattro anni, l’attenzione
querce
0
del bosco, l’attenzione era concentrata è stata posta sui cambiamenti 80 85 90 95 00 05 10 15 20
sulle conseguenze delle piogge acide e climatici in corso. Tra questi rien- anno
6
abeti rossi, mentre tra le querce non è che verdi e le foglie erano particolar-
riscontrabile alcun effetto legato alla mente piccole (foto 2). Solo in occasio-
siccità. Ciò risulta con chiarezza anche ne della prossima raccolta di cacciate
nel processo legato al diradamento delle apicali nel 2019 sarà possibile valutare
chiome che per faggi e abeti rossi av- se si tratta di un nuovo record. Questa
viene piuttosto contemporaneamente, evoluzione influisce negativamente sulla
crescita degli alberi, dato che la frutti-
ficazione elevata consuma molte risorse
importanti per l’albero.
Morie di abeti rossi spesso sono dovute
a infestazioni da bostrico. Quest’ultimo
assale prevalentemente alberi indeboli-
ti, ad es. durante periodi prolungati di
siccità. Durante le calde estati del 2015
e del 2016 ha potuto contare su condi- Foto 4: frassino danneggiato
ambientale indebolisce ulteriormente
gli abeti rossi. Per i faggi viene registrata
una mortalità superiore in caso di siccità
o carenza di fosforo (cap. 2.2.1.).
Il deperimento delle gemme dei
Foto 2: faggio con fruttificazione straordinariamente
forte.
frassini è una malattia importata
dall’Asia riscontrata per la prima volta
mentre tra le querce è in controtenden- negli anni ‘90 in Polonia e diffusasi ra-
za rispetto alle altre due specie (ill. 1). pidamente in tutta Europa (1). Nel 2008
Anche il forte ingiallimento riscontrato i sintomi di avvizzimento sono stati rile-
nel corso dell’ultima raccolta di cacciate vati per la prima volta anche nella Sviz-
apicali nell’agosto del 2015 probabil- zera nordoccidentale (2, foto 4) e da lì
mente è legata al caldo e alla siccità. questa fitopatologia si è diffusa in tutto il
Paese nel corso di 7 anni. Nel 2013 l’IAP
Da alcuni anni tra i faggi è più elevata la ha avviato un progetto di monitoraggio
Foto 3: infestazione da bostrico nello Scheidwald
frequenza di anni di pasciona e viene (BE). al fine di scoprire qualcosa in più sul de-
creata una quantità più elevata di frutti corso della patologia e di trovare albe-
(cap. 4.2). La letteratura in materia fo- zioni ottime e nel 2017 l’infestazione ha ri resistenti. Dei 204 frassini sani scelti,
restale parla di un anno di pasciona se raggiunto il secondo livello più elevato nel 2017 ancora il 22% è stato valutato
vengono contati più di 150 frutti per mai registrato dall’inizio dell’attività di come esente da sintomi a livello visivo
m² di superficie. L’anno di pasciona più monitoraggio. Tuttavia dalle analisi dei (cap. 2.3).
estremo osservato finora è stato il 2011 dati risulta anche che gli effetti della sic-
con circa 430 frutti per m². Nel 2014 cità vengono rafforzati sensibilmente da Escludendo gli anni estremi del 1990
sono stati contati all’incirca 360 frutti elevati carichi di azoto o da carenze di e del 1999, dagli anni ‘90 i danni da
per m². Anche il 2016 è stato un anno sostanze nutritive (potassio, magnesio) tempesta nella media sono aumenta-
di pasciona forte. Durante la valutazione (cap. 2.2.2.). Ciò significa che la com- ti (cap. 2.2.4). Da precedenti analisi di
i faggi spesso erano marroni piuttosto binazione tra stress da clima e carico dati è inoltre emerso che su suoli molto
w w w . i a p . c h 7
Punti essenziali
acidi un numero sempre più elevato di Mutamenti climatici
Ill. 2: sviluppo della crescita della superficie per
alberi viene abbattuto insieme alla cep- ciascun albero per faggi e abeti rossi L’impatto degli esseri umani sul clima è
paia sradicata. Elevati apporti di azoto e 40 stato ben documentato dal Gruppo in-
la forte acidificazione dei suoli indeboli- Aumento della superficie faggi tergovernativo sui cambiamenti clima-
sce l’apparato radicale e pertanto gli al- per albero (cm2 a-1) 35
abeti rossi tici («Intergovernmental Panel on Cli-
beri vengono sradicati più rapidamente mate Change», 3). Dal 1864 in Svizzera
da tempeste, come avvenuto ad esem- 30 le temperature sono aumentate già di
pio nel 2017 a Giswil OW (foto 5). 1,8°C (4). Per quanto riguarda la quan-
25
tità delle precipitazioni non è individua-
Tra i faggi la crescita dei tronchi è bile una tendenza, però temperature
20
sensibilmente diminuita dal 1987 (ill. 2, elevate comportano un aumento dell’e-
cap. 5.1.). Tra gli abeti rossi una diminu- vaporazione e con ciò dello stress da
1990 1995 2000 2005 2010 2015
zione è stata osservata fino al 2006; da anno siccità. Negli ultimi due decenni si sono
allora la crescita è di nuovo in aumento. verificate molto più di frequente annate
Nella media di tutte le superfici su cui dell’approvvigionamento di sostanze con periodi prolungati di siccità e di cal-
nutritive (cap. 3), della crescita del tron- do estremo. Le nostre superfici boschive
Foto 5: danni da tempesta a Giswil (OW).
co (cap. 5.1) e dell’acidificazione del soggette a un monitoraggio permanen-
suolo (cap. 7.2) possono essere rilevati te si estendono su un ampio gradiente
solo grazie a misurazioni standardizzate di temperatura e siccità e pertanto si
e ripetute. Il monitoraggio pluriennale prestano molto bene per l’analisi degli
permanente del bosco su un ampio col- effetti climatici sui boschi naturali.
lettivo di alberi (ill. 3) rappresenta per-
tanto uno strumento eccellente per in- Secondo le nostre analisi, temperature
dividuare sviluppi importanti nel bosco più elevate da sole hanno effetti minori
sotto il profilo forestale e cambiamenti sugli alberi forestali, fatta eccezione per
nell’ecosistema boschivo sotto il profilo il fatto che inverni miti (temperature
del tempo e degli spazi. medie più elevate tra dicembre e marzo)
Ill. 3: superfici di osservazione dell´IAP.
faggi
abeti rossi
fagi + abeti rossi
querce e faggi convivono, le querce fan- querce
no registrare una crescita leggermente
inferiore rispetto ai faggi.
Mentre l’aumento dei danni dovuti a
tempeste (cap. 2.2.4), della fruttificazio-
ne per il faggio (cap. 4.2) o delle deco-
lorazioni delle chiome (cap. 4.3) quale
conseguenza di periodi estremamente
lunghi di siccità o di caldo riguardano
fenomeni ben visibili, cambiamenti del-
IAP 2017
lo stato di salute degli alberi (cap. 2.1),
8
inibiscono la crescita dei tronchi degli ta dei tronchi a risultare rilevanti per la 10.4) si può concludere che questo pro-
abeti rossi ed elevati apporti di azoto prassi forestale. I processi che vi stanno cesso è più efficiente tra i faggi che tra
rafforzano questo effetto. Inverni miti alla base sono meno conosciuti (6). Dal- gli abeti rossi. Un’ulteriore possibilità
hanno effetti inibitori sulla crescita dei le analisi ricavate dal monitoraggio per- per evitare lo stress da siccità è l’assor-
faggi solo se il carico di azoto è eleva- manente del bosco è emerso che l’effet- bimento di acqua da strati del suolo più
to o gli alberi soffrono di una carenza to della siccità sulla crescita dei tronchi profondi. Anche questo processo può
di magnesio (cap. 5.2). Una temperatu- trova la sua spiegazione migliore nel essere studiato analizzando gli isotopi di
bilancio idrico dell’ubicazione. Si tratta ossigeno e carbonio nell’acqua piovana,
Ill. 4: andamento della fruttificazione per di una differenza sommata su un perio- nel suolo, nei rami e nelle foglie (cap.
il faggio. Linea tratteggiata: limite pasciona do vegetativo tra la somma delle preci- 10.5). Dai risultati ottenuti in collabora-
(150 frutti/m²). Colonna=intervallo fiduciale
al 95% pitazioni e della capacità del terreno di zione con il Paul-Scherrer-Institut (PSI)
immagazzinare acqua nonché dell’eva- risulta che gli abeti rossi assorbono l’ac-
1.5
porazione potenziale (= evapotraspira- qua da una profondità minore rispetto
Numero di frutti per getto corto
zione). Per i faggi la sensibilità alla siccità ai faggi e alle querce. L’importanza degli
per quanto riguarda la crescita dei tron- strati del suolo inferiori è risultata con
1.0
chi con elevati apporti di azoto e un ap- chiarezza anche in occasione di misu-
porto di potassio non equilibrato è net- razioni di flussi idrologici nelle querce
tamente più elevata. Queste interazioni a Möhlin AG. Durante il periodo di sic-
0.5
climatiche dell’apporto di azoto con la cità nell’estate 2015 la tensione idrica
siccità e la temperatura invernale proba- nel tronco è aumentata sensibilmente.
0.0
bilmente sono importanti per spiegare il Ciononostante, e sebbene le sonde per
1980 1990 2000 2010 2020 calo della crescita osservato tra i faggi. acqua nel suolo non rilevassero più ac-
anno
qua disponibile per le piante fino a una
Lo stress acuto da siccità comporta una profondità di 60 cm, aveva ancora luo-
ra più alta (5) e un’elevata capacità di depressione nei vasi che trasportano go un flusso d’acqua di entità ridotta. Se
assorbire umidità da parte dell’aria (de- l’acqua. Con questa elevata tensione mancano strati del suolo inferiori, anche
ficit di pressione di vapore saturo) han- idrica si creano bolle d’aria nel sistema querce pubescenti sviluppano danni da
no un ruolo decisivo anche per quanto vascolare e il sistema di trasporto dell’ac- siccità, come nell’esempio di La Sarraz
riguarda la fruttificazione dei faggi (cap. qua delle piante ne viene pregiudicato VD (foto 1).
4.2). Come già rilevato in precedenza, (embolia o cavitazione). Per quanto
nel corso del periodo di monitoraggio riguarda la tolleranza alla siccità di Ill. 5: interazione tra siccità e deposito di azoto
la fruttificazione è aumentata sensibil- diverse specie di albero è decisivo sulla mortalità degli abeti rossi. Previsioni in base a
un modello di regressione multivariato con media di
mente, sia nella frequenza degli anni di se questo processo è rilevante già tutti gli altri parametri.
pasciona, sia nell’entità. Questo svilup- quando delle tensioni idriche si ve-
35
po è quindi probabilmente una conse- rificano in via naturale nella media
Mortalità abeti rossi (%/anno)
30
guenza dei mutamenti climatici. Dato pluriennale oppure se vi è un «mar-
25
che un’elevata fruttificazione presenta gine di sicurezza» dai valori estremi
depositione azoto
una correlazione fortemente negativa (7, 8). Un albero muore se una de- 20
40 kg ha-1 a-1
con la crescita del tronco e positiva con terminata quota dei vasi ha perso la 15
il diradamento delle chiome, il faggio sua funzionalità (9). Chiudendo le 10 depositione
azoto
non può beneficiare di temperature più stome, gli alberi di bosco possono 5 20 kg ha-1 a-1
elevate, bensì subisce addirittura una ri- contrastare lo stress da siccità fino a 0
duzione della vitalità. un certo punto. Dalle nostre analisi 0.6 0.7 0.8 0.9
Indicatore di siccità (Eta/ETp)
degli isotopi del carbonio e dell’os-
Sono gli effetti della siccità sulla cresci- sigeno in sezioni trasversali (cap. crescente siccità
w w w . i a p . c h 9
Punti essenziali
Nel caso di alberi da bosco adulti alle Deposizione di azoto bosco
nostre latitudini, l’insufficienza idrauli- = 10 kg N/ha/a
ca diretta dovuta ai vasi probabilmente 10 - 15
non è però così importante per la mor- 15 - 20
talità come l’infestazione con parassiti 20 - 30
di debolezza come bostrichi, chiodini 30 - 40
o la necrosi della corteccia del faggio. > 40
Prima di deperire i faggi e le querce evi-
denziano una minore vitalità per diversi
anni, il che fa presumere un’infestazio-
ne da parassiti. Per quanto riguarda la
mortalità, la siccità è rilevante su diversi
anni, anche per gli abeti rossi (cap. 2.2).
Il migliore indicatore di siccità per la
mortalità delle nostre specie di alberi è il
rapporto tra evapotraspirazione attuale 0 50 Fonte: Ufficio federale dell ambiente
km
e potenziale (cap. 10.3). Tale rappor- Rappresentazione cartografica: Meteotest 18.9.2015
Modello bosco: IFN/WSL 1990-92
to può essere calcolato con l’ausilio di
modelli idrologici e mostra il grado di Ill. 6: cartina degli apporti di azoto nel bosco per l´anno 2010 (UFAM/Meteotest).
limitazione dell’evaporazione in caso di mente efficace per questi composti. In che raggiungono il suolo attraverso la
siccità. Gli effetti della siccità sul tasso Svizzera gli apporti possono raggiun- chioma) ciò tuttavia non è misurabile
di mortalità degli abeti rossi (cap. 2.2) gere oltre 50 chilogrammi di azoto per ovunque. I carichi di azoto nelle depo-
inoltre vengono rafforzati dagli apporti ettaro e anno (kg N ha-1 a-1). Gli eco- sizioni sotto chioma degli abeti rossi a
di azoto e dagli squilibri nelle sostanze sistemi boschivi sono sensibili agli ap- Muri AG sono rimasti stabili, mentre a
nutritive (ill. 5). porti di azoto. Già negli anni 1980 si Brislach BL fino ad oggi sono aumentati.
è compreso che apporti elevati di azo- A Sagno TI, tra il 2003 e il 2006 i cari-
Quale conseguenza dei mutamenti cli- to possono comportare problemi negli chi di azoto sono diminuiti, mentre tra
matici il getto fogliare dei faggi avviene ecosistemi boschivi (10, 11). Nella Con- il 2006 e il 2015 hanno fatto registrare
in anticipo (cap. 11.2). Anche la deco- venzione sull’inquinamento atmosferico un lieve aumento. Nonostante il calo, il
lorazione delle foglie inizia leggermente transfrontaliero a lunga distanza UNECE carico di azoto permane su livelli netta-
prima, il che probabilmente è ricondu- (Convenzione LRTAP) sono stati elabo- mente troppo elevati.
cibile agli effetti della siccità. In termini rati i valori soglia per apporti di azoto
complessivi, tra il 1980 e il 2015 il perio- (critical load) in ecosistemi diversi (12).
Foto 6: lo spargimento di liquame con una cis-
do vegetativo si è allungato all’incirca di Per boschi di latifoglie in zone tempera- terna a pressione aumenta il carico di azoto.
10 giorni. te questi ammontano a 10-20 kg N ha-1
a-1, per boschi di conifere a 5-15 kg N
Carico di azoto ha-1 a-1. Questi «critical load» vengono
L’industria, il traffico e l’agricoltura superati in oltre il 95% dei boschi sviz-
emettono elevate quantità di composti zeri (13).
azotati reattivi che con la pioggia (de-
posizione umida), quale aerosol o gas In seguito alle misure di protezione con-
(deposizione secca) attraverso l’aria fi- tro l’inquinamento atmosferico, negli
niscono nuovamente nel suolo. Per via ultimi anni l’apporto di azoto è legger-
dell’elevata scabrosità del terreno, i bo- mente diminuito. Nelle deposizioni sot-
schi rappresentano un pozzo particolar- to chioma (si tratta delle precipitazioni
10L’azoto è una sostanza nutriente essenzia- (ill. 7, cap. 5.1). In caso di apporti più ele- di azoto nel fogliame da un lato e di
le per le piante che spesso promuove la vati, il calo della crescita è stato lieve per fosforo o potassio dall’altro aumentano
crescita. Dagli anni 1980 è stata rilevata gli abeti rossi e massiccio per i faggi (cap. con il crescente apporto di azoto. In
una più intensa crescita del patrimonio 5.2). Per quanto concerne questo calo particolare i rapporti misurati tra azoto
boschivo (14) che è stata attribuita all’a- della crescita sono decisive variazioni del- e fosforo tra i faggi e gli abeti rossi sono
zoto. Un incremento della crescita tutta- le concentrazioni delle sostanze nutritive nettamente più elevati rispetto ai valori
via è possibile solo se sono disponibili in negli alberi e interazioni tra l’apporto di soglia per un nutrimento armonico. In
misura sufficiente anche le altre sostanze azoto e fattori climatici (siccità, tempera- presenza di un elevato carico di azoto,
ture invernali). Elevati apporti di azoto e i faggi inoltre hanno maggiori difficoltà
Ill. 7: correlazione tra crescita del tronco di
faggi e abeti rossi e il deposito di azoto. Per relativi squilibri delle sostanze nutritive in- a sfruttare le riserve di potassio e fosfo-
questo grafico sono stati ripresi valori medi tensificano l’effetto inibitorio della siccità. ro presenti nel suolo, il che indica un
per tutte le altre variabili eccetto il deposito
di azoto (15).
Ne consegue che inverni miti inibiscono disturbo nell’assorbimento di sostanze
35
la crescita del tronco dei faggi (cap. 5.2). nutritive. Il nutrimento delle querce è
Aumento della superficie (cm2 a-1)
abeti rossi
Probabilmente queste interazioni sono complessivamente migliore.
30 4443 alberi in 66 popolamenti
in gran parte responsabili del calo della
25 crescita dei faggi osservato da noi negli Lo squilibrio di sostanze nutritive tra
ultimi 34 anni. gli alberi probabilmente è responsabile
20
faggi
5571 alberi in 75 popolamenti Ill. 8: sviluppo delle concentrazioni di fosforo nel fogliame di faggi, abeti rossi e querce (sinistra) e
15 il rapporto tra concentrazioni di fosforo e l’apporto di azoto modellato (destra). Linee tratteggiate:
valore soglia per nutrimento sufficiente secondo Göttlein (16).
10
10 15 20 25 30 35 40 45 1.4 1.4
P nel fogliame (mg g-1 SS)
Deposizione N (kg N ha-1 a-1) querce n.s.
1.3
fosforo (mg g-1 SS)
1.2
1.2
nutritive vitali per gli alberi, come fosforo, querce pPunti essenziali
microorganismi viene dilavato dal suolo carico di azoto (cap. 10.4, 18). Il grado Acidificazione dei suoli
sotto forma di nitrato. Ciò è considera- di micorizzazione delle radici fini, ossia In seguito alle misure di protezione
to un indizio di un carico eccessivo di la quota degli apici radicali occupati da contro l’inquinamento atmosferico,
azoto. A tale scopo l’UNECE ha definito funghi, è in calo (ill. 11). È interessante l’apporto di composti solforosi, ossia le
dei valori soglia (17) per cui in Svizzera che anche specie importanti per l’assor-
Ill. 11: numero di specie di micorizze su
viene operata una distinzione a secon- bimento del fosforo divengano più rare in radici di faggio in un gradiente della depo-
da dell’altitudine. Oggi tali valori soglia presenza di elevati apporti di azoto. sizione di azoto.
vengono superati all’incirca nella metà
Numero di specie di micorrize
R2=0.55
delle nostre superfici per cui sono dispo- pun rallentamento dell’acidificazione dei es. variazioni nella composizione della
suoli, probabilmente riconducibile a un vegetazione o delle ectomicorrize, ra-
calo dell’apporto di azoto. dicazione meno intensa o squilibri delle
sostanze nutritive, come ad es. carenze
Le possibili conseguenze per il bosco di di magnesio nel caso di faggi. Inoltre au-
un’acidificazione progressiva del suolo menta nettamente il rischio di schianti
sono in gran parte invisibili, come ad da vento (19).
Ill. 12: rappresentazione schematica dell’acidificazione dei suoli e liscivazione delle sostanze nutritive.
NH4 NOx SO4 Apporto: NH3 NH4+ NOx NO3-
trasformazione in atmosfera: Foto 10: lavorazione di chiome di faggi in fram-
menti (Möhlin AG).
NH3 + H2O NH4+ + OH-
H H
H H Trasformazione nel terreno (nitrificazione): un terzo. A prescindere dal fatto che il
NH4+ + 2 O2 2 H+ + NO3- + H2O valore energetico delle chiome è inferio-
K Ca Mn H re, la sottrazione di sostanze nutritive è
Ca
-- - - - varie volte superiore rispetto all’utilizza-
-
Mg
-
Al
-
Mn
-
Al
K
zione del tronco. Tale effetto è partico-
Particelle -
Al
Particelle
-
Ca
Acidificazione H larmente marcato per quanto concerne
- di argilla di argilla
Al
Mg Al
Mn - - - il fosforo. Nei suoli boschivi il riapprovvi-
- Mg Al
- - -
- - -
Na
Al
H gionamento in nutrienti avviene tramite
Ca
Na
Ca Al
Mn la degradazione meteorica di minerali o
Ca
l’apporto con la deposizione (polvere da
Saturazione basica 100% Saturazione basica 10%
Na
campi o eruzioni di vulcani, polvere del
Ca Mn NO3
H 2O Sahara ecc.). Queste fonti non sono in
Mg
K Al SO4 grado di coprire praticamente da nessu-
na parte la sottrazione di fosforo dovuta
Liscivazione
alla raccolta di alberi interi, mentre per
potassio e calcio ciò avviene nella metà
dei casi. Se viene tenuta in considerazio-
Ill. 13: evoluzione dell’indicatore di acidifica- ne anche la liscivazione delle sostanze
zione rapporto BC/Al nella soluzione del suolo Lo stato attuale della saturazione basica
di superfici boschive in cui il suolo ha già su- del suolo può essere calcolato con l’ausi- Ill. 14: ciclo dei nutrienti nel bosco con ap-
bito diversi gradi di acidificazione. dati relativi porto e scarico
allo strato attivo (0-30 cm). saturazione ba- lio di cartine relative alle unità vegetati-
sica 15- ve e alla geologia (cap. 7.5). In tal modo
40%: acidificazione elevata, >40%: alcalino.
è possibile procedere a una valutazione
1000
dei rischi per aree boschive. Per i Can-
>40%
toni AG, BL, BS, FR, SO, TG e ZH sono
Rapporto BC/Al
100 state predisposte cartine di saturazione
basica in scala 1:5’000.
Saturazione basica
>15-40%
10
Sostenibilità delle sostanze nutriti-Punti essenziali
nutritive ai livelli odierni stimolata dagli Riduzione della crescita UFAM;, IAP, Meteotest, 5.7.2013
apporti di azoto, anche i bilanci di cal- 3-5%
6 - 10
cio e magnesio divengono negativi nella
11 - 15
maggior parte dei casi. In primo luogo
16 - 20
ciò significa che l’odierno apporto di 21 - 25
azoto rende impossibile un’economia > 25
forestale sostenibile nella maggior parte
dei luoghi e che la raccolta di alberi in-
teri non è sostenibile in nessun luogo se
non viene effettuata una reintroduzione
di sostanze nutritive (cap. 9).
Ozono
L’ozono è un potente ossidante. I suoi
effetti sulle piante sono molto ben stu-
Foto 11: decolorimento di color bronzo delle foglie
dei faggi in seguito all’effetto dell’ozono (Muttenz BL) 0
· 50
km Forest Grid LFI/WSL 1990-92
Ill. 15: riduzione stimata della crescita dovuta all›ozono per alberi forestali (23).
Ill. 16: correlazione tra carico di ozono (valore medio 1991-2015) e la concentrazione di azoto (sinistra)
e la concentrazione di fosforo (destra) nel fogliame del faggio.
1.2 25
N nel fogliame (mg g-1 SS)
P nel fogliame (mg g-1 SS)
faggi pstome (carico di ozono). Dal 2000 il cari- letteratura 15. Braun, S., Schindler, C. und Rihm, B.
co di ozono per abeti rossi è diminuito in 1. Kowalski, T. und Holdenrieder, O. (2017). Science of the Total
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Il diradamento delle chiome è più eleva- 3. IPCC (2013). Climate Change 2013. The 17. CLRTAP (2016). Mapping Critical Loads
to in presenza di un carico di ozono ele- Physical Science Basis. Contribution of for Ecosytems. Chapter V of Manual on
vato (cap. 2.1). L’ozono produce effetti the Working Group I to the Fifth methodologies and criteria for
anche sul nutrimento dell’albero dato Assessment Report of the modelling and mapping critical loads
che riduce le concentrazioni di azoto e Intergovernmental Panel on Climate and levels and air pollution effects, risks
di fosforo nel fogliame del faggio e negli Change. Cambridge University Press, and trends. Update 13/01/2017. UNECE
aghi degli abeti rossi (cap. 3.4). In gene- Cambridge, United Kingdom and New Convention on Long-range
rale l’ozono inibisce il trasporto di car- York, NY, USA, 1535 pp. Transboundary Air Pollution,
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14. Spiecker, H. et al. (1996). Growth
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w w w . i a p . c h 15Puoi anche leggere
