Influenza dei cambiamenti d'uso del suolo e delle strategie di gestione del bosco sull'allocazione del carbonio nel suolo negli ecosistemi forestali

Abstract

L’allocazione del C verso le strutture ipogee delle piante è uno dei principali flussi di C negli ecosistemi terrestri, sebbene ancora non ben quantificato. RAICH e NADELHOFFER (1989), dopo il riesame della letteratura su numerosi ecosistemi forestali, hanno suggerito che l’allocazione ipogea totale di C può essere stimata dalla differenza fra tassi annuali di respirazione del suolo e caduta di lettiera epigea. DAVIDSON et al. (2002) hanno esteso le analisi dei dati pubblicati confermando le conclusioni di RAICH e NADELHOFFER per foreste mature, sebbene, come osservato da GOWER et al. (1996), l’uso di modelli per la stima del C totale allocato alle radici e per la costruzione di bilanci del C di un soprassuolo non era considerato un metodo valido per la misura dei flussi di C del suolo. Nel presente lavoro di revisione della letteratura abbiamo analizzato nuove misure di respirazione del suolo e di caduta di lettiera, includendo nell’analisi a scala globale sia foreste mature sia formazioni giovani. I risultati ottenuti concordano, in genere, con i lavori precedenti, affermando che la produzione epigea ed ipogea è controllata dagli stessi fattori. Attraverso un gradiente di C da lettiera oscillante fra 52 a 530 g m-2 anno-1, l’allocazione totale ipogea di C aumenta da circa 90 a 1800 g m-2 anno-1. Il rapporto fra allocazione totale ipogea di C e caduta di lettiera diminuisce approssimativamente da 12 a 2.5, con incrementi di C da lettiera da 50 a 200 g m-2 anno-1, ma varia poco quando il C da lettiera aumenta 200 a 500 g m-2 anno-1. Un’analisi di regressione applicata ai dati derivanti da foreste di tutto il mondo ha prodotto la seguente relazione: respirazione annuale del suolo = 140 + 3.09 × caduta annuale di lettiera. La pendenza della regressione indica che, in media, la respirazione del suolo è grossolanamente il triplo del C di lettiera epigea, implicando che l’allocazione ipogea totale di C rappresenta circa il doppio del C di lettiera epigea caduta annualmente. La regressione per i dati provenienti dalle formazioni giovani è più ripida, rispetto a quanto osservato per le foreste mature, indicando un’eventuale proporzionalmente maggiore allocazione ipogea totale di C, ma l’assunzione dello stato stazionario è più problematica per le foreste giovani. In effetti, queste deduzioni sono basate su ipotesi incerte sulla stabilità della scorta di C nel suolo. Tuttavia, le variazioni del C del suolo dovrebbero essere molto ampie per modificare la conclusione the l’allocazione ipogea totale di C è generalmente molto maggiore della caduta di lettiera. Queste relazioni permettono la realizzazione di semplici bilanci del C che possono essere usati per porre dei limiti sulla stima della produzione di radici fini in ecosistemi forestali. La determinazione dei tassi di respirazione radicale (radici vive) in ecosistemi forestali può ulteriormente restringere il raggio di possibili tassi di produzione delle radici, e controllare le ipotesi che l’allocazione totale di C alle radici aumenta con la produzione primaria netta del soprassuolo e che il rapporto fra allocazione totale di C alle radici e produzione primaria netta del soprassuolo diminuisce lungo gradienti globali di disponibilità di risorse. La relazione statistica universale, derivata usando bilanci forestali del C, dovrebbe essere valutata a scala minore, per identificare come variano i modelli d’allocazione del C nelle foreste in funzione dell’età del bosco, della composizione specifica, e delle pratiche di gestione.