Effetti di fenomeni climatici anomali sul flusso di linfa xilematico in un popolamento di faggio della Val di Cembra (Trentino)

Beech is one of the most ecologically and economically important tree species in Europe. In the past, it was neglected in favor of conifers, which are easier to work and transport. Climate change has sparked a debate about the future composition of forests in the Alpine region. In this context, beech could play an important role in reshaping the forests of the Eastern Alps, where it was previously neglected. Studying the species' ecology is therefore essential to understanding its ability to adapt to climate change and the increase in anomalous weather events. This thesis evaluated the xilematic sap flux response of a beech stand located in Cembra (TN) at an altitude of 1,250 m above sea level in relation to the climate anomalies identified between 2019 and 2024. Ground-based data were collected using Tree Talker (TT+) devices, which allow continuous monitoring of sap flux density. These devices were installed on 32 trees divided into three plots. The flux datas of individual trees were subjected to appropriate cleaning, which included the removal of duplicate or incorrect readings and the validation of sap flux measurements and the variables involved in the calculation. We then assessed how the flux trend varied temporally terms at seasonal and monthly scales from 2019 to 2024, as well as spatially at plot and individual tree scale. Finally, the response of individual trees and of the stand during the identified climate anomalies were analyzed by quantifying the variation in the daily mean and peak flux. The seasonal and monthly pattern of sap flux resulted to be driven by two fundamental variables: total solar radiation and VPD, the former triggering the flux while the latter modulating its intensity. Sap flux between plants and between plots was highly variable, and the factors that appear to explain the differences between plots are density and therefore the extent of competition, but also topography and therefore the position of the plot along the slope. Microtopography, radiation incident on the canopy, and competition for resources are the factors that modulate sap flux at the scale of individual plants and explain, in most cases, the differences between individuals. Plant response during climatic anomalies is essentially linked to the levels of VPD and soil water availability. Beech appears to be able to maintain constant sap flux during moderate droughts and heat waves, but significantly reduces it when climate anomalies become extreme, as in July 2022. Even in cases where flux was reduced during the anomaly, individuals were able to restore the pre-climate anomaly flux, demonstrating remarkable resilience. At the stand scale, the Cembra beech forest appears to be characterized by excellent resilience and good resistance to anomalies. It is safe to say that sites with characteristics similar to those of Cembra could remain suitable for beech growth in the future. In order to deepen our knowledge of this species' adaptability to climate change, it is essential to extend the sap flux analysis to other sites, incorporating measures related to soil characteristics and wood growth, while also evaluating the genetic variability of the stands. This will allow us to gain a complete picture of beech ecology in a context of climate change and understand the role this species could play in future forests across the Alpine region.

Il faggio è una delle specie più importanti da un punto di vista ecologico ed economico in Europa. In passato è stata sfavorita in favore delle conifere più facilmente lavorabili e trasportabili. Il cambiamento climatico ha aperto un dibattito su quale sarà la futura composizione delle foreste nell’arco alpino. In tale contesto il faggio potrà avere un ruolo importante nel ridisegnare i boschi delle Alpi Orientali, laddove in passato è stato sfavorito. Lo studio dell’ecologia della specie è quindi fondamentale per comprenderne la capacità di adattamento al cambiamento climatico e all’aumento dei fenomeni climatici anomali. Nella presente tesi è stata studiata la risposta del flusso di linfa xilematico, di un popolamento di faggio situato a Cembra (TN) ad una quota di 1250 m s.l.m., in relazione alle anomalie climatiche individuate fra il 2019 e il 2024. Sono stati utilizzati dati rilevati a terra con l’uso di dispostivi chiamati Tree Talker (TT+) che consentono il monitoraggio in continuo della densità di flusso di linfa e sono stati installati su 32 piante suddivise in tre plot. I flussi delle singole piante sono stati sottoposti ad un’adeguata pulizia che ha riguardato la rimozione di letture doppie o errate e la validazione delle misure di flusso di linfa e delle variabili coinvolte nel calcolo. Si è quindi valutato come l’andamento del flusso fosse cambiato in termini temporali a scala stagionale e mensile dal 2019 al 2024 ma anche in termini spaziali a scala di plot e di individuo. Infine, è stata analizzata la risposta delle singole piante e del popolamento durante le anomalie climatiche individuate quantificando la variazione del flusso medio e del picco giornaliero. L’andamento stagionale e mensile del flusso di linfa sembra è risultato guidato da due variabili fondamentali come la radiazione solare totale e il VPD dove, la prima innesca il flusso mentre, la seconda ne modula l’intensità. Il flusso di linfa fra le piante e fra i plot è risultato molto variabile e i fattori che sembrano spiegare le differenze fra i plot sono la densità e quindi l’entità della competizione, ma anche la topografia e quindi la posizione del plot lungo il versante. La microtopografia, la radiazione incidente sulla chioma e la competizione per le risorse sono invece gli aspetti che modulano il flusso di linfa a scala di singola pianta e che spiegano, nella maggior parte dei casi, le differenze fra gli individui. La risposta delle piante durante le anomalie climatiche è legata essenzialmente all’entità del VPD e alla disponibilità idrica del suolo. Il faggio sembra sia in grado di mantenere il flusso di linfa costante durante siccità e ondate di calore moderate mentre, lo riduce significativamente quando le anomalie climatiche diventano estreme, come nel luglio del 2022. Anche nei casi in cui si è verificata una riduzione del flusso durante l’anomalia, gli individui sono stati in grado di ripristinare il flusso pre-anomalia climatica testimoniando una notevole resilienza. A scala di popolamento la faggeta di Cembra sembra sia caratterizzata da ottime caratteristiche di resilienza e da buone caratteristiche di resistenza alle anomalie. È possibile affermare che siti con caratteristiche simili a quelle di Cembra potranno rimanere idonei alla crescita del faggio anche nel futuro. Al fine di approfondire le conoscenze circa l’adattabilità di questa specie al cambiamento climatico è doveroso estendere l’analisi dei flussi di linfa ad altri siti incorporando misure relative alle caratteristiche pedologiche e all’accrescimento legnoso valutando anche la variabilità genetica dei popolamenti. In questo modo sarà possibile avere un quadro completo dell’ecologia del faggio in un contesto di cambiamento climatico e comprendere il ruolo che questa specie potrà avere nelle foreste future dell’arco alpino.