Parametrizzazione della suscettività allo schianto da vento del larice (Larix decidua Miller) nel contesto Alpino tramite test di trazione e modelli semi-meccanicistici

Forest wind susceptibility models are becoming more and more important for forest planning and management. Their aim is to determine the risk of wind damage, that is often defined through the calculation of the critical wind speed that induce tree failure. The tree damage can occur either through stem breakage or through uprooting (or overturning) caused by the failure of the root system. Among different models, ForestGALES estimates the critical wind speed for uprooting by considering, among other factors, soil type and rooting depth. This study wants to advance the work of Costa et al. (2023) in the analysis of windthrow vulnerability across the Alpine Arc, focusing specifically on European larch (Larix decidua Mill.). Data collected from destructive pulling tests conducted on 22 trees allowed the determination of tree weight and the maximum moment applied to achieve uprooting. Based on these data, a regression coefficient (Creg) adapted to the study context was determined, which defines the tree’s threshold of resistance to overturning and therefore its degree of anchorage to the ground. To obtain a more accurate estimate of overturning resistance, the Creg was adjusted to the specific context under investigation, resulting in a value 24% lower than the default coefficient. The model was then applied using both the default and the adapted coefficient, and the key outputs, namely the overturning moment and the critical wind speed leading to uprooting, were compared. The moment calculated with the adapted Creg was 24% lower, while the critical wind speed was on average 10% lower than the values obtained using the default coefficient. The analysis confirms the validation of the adapted parameterization for Alpine conditions, while it also highlights the need of further investigations to understand the substantial variability observed among the study areas. This research represents a contribution to the parameterization of a model that is continually evolving and improving its reliability. The main challenges for the future are the high variability of species-specific parameters and the diversity of environments to which the model may be applied, as well as from the complexity and cost of data collection. Research on forest models related to windthrow, and on ForestGALES in particular, is considered essential in order to provide increasingly useful and accessible tools to support forest management aimed at mitigating wind damage.

I modelli di calcolo della vulnerabilità allo schianto da vento stanno assumendo un’importanza sempre maggiore a livello di pianificazione e gestione forestale. Essi mirano a definire il rischio di danno da vento, determinato in molti casi a seguito del calcolo della velocità critica del vento che provoca lo schianto. Tale danno può avvenire per rottura del fusto (stroncamento) o per cedimento dell’ancoraggio al suolo (ribaltamento). Tra i modelli si inserisce ForestGALES che, in uno dei suoi metodi, consente di calcolare la velocità critica del vento che provoca il ribaltamento della pianta considerando, tra le altre cose, il tipo di suolo e la profondità dell’apparato radicale. Il presente studio esamina la vulnerabilità allo schianto da vento nell’Arco Alpino in continuità con quello di Costa et al. (2023), concentrandosi in questo caso sul larice (Larix decidua Mill.). I dati raccolti nel corso di test di trazione distruttivi effettuati su 22 piante, hanno consentito di determinare il peso delle stesse e il momento massimo applicato per ottenerne lo sradicamento. A partire da questi dati è stato determinato un coefficiente di regressione (Creg), il quale stabilisce la soglia di resistenza dell'albero al ribaltamento, definendone quindi il grado di ancoraggio al suolo. Per ottenere una stima più accurata della resistenza al ribaltamento, il Creg è stato adattato al contesto indagato, con un risultato inferiore del 24% rispetto a quello predefinito. Il modello è stato quindi applicato sia con il coefficiente predefinito sia con quello adattato, e in seguito sono stati confrontati i risultati principali, cioè il momento ribaltante e la velocità critica del vento che provoca lo sradicamento. Il momento calcolato con Creg adattato è risultato inferiore del 24%, mentre è stata riscontrata una velocità critica mediamente inferiore del 10% rispetto ai valori ottenuti con il Creg predefinito. L’analisi dei risultati ne ha evidenziato la validità come parametrizzazione per il contesto alpino, ma anche la necessità di ulteriori analisi per verificare i motivi della grande variabilità riscontrata tra i siti esaminati. Questa ricerca è un tassello all’interno della parametrizzazione di un modello che è in continua evoluzione e miglioramento. Le difficoltà principali si riscontrano nella grande variabilità dei parametri specie specifici e della diversità degli ambienti a cui può essere applicato il modello, oltre al fatto che le procedure di raccolta dei dati sono complesse e onerose. Si ritiene importante continuare a implementare la ricerca sul tema dei modelli forestali relativi agli schianti da vento e in particolare su ForestGALES, in modo da fornire strumenti sempre più utili e fruibili, che possano orientare la gestione dei boschi ai fini della mitigazione dei danni da vento.