Effetto della diversa permanenza della copertura nevosa su fenologia e accrescimenti primari in Juniperus communis L.

Climate change is one of the most discussed topics in recent decades, and to date this phenomenon is well known globally for its multiple effects. The warming trend of lands and oceans, loss of biodiversity and ecosystems, shrinking ice caps, and increasing intensity and severity of extreme events is now confirmed. Plant communities and forest ecosystems in particular are affected by rising temperatures, extreme precipitation, and increasingly frequent and intense drought events. In temperature-limited regions, in addition to the warming since the mid-20th century, a change in mountain snowpack behavior, with earlier melting, has been observed almost globally in recent decades (Xu et al., 2015). These changes are inducing shifts in geographic distributions and in phenological stages of plant species worldwide (Parmesan and Yohe 2003). Plant response, therefore, is an important aspect to keep in mind in predicting the effects of climatic changes on plant communities that may, for example, lead to earlier bud burst and flowering or a change in growth rate in relation to reduced snow cover or soil moisture and changes in CO2 uptake as well. In addition, a migration of woody species from low to high altitudes has been observed in the Alps due to rising temperatures. These environmental changes threaten species living in colder areas. It is useful to gather as much information as possible about new snow cover dynamics and reduced permanence to better understand how plants will respond and how the composition of mountain vegetation will change in the future if the current trend continues. The purpose of this research is to evaluate how common juniper (Juniperus communis L.), the conifer with the widest range in the Northern Hemisphere, reacts to different levels of snow cover. To this end, a snowpack manipulation experiment above the treeline of the Italian Alps was carried out to assess the shrub responses to changes in snow cover duration, in terms of phenology and primary shoot growth. The year referred to in this thesis is 2022 over a total experimental period involving six years (2018-2023). The results show that a prolonged snowpack duration had an effect in the early growth period, in which the rate of covered bud development was slower than in the other treatments, probably due to the negative effect of longer-lying snowcover. A shorter duration of snow cover, on the other hand, induced higher growth in the early years due to greater exposure to solar radiation for photosynthesis and longer growing season, but in later years this effect subsided. In 2022, the shrubs under reduced snow cover suffered stress due to extreme temperatures and frost probably compromising maximum late-season development. The convergence of growth in all treatments observed in recent years could represent an acclimation mechanism. To improve projections of future growth trajectories in a scenario of climate change for a species with prostrate habit, such as juniper at high altitude, we should consider not only temperatures but also the solid fraction of winter precipitation.

Il cambiamento climatico è uno degli argomenti più discussi negli ultimi decenni ed è un fenomeno ben noto a livello globale per i suoi molteplici effetti. È confermata ormai la tendenza al riscaldamento delle terre emerse e degli oceani, la perdita di biodiversità e di interi ecosistemi, il ritiro delle calotte glaciali, l'aumento dell'intensità e della frequenza degli eventi estremi. Le comunità vegetali, e gli ecosistemi forestali in particolare, risentono dell'aumento delle temperature, delle precipitazioni estreme e degli eventi di siccità sempre più frequenti e intensi. Nelle regioni fredde, oltre all'aumento della temperatura, negli ultimi decenni è stato osservato, quasi globalmente, un cambiamento nelle dinamiche del manto nevoso, con una fusione più precoce (Xu et al., 2015). La risposta delle piante, quindi, è un aspetto importante da tenere presente per prevedere gli effetti delle modificazioni climatiche sulle comunità vegetali. Ad esempio, la riduzione della copertura nevosa e dell'umidità del suolo possono portare ad un anticipo delle diverse fasi fenologiche e un’alterazione del ritmo di crescita con potenziali modifiche anche nell’assorbimento di CO2. Inoltre, sulle Alpi è stata osservata una migrazione delle specie vegetali dalle basse alle alte quote. Questi cambiamenti ambientali minacciano le specie che vivono nelle aree più fredde. È utile raccogliere quante più informazioni possibili sulle nuove dinamiche della copertura nevosa e sulla riduzione della permanenza per meglio comprendere come reagiranno le piante e come cambierà la composizione della vegetazione montana in futuro se la tendenza attuale continuerà. Lo scopo di questa ricerca è valutare come il ginepro comune (Juniperus communis L.), la conifera con il più ampio areale di distribuzione nell'emisfero settentrionale, reagisca a diversi livelli di copertura nevosa. A questo fine si è condotto un esperimento di manipolazione del manto nevoso al di sopra della treeline in ambiente alpino, dove si sono analizzate le risposte dell’arbusto in termini di fenologia e accrescimenti primari dei germogli. L’anno cui fa riferimento questa tesi è il 2022 su un periodo di sperimentazione totale che coinvolge sei anni (2018-2023). I risultati mostrano che una durata prolungata del manto nevoso ha avuto un effetto nel periodo iniziale di crescita. Si è visto, infatti, che il tasso di sviluppo delle gemme nelle piante coperte è stato più lento rispetto agli altri trattamenti. Una durata ridotta del manto nevoso, invece, ha provocato una crescita maggiore nei primi anni a causa di una maggiore esposizione alla radiazione solare e alla disponibilità di un periodo vegetativo più lungo. Questo vantaggio si è attenuato negli anni successivi. Nel 2022 le piante scoperte hanno subito lo stress dovuto alle temperature estreme e al gelo compromettendo probabilmente lo sviluppo massimo di fine stagione. La convergenza della crescita in tutti i trattamenti osservata negli ultimi anni potrebbe rappresentare un meccanismo di acclimatazione. Si può affermare, quindi, che per una pianta con habitus prostrato, come il ginepro in alta quota, per migliorare le proiezioni delle future traiettorie di crescita in uno scenario di cambiamenti climatici, dovrebbero essere considerate non solo le temperature ma anche la frazione solida delle precipitazioni invernali.