The current increase in large forest fires is an ecological and socio-economic threat, especially in mountainous regions. Prescribed burning (PB) is a preventive silvicultural technique based on the planned application of fire with the aim of reducing fuel load and mitigating forest fire risk. However, little is known about the impacts of this technique on European trees’ physiology. This thesis analyzed how different PB intensities affected the functionality of branch hydraulics to determine the optimal prescriptions to be adopted to reduce fire risk by maximize surface fuel reduction and minimize tree damage. The PB was conducted in May 2022 in an highly flammable alpine forest located in the Susa Valley in the western Italian Alps. It is a forest of P. sylvestris L., characterized by trees of different diameter classes. The prescribed fire treatment, consisting of two levels of fire intensity, was quantified and monitored using thermal sensors placed on the trees to measure residence time above certain temperature thresholds. One, six and 12 months after PB, branches and dendrometric cores were collected at both the PB-treated and untreated sites. The results showed that although the fire drastically reduced the amount of surface fuel, the two intensity levels of PB did not cause any significant damage to the plant stem and branches located at the height of crown insertion on the stem. In addition, following the treatment, no anatomical differences were observed in the xylem already formed prior to the passage of the fire, nor did it alter xylem formation in the following year. The treatment in the short and long term did not significantly affect the water transport of the treated plants as no significant difference was found with the control plants. In addition, the results showed that PB treatment had no effect on the water transport of plants characterized by small or large diameter, and the hydraulic conductivity of branches did not change as the treatment intensity class changed. However, higher values of hydraulic conductivity were found in both treated and control plants in the short term than in the long term, probably due to the severe drought that occurred from winter 2022 to spring 2023. From the analysis of the trend of hydraulic conductivity as a function of water stress level, no difference was found after six months between treated and untreated plants, while after one year after treatment, an increased vulnerability of treated plants to average levels of water stress was observed. In conclusion, the results obtained reveal a high resistance of P. sylvestris to surface fire passage. Overall, the results collected in this thesis contribute to the understanding of the impact of this fire prevention technique and its severity on the survival and health status of trees, thus enabling improved prescriptions of the PB technique and its proper use.
L’attuale aumento degli incendi boschivi di grandi dimensioni rappresenta una minaccia ecologica e socio-economica, soprattutto nelle regioni montane. Il fuoco prescritto (PB) è una tecnica di selvicoltura preventiva, basata sull’applicazione pianificata del fuoco con l’obiettivo di ridurre il carico di combustibile e di mitigare il rischio di incendio boschivo. Tuttavia, poco si sa degli impatti di questa tecnica sulla fisiologia degli alberi europei. Questa tesi ha analizzato come le diverse intensità di PB hanno influenzato la funzionalità dell’idraulica dei rami per stabilire le prescrizioni ottimali da adottare per ridurre il rischio di incendi, massimizzando la riduzione del combustibile superficiale e minimizzando i danni agli alberi. Il PB è stato condotto nel Maggio 2022 in una foresta alpina altamente infiammabile situata in Val di Susa, nelle Alpi italiane occidentali. È una foresta di P. sylvestris L., caratterizzato da piante di diverse classi di diametro. Il trattamento di fuoco prescritto, consistente in due livelli di intensità del fuoco, è stato quantificato (consumo di biomassa combustibile, tasso di diffusione e intensità lineare del fuoco) e monitorato mediante sensori termici posti sugli alberi (alla base del fusto) per misurare il tempo di residenza al di sopra di determinate soglie di temperatura. Uno, sei e dodici mesi dopo il PB, sono stati raccolti rami e carote dendrometriche sia nel sito trattato con PB che in quello non trattato. I risultati hanno mostrato che, sebbene il fuoco abbia ridotto drasticamente la quantità di combustibile di superficie, i due livelli di intensità del PB non hanno provocato alcun danno significativo al fusto delle piante e ai rami posti all’altezza di inserzione della chioma sul fusto. Inoltre, in seguito al trattamento, non si sono osservate differenze anatomiche dello xilema già formato prima del passaggio del fuoco e nemmeno alterato la formazione dello xilema nell’anno successivo. Il trattamento nel breve e nel lungo termine non ha significativamente influenzato il trasporto idrico delle piante trattate in quanto non è stata riscontrata alcuna differenza significativa con le piante controllo. Inoltre, i risultati hanno evidenziato che il trattamento di PB non ha avuto effetti sul trasporto idrico delle piante caratterizzate da piccolo o grande diametro e che la conduttività idraulica dei rami non è variata al variare della classe di intensità di trattamento. Tuttavia, sono stati riscontrati valori più elevati di conduttività idraulica sia nelle piante trattate che nelle piante controllo nel breve periodo rispetto al lungo periodo, probabilmente a causa della severa siccità intercorsa dall’inverno 2022 alla primavera 2023. Dall’analisi dell’andamento della conduttività idraulica in funzione del livello di stress idrico, non è stato riscontrato dopo sei mesi alcuna differenza tra piante trattate e non trattate, mentre dopo un anno dal trattamento è stata osservata una maggior vulnerabilità delle piante trattate a livelli medi di stress idrico. In conclusione, i risultati ottenuti rivelano un’elevata resistenza di P. sylvestris al passaggio del fuoco di superficie. Nel complesso, i risultati raccolti in questa tesi contribuiscono alla comprensione dell’impatto di questa tecnica di prevenzione incendi e della sua severità sulla sopravvivenza e sullo stato di salute degli alberi, consentendo così un miglioramento delle prescrizioni della tecnica di PB e del suo corretto utilizzo.
Effetti a breve e lungo termine del fuoco prescritto sulla fisiologia e sull'anatomia del Pinus sylvestris in Val di Susa
GAMBA, RACHELE
2022/2023
Abstract
L’attuale aumento degli incendi boschivi di grandi dimensioni rappresenta una minaccia ecologica e socio-economica, soprattutto nelle regioni montane. Il fuoco prescritto (PB) è una tecnica di selvicoltura preventiva, basata sull’applicazione pianificata del fuoco con l’obiettivo di ridurre il carico di combustibile e di mitigare il rischio di incendio boschivo. Tuttavia, poco si sa degli impatti di questa tecnica sulla fisiologia degli alberi europei. Questa tesi ha analizzato come le diverse intensità di PB hanno influenzato la funzionalità dell’idraulica dei rami per stabilire le prescrizioni ottimali da adottare per ridurre il rischio di incendi, massimizzando la riduzione del combustibile superficiale e minimizzando i danni agli alberi. Il PB è stato condotto nel Maggio 2022 in una foresta alpina altamente infiammabile situata in Val di Susa, nelle Alpi italiane occidentali. È una foresta di P. sylvestris L., caratterizzato da piante di diverse classi di diametro. Il trattamento di fuoco prescritto, consistente in due livelli di intensità del fuoco, è stato quantificato (consumo di biomassa combustibile, tasso di diffusione e intensità lineare del fuoco) e monitorato mediante sensori termici posti sugli alberi (alla base del fusto) per misurare il tempo di residenza al di sopra di determinate soglie di temperatura. Uno, sei e dodici mesi dopo il PB, sono stati raccolti rami e carote dendrometriche sia nel sito trattato con PB che in quello non trattato. I risultati hanno mostrato che, sebbene il fuoco abbia ridotto drasticamente la quantità di combustibile di superficie, i due livelli di intensità del PB non hanno provocato alcun danno significativo al fusto delle piante e ai rami posti all’altezza di inserzione della chioma sul fusto. Inoltre, in seguito al trattamento, non si sono osservate differenze anatomiche dello xilema già formato prima del passaggio del fuoco e nemmeno alterato la formazione dello xilema nell’anno successivo. Il trattamento nel breve e nel lungo termine non ha significativamente influenzato il trasporto idrico delle piante trattate in quanto non è stata riscontrata alcuna differenza significativa con le piante controllo. Inoltre, i risultati hanno evidenziato che il trattamento di PB non ha avuto effetti sul trasporto idrico delle piante caratterizzate da piccolo o grande diametro e che la conduttività idraulica dei rami non è variata al variare della classe di intensità di trattamento. Tuttavia, sono stati riscontrati valori più elevati di conduttività idraulica sia nelle piante trattate che nelle piante controllo nel breve periodo rispetto al lungo periodo, probabilmente a causa della severa siccità intercorsa dall’inverno 2022 alla primavera 2023. Dall’analisi dell’andamento della conduttività idraulica in funzione del livello di stress idrico, non è stato riscontrato dopo sei mesi alcuna differenza tra piante trattate e non trattate, mentre dopo un anno dal trattamento è stata osservata una maggior vulnerabilità delle piante trattate a livelli medi di stress idrico. In conclusione, i risultati ottenuti rivelano un’elevata resistenza di P. sylvestris al passaggio del fuoco di superficie. Nel complesso, i risultati raccolti in questa tesi contribuiscono alla comprensione dell’impatto di questa tecnica di prevenzione incendi e della sua severità sulla sopravvivenza e sullo stato di salute degli alberi, consentendo così un miglioramento delle prescrizioni della tecnica di PB e del suo corretto utilizzo.| File | Dimensione | Formato | |
|---|---|---|---|
|
952903_gamba.pdf
non disponibili
Tipologia:
Altro materiale allegato
Dimensione
21.39 MB
Formato
Adobe PDF
|
21.39 MB | Adobe PDF |
I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/105926