Analisi degli aspetti ambientali e ecologici legati all'introduzione e coltivazione dei bambù

This thesis is focused on the description of the environmental and ecological effects of the bamboo's introduction in Europe. Bamboo were introduced in Europe about 150 years ago as ornamental plants; they found a favourable habitat in some regions and they spreads themselves in some different areas. The higher risk about the diffusion of these species is linked to their potential invasivity. The species that can be more dangerous are the ones with a leptomorph rhizome, in fact they can grow about five meters per year in the subsoil. Bamboo can grow rapidly and with an high production in terms of biomass. Furthermore they can survive in marginal land that can't be used in other way. For this reasons in Europe some methods were studied for start an intensive cultivation of these species. The applications of the bamboos can be different: they can be used in building, in wood and paper industries, in chemical and pharmaceutical industries and in food industry. This plants can be used for bio-energy production too (pellets, carbon and biogas). On the other side the introduction of these species can alter the balance of the ecosystems in the areas where they aren't autochthonous. In particular this thesis is focused on the bamboo's impact on the understory, on the soil bacterial communities and on the soil respiration. Some studies in argentine forests have established that bamboos in the understory have direct and indirect effects on vegetation. The direct one is that this plants in understory reduce biodiversity especially if a disturbance (abiotic or biotic) or a cut of the dominant trees create gaps. This species can have indirect effects too. One of the most important is the increase of the predation of the wood species' seeds by vertebrate and invertebrate predators. Some studies on the soils show how, under bamboo's plantation, the bacterial community of the soil can increase. This is linked to the treatment on the forest, as the collection of shoots by farmers, that create disturbance in the soils. This activity reduce content of soil organic matter and change bacterial community. Bamboo forests are also good carbon sinks. They have an high soil respiration (2.37 µmol/m2/s), but their efficient photosynthesis enable them to have a good net ecosystem production (4.72 t/ha/year of carbon). In conclusion bamboos can be employed, in Europe too, for biomass production and in different industrial process. However their introduction can have different effects on the ecosystem balance. So their expansion in Europe must be controlled to avoid negative effects on European habitats.

In questa tesi sono stati analizzati gli effetti ambientali ed ecologici dell'introduzione dei bambù in Europa. Queste specie, provenienti da paesi tropicali (Africa, Asia e Sud America), sono state introdotte in Europa circa 150 anni fa come piante ornamentali; in seguito hanno trovato un ambiente favorevole in alcune zone e hanno iniziato a svilupparsi. Il rischio maggiore legato all'espansione di queste piante riguarda la possibilità che diventino potenzialmente invasive. Le specie più pericolose sotto questo punto di vista sono quelle con rizoma leptomorfo, risultano infatti più aggressive perché quest'ultimo è in grado di accrescersi in modo indefinito nel sottosuolo, anche di 5 metri a stagione vegetativa. I bambù sono in grado di crescere molto rapidamente e con abbondante produzione di biomassa, inoltre possono svilupparsi in terreni marginali. Per questi motivi numerosi studi sono stati svolti per iniziare una coltivazione intensiva di queste piante anche in Europa. Le possibili applicazioni riguardano il settore edile, quello delle industrie di carta e legno, quello chimico e farmaceutico e ultimamente anche il settore alimentare. Queste piante possono anche essere sfruttate per la produzione di bio energia (pellet, carbone e biogas). D'altra parte l'introduzione dei bambù in nuovi ambienti può alterare l'equilibrio dell'ecosistema. In particolare in questa tesi sono stati presi in considerazione gli effetti sul sottobosco, sulle comunità batteriche del suolo e sulla respirazione del suolo. Alcune ricerche svolte in Argentina hanno stabilito che i bambù nel sottobosco hanno effetti diretti e indiretti sulla vegetazione dominante. Quello diretto è che si riscontra una riduzione della biodiversità della foresta, in particolare in corrispondenza di buche aperte nella copertura delle chiome da disturbi (biotici o abiotici) o dall'abbattimento degli alberi. Quello indiretto riguarda invece l'aumento della mortalità dei semi delle specie forestali. Questi, in presenza di bambù, possono essere predati sia da invertebrati (insetti) che da vertebrati (roditori o uccelli) che trovano un buon habitat per svilupparsi fra queste piante. Studi effettuati sul suolo di una piantagione di bambù cinese, mostrano come la comunità batterica del suolo sia più numerosa e strutturata rispetto a quella di una foresta mista. Questo è dovuto alle lavorazioni che vengono effettuate nell'impianto, come l'asportazione dei germogli da parte dei contadini, che crea un disturbo nel suolo. Questa attività riduce il contenuto di carbonio e azoto e modifica la comunità microbica. Le foreste di bambù sono un ottimo sink di carbonio. La respirazione del suolo è alta (2.37 µmol/m2/s), rispetto a quella delle foreste di conifere e latifoglie; la loro efficiente capacità di fotosintetizzare permette però a queste piante di avere un'ottima produzione primaria netta (4.72 t/ha/anno di carbonio). In conclusione i bambù presentano buone caratteristiche morfologiche e di adattamento che gli permetterebbero di essere coltivati in Europa per l'impiego in vari settori industriali e per la produzione di biomassa. La loro introduzione e il loro sviluppo sono però rischiosi in quanto potrebbero creare uno squilibrio nell'ecosistema.