Forests are important carbon sinks and forest soils in particular, as about 43% of the carbon which is present in forest ecosystems is located in the first meter below ground, where it is stabilized thanks to the interactions between minerals and organic phases. Soils may however turn into a source of C if changes in environmental conditions occur, either natural or man-induced, because the environment deeply influences the mineralization of organic matter. A sustainable use of forest soils needs therefore an appropriate knowledge of the resistance of organic matter towards oxidation and of the mechanism that regulate its resistance. The aim of this work was to evaluate the amounts of labile and resistant organic carbon in some soils of the upper Tanaro valley taking into account both the lithology of the parent material and cover. This two soil forming factors may in fact affect organic matter stabilization thanks to the effect they have on litter quality or to the influence on soil properties affecting physico-chemical stabilization. Ten soil profiles were considered, located in the territory of the villages of Ormea and Caprauna (CN). The site characteristics were described, the chemical properties of the soils were determined and organic matter was analyzed using an oxidation treatment. Statistical data treatment was performed to assess the differences related to vegetation and parent material and to relate the labile and resistant organic matter pools to soil properties, thus to assess the mechanism which mostly affect organic matter stabilization. The soils range from poorly to moderately developed and Entisols and Inceptisols (Regosols and Cambisols) were present on both parent material types, probably because of extensive mass movements that characterize the study area. Only in one case weathering is more pronounced, lessivage has occurred and an Alfisol (Luvisol) was found. The parent material influences soil pH, also in organic horizons, with higher values in the presence of carbonates. The buffering effect of carbonates is therefore able to mitigate the acidifying capacity of litter even in the uppermost horizons. As expected, the parent material also affects base saturation, as well as the amounts of exchangeable Ca and Mg. The lower weatherability of acidic parent material is well depicted by the higher contents of coarse sand with respect to those found in calcareous soils, where instead the finer fractions prevail. These texture differences are visible both in A and B horizons, and in turn affect the CEC that is higher on calcareous soils. The effect of vegetation on soil properties is not always clear due to the mutual effect they exert on each other. The higher amounts of N in the soils developed under beech cover are certainly related to the quality of litter, as well as the higher C to N ratio which is found under scots pine or the higher pH in the soils of beech stands than in pine ones. In other cases, the differences are more probably linked to the different environmental needs of forest species: an example is the higher clay contents of beech soils, or the sandiest texture of pine stands. The carbon stocks calculated down to 50 cm are in agreement with those normally found in NW Italy forest soils: they range from 13,9 Kg/m2 under beech to 7,9 Kg/m2 in the case of chestnut stands. The amounts of labile carbon depend on the total organic carbon contents and, independently from vegetation or parent material, in org
Le foreste rappresentano un importante serbatoio di carbonio, dove il 43% del C totale è immagazzinato nel primo metro di profondità dei suoli, soprattutto grazie alla stabilizzazione della sostanza organica che avviene per interazione con le fasi minerali. Il suolo, tuttavia, può diventare una fonte di CO2 a seguito di cambiamenti nelle condizioni ambientali, naturali o antropogeniche, che influenzano notevolmente le reazioni di alterazione e trasformazione della sostanza organica. Per una corretta gestione dei suoli forestali, risulta pertanto fondamentale la conoscenza dell'alterabilità della sostanza organica e dei meccanismi che la regolano. Lo scopo del presente lavoro di tesi è stato pertanto quello di determinare le quantità di C labile e resistente che caratterizzano gli stocks di C organico in suoli dell'alta Valle Tanaro, caratterizzati da diverse tipologie di copertura forestale e litologia del parent material; questi due fattori pedogenetici sono, infatti, potenzialmente in grado di influenzare la stabilità della sostanza organica, tramite l'effetto esercitato sulla qualità della lettiera o attraverso un'azione sulle caratteristiche del suolo che influenzano la stabilizzazione chimico-fisica del carbonio. Sono stati pertanto presi in considerazione 10 profili di suolo, ubicati tra le frazioni dei comuni di Ormea e Caprauna (CN), rilevando le caratteristiche stazionali, eseguendo analisi di caratterizzazione del suolo ed analisi più specifiche sulla sostanza organica (trattamento ossidativo) e i dati ottenuti sono stati sottoposti ad analisi statistica per evidenziare, da un lato differenze imputabili ai fattori di formazione considerati, dall'altro per evidenziare relazioni che premettessero di capire meglio i meccanismi responsabili della ripartizione della sostanza organica nei pool labile e resistente. I suoli analizzati risultano essere da poco a moderatamente evoluti, a causa dei frequenti fenomeni gravitativi che caratterizzano le aree oggetto di studio, e rientrano secondo la classificazione USDA nell'ordine degli Entisuoli ed Inceptisuoli, mentre per il sistema WRB appartengono ai gruppi dei Regosols e dei Cambisols. In un unico caso l'evoluzione è più marcata, con evidenti processi di lessivage che portano ad un Alfisuolo (Luvisol per il WRB). Le analisi chimico-fisiche mostrano come la diversa litologia influenzi il pH, compreso quello degli orizzonti organici, con valori maggiori in presenza di litologia carbonatica. L'effetto tampone quindi, probabilmente anche grazie alla forte presenza di fenomeni gravitativi, mitiga l'effetto acidificante della lettiera negli orizzonti minerali più superficiali. Ovviamente influenzata dalla litologia è la saturazione basica, così come il contenuto in Ca e Mg scambiabili. La scarsa alterabilità delle rocce a litologia più acida induce nei suoli un maggior contenuto di sabbia grossa rispetto ai suoli sviluppati su rocce contenenti carbonati, dove invece prevalgono le classi granulometriche più fini. Queste differenze granulometriche presenti sia negli orizzonti A che in quelli di tipo B, si riflette sui valori di CSC che, conseguentemente, risulta maggiore nei suoli carbonatici La vegetazione e il suolo sono concettualmente condizionate l'una dall'altra con un effetto finale non sempre chiaro sulle caratteristiche chimiche. Certamente imputabile al soprassuolo è la maggiore abbondanza di N riscontrabile negli orizzonti A delle faggete su suoli carbonatici, così come l'eleva
STABILIZZAZIONE DELLA SOSTANZA ORGANICA NEI SUOLI DELL'ALTA VALLE TANARO: INTERAZIONE TRA VARIABILI PEDOLOGICHE E SOPRASSUOLO FORESTALE.
ROSSOTTO, DAVIDE
2012/2013
Abstract
Le foreste rappresentano un importante serbatoio di carbonio, dove il 43% del C totale è immagazzinato nel primo metro di profondità dei suoli, soprattutto grazie alla stabilizzazione della sostanza organica che avviene per interazione con le fasi minerali. Il suolo, tuttavia, può diventare una fonte di CO2 a seguito di cambiamenti nelle condizioni ambientali, naturali o antropogeniche, che influenzano notevolmente le reazioni di alterazione e trasformazione della sostanza organica. Per una corretta gestione dei suoli forestali, risulta pertanto fondamentale la conoscenza dell'alterabilità della sostanza organica e dei meccanismi che la regolano. Lo scopo del presente lavoro di tesi è stato pertanto quello di determinare le quantità di C labile e resistente che caratterizzano gli stocks di C organico in suoli dell'alta Valle Tanaro, caratterizzati da diverse tipologie di copertura forestale e litologia del parent material; questi due fattori pedogenetici sono, infatti, potenzialmente in grado di influenzare la stabilità della sostanza organica, tramite l'effetto esercitato sulla qualità della lettiera o attraverso un'azione sulle caratteristiche del suolo che influenzano la stabilizzazione chimico-fisica del carbonio. Sono stati pertanto presi in considerazione 10 profili di suolo, ubicati tra le frazioni dei comuni di Ormea e Caprauna (CN), rilevando le caratteristiche stazionali, eseguendo analisi di caratterizzazione del suolo ed analisi più specifiche sulla sostanza organica (trattamento ossidativo) e i dati ottenuti sono stati sottoposti ad analisi statistica per evidenziare, da un lato differenze imputabili ai fattori di formazione considerati, dall'altro per evidenziare relazioni che premettessero di capire meglio i meccanismi responsabili della ripartizione della sostanza organica nei pool labile e resistente. I suoli analizzati risultano essere da poco a moderatamente evoluti, a causa dei frequenti fenomeni gravitativi che caratterizzano le aree oggetto di studio, e rientrano secondo la classificazione USDA nell'ordine degli Entisuoli ed Inceptisuoli, mentre per il sistema WRB appartengono ai gruppi dei Regosols e dei Cambisols. In un unico caso l'evoluzione è più marcata, con evidenti processi di lessivage che portano ad un Alfisuolo (Luvisol per il WRB). Le analisi chimico-fisiche mostrano come la diversa litologia influenzi il pH, compreso quello degli orizzonti organici, con valori maggiori in presenza di litologia carbonatica. L'effetto tampone quindi, probabilmente anche grazie alla forte presenza di fenomeni gravitativi, mitiga l'effetto acidificante della lettiera negli orizzonti minerali più superficiali. Ovviamente influenzata dalla litologia è la saturazione basica, così come il contenuto in Ca e Mg scambiabili. La scarsa alterabilità delle rocce a litologia più acida induce nei suoli un maggior contenuto di sabbia grossa rispetto ai suoli sviluppati su rocce contenenti carbonati, dove invece prevalgono le classi granulometriche più fini. Queste differenze granulometriche presenti sia negli orizzonti A che in quelli di tipo B, si riflette sui valori di CSC che, conseguentemente, risulta maggiore nei suoli carbonatici La vegetazione e il suolo sono concettualmente condizionate l'una dall'altra con un effetto finale non sempre chiaro sulle caratteristiche chimiche. Certamente imputabile al soprassuolo è la maggiore abbondanza di N riscontrabile negli orizzonti A delle faggete su suoli carbonatici, così come l'eleva| File | Dimensione | Formato | |
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