Università degli studi di Padova
Corso di Laurea specialistica in
Scienze forestali ed ambientali
Xilogenesi in conifere al limite
superiore del bosco nelle Alpi e
nell’Appennino meridionale: confronto
fra gli anni 2003 e 2004
Relatore:
prof. Tommaso Anfodillo
Correlatori:
dott. Sergio Rossi
dott.ssa Annie Deslauriers
laureando: Carlo Lupi
546893/AB
Introduzione
Limite superiore del bosco: ambiente ecotonale limitato
dalla temperatura
Relazione tra crescita radiale e fattori ambientali:
– Analisi dendrocronologiche a scala stagionale
– Analisi intra-annuale mediante prelievo di carote legnose
durante la stagione vegetativa
Cambio e xilogenesi:
– Periodicità legata alle stagioni
– Fattori esogeni: temperature, precipitazioni, fotoperiodo
– Fattori endogeni: ormoni, stato fitosanitario, età
Obiettivi
Studio dell’influenza di temperature e precipitazioni sulla
xilogenesi al limite superiore del bosco nel 2003 e 2004
In particolare, ipotesi:
– La temperatura controlla la riattivazione del cambio
– Temperature più elevate durante la seconda parte
della stagione di crescita sono legate ad una maggior
produzione di legno tardivo
– Precipitazioni scarse, in siti xerici, limitano la
xilogenesi
Luterbacher et al. 2004
Materiali e metodi (1): Aree di studio
Nome del Sito localizzazione Quota (m slm) esposizione
/ provincia
Specie
presenti
•2 siti
nelle Alpi orientali,
al Cinque Torri2080
(prov. BL)
5T1
Alpi orientali,
S
Pa, Pc, Ld
– Cinque Torri 1 (5T1): quota 2080m s.l.m., esposto a S; specie studiate:
BL cembra L.), abete rosso (Picea abies (L.) Karst.), larice
pino cembro (Pinus
(Larix decidua Mill.)
5T2
Alpi 2orientali,
2130
(1) ,Pc, Ld
– Cinque Torri
(5T2): quota 2130m
s.l.m., esposto aNN, specie Pa
studiate:
pino cembro, abete
BL rosso, larice
•1 sito
nelle Alpi occidentali,
(VS, prov. TO): quota
1800m s.l.m.,
Val
di Susa*
Alpi in Val di Susa
1800
Pc, Pu, Ld
specie studiate: pino cembro, larice, pino montano (Pinus uncinata Ram.)
occidentali,
•1 sito nell’Appennino TO
meridionale, in Pollino (POL, prov. PZ): quota 2100m s.l.m.,
specie
studiate: pino
loricato (Pinus leucodermis
Ant.)
Pollino
Appennino
2100
-
Pl
meridionale,
PZ
specie: Pa = abete rosso; Pc = pino cembro; Ld = larice; Pu = pino montano;
Pl = pino loricato
Per ogni sito: disponibili temperature (medie, massime e minime giornaliere) e
precipitazioni giornaliere
* Preparazione campioni e osservazione vetrini per i campioni della Val di Susa del 2004
Materiali e Metodi (2): Campionamenti e
preparazione dei vetrini
• Campionamenti con cadenza settimanale di microcarote prelevate
durante la stagione vegetativa, da aprile-maggio ad ottobre
• Campioni conservati in alcool etilico, orientati, inclusi in paraffina,
tagliati al microtomo
• Vetrini realizzati con sezioni di 8-12 m:
– colorazione con cresyl violet acetate: differenti fasi della
xilogenesi durante la stagione vegetativa
– colorazione con safranina, sui campioni prelevati a fine stagione
vegetativa, per misurare le dimensioni cellulari tramite apposito
software
Materiali e Metodi (3): Conteggi, Misure e Analisi
statistiche
• Conteggio delle cellule nelle varie fasi della Xilogenesi (3 file radiali):
–
–
–
–
Cellule del cambio
Cellule in distensione (ec)
Cellule in lignificazione (wtc, lc)
Cellule mature (mc)
• Misure delle dimensioni cellulari (a fine stagione):
– ampiezza del lume
– spessore delle pareti
– area delle cellule
• Analisi statistiche:
– Inizio,Fine, Durata della differenziazione: Analisi della viarianza
fattoriale (effetto dell’anno, del sito e di [annoXsito])
– Numero di cellule prodotte tra i due anni: t di Student per dati appaiati
– Proporzione di legno tardivo tra i due anni: -quadro
Rossi et al.
in press
Risultati (1): Andamento climatico
media di tutti i siti
20
temperatura media mensile (°C)
Tra anni: 2003 2004
15
• T media
2003: 3,5 °C
• T media
2004: 2,8 °C
10
2003
2004
1600
1400
• P 2003 (tranne per
1200 Val di Susa) < P 2004
0
precipitazioni (mm)
5
gennaio febbraio marzo
1000
aprile
maggio giugno
luglio
agosto settembre ottobre novembredicembre
Tra siti:
-5
600
• 5T2 il sito più freddo
400
-10
• Val di Susa il sito 200
più xerico e caldo
800
mese
0
POLLINO
VAL SUSA
Risultati (2): Xilogenesi
numero di cellule prodotte
Andamento della xilogenesi in Val di Susa: confronto tra
2003 e 2004
Pinus cembra - Val di Susa
- 2003 -
- 2004 -
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
d
l
0
m
0
128 135 142 149 156 163 170 177 184 191 198 205 212 219 226 233 240 247 254 261 268 275 282
132 142 149 163 170 177 191 205 212 220 227 233 240 247 254 261 268 275 282 289
giorno giuliano
d = cellule in distensione
l = cellule in lignificazione
m = cellule mature
Nel 2003
• Inizio della differenziazione anticipata
• Maggiore numero di cellule prodotte
Risultati (3): ID, FL, DURATA
• Inizio della distensione (ID), o inizio della differenziazione cellulare
– Significativo anticipo nel 2003: 26 maggio, 13 giorni prima che nel
2004
– Differenze tra siti: Val di Susa (fine maggio) > 5T1 > 5T2>Pollino
(primi di giugno)
– Anticipo ID legato a temperature elevate di inizio stagione
Inizio Distensione
• Fine della lignificazione
(FL), o fine della differenziazione cellulare
2003 2004
– Significativo anticipo nel 2003 (una settimana prima del 2004, 15
settembre)
170
– Differenze nei due anni nei diversi siti
165
– Differenza tra le specie
175
160
155
giorno giuliano
• DURATA
della differenziazione (= FL – ID)
150
(b)
– Nel 2003 durata maggiore nelle piante in Val di Susa e Pollino,
minore in quelle al 5T1 e 5T2
140
– Differenza tra le specie
135
145
130
FL e DURATA non chiaro andamento legato ai fattori ambientali
125
120
5t1
5t2
pollino
valsusa
Val di Susa
numero cellule
prodotte
60
Risultati
(4): Numero di cellule prodotte
50
40
30
20 cellule nel 2003, significativo per piante VS
• Più
10
0
Larix decidua*
Pinus cembra*
Pinus uncinata*
• Maggior numero
di cellule prodotte
nel 2003 in VS,
sito xerico,
specie
2003
2004
dove
oltre
a
>temperature,
nel
2003
anche >precipitazioni
100
20
2003
2004
90
15
temperature medie mensili (°C)
precipitazioni mensili (mm)
80
70
60
50
40
30
20
10
10
5
0
Gen
Feb
Mar
Apr
Mag
Giu
Lug
-5
0
gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
mesi
-10
mesi
Ago
Set
Ott
Nov
Dic
Risultati (5): Proporzione di legno tardivo
• Proporzione di legno tardivo maggiore nel 2003
tranne che per i cembri della Val di Susa e l’abete rosso al Cinque Torri 2
% legno tardivo/primaticcio nel 2003 e nel 2004
primaticcio
tardivo
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
2003
2004
2003
2004
2003
2004
Conclusioni
• > Temperature, precoce riattivazione del cambio
e inizio della differenziazione cellulare
• > % legno tardivo: effetto delle elevate
temperature estive del 2003
• > Precipitazioni in siti xerici > Numero cellule
In futuro
• Necessità di considerare anche fattori endogeni
(es. ormoni) e la loro interazione con i fattori
esogeni
• Necessità di considerare l’età e/o le dimensioni
Grazie per l’attenzione! 