Ecologia di due fitocenosi di valletta nivale: caratteristiche strutturali e funzionali ed effetti del riscaldamento climatico

Abstract

Le fitocenosi di valletta nivale sono degli habitat ideali per comprendere gli effetti del riscaldamento climatico sulle proprietà strutturali e sui processi funzionali degli ecosistemi. Inoltre questi ambienti sono importanti per lo studio dell’influenza degli organismi vegetali sull’ambiente e sui cicli biogeochimici. In questo lavoro sono state studiate due fitocenosi di tundra alpina dominate rispettivamente da un muschio e da un arbusto nano, attraverso la comparazione di alcune fondamentali caratteristiche strutturali e funzionali, e la valutazione degli effetti del riscaldamento climatico sulle specie e gli ecosistemi. I dati raccolti testimoniano l’effetto dei tipi funzionali sulle temperature e sulle funzioni ecosistemiche e ribadiscono la stretta influenza della durata della copertura nevosa sulla presenza delle specie, così come sulla produzione e la decomposizione del materiale vegetale. L’aumento sperimentale delle temperature ha prodotto effetti rilevabili sia sulla ricchezza specifica, che sulla fenologia e la copertura delle piante. Questi risultati portano a prevedere possibili cambiamenti nella struttura di queste fitocenosi, in relazione con le differenti abilità competitive e le diverse risposte delle specie alle nuove condizioni ambientali. Infine, sono stati riscontrati due opposti effetti del riscaldamento sui flussi ecosistemici di CO2 nelle due comunità, riconducibili alle differenze nei tipi funzionali dominanti. Infatti, mentre l’aumento delle temperature ha prodotto un meccanismo di retroazione negativo nella comunità con dominanza di Salix herbacea, con un aumento dell’assorbimento ecosistemico netto di CO2, in quella dominata dal muschio Polytrichastrum sexangulare si è verificato l’opposto, con l’ecosistema che da collettore si è trasformato in sorgente per la concentrazione della CO2 atmosferica.

Snowbed communities are regarded as natural laboratories where climate warming effects on structural properties and functional processes of ecosystems can be profitably investigated. Moreover, these communities are regarded as a suitable habitat for examining as plant species can influence the environment and biogeochemical cycles. In this thesis two snowbed communities, respectively dominated by a moss and a dwarf shrub, were studied in this perspective. Primary structural and functional characteristics of these communities were compared and the effects of climate warming on plant species and ecosystems were analysed. The effects of plant functional types on temperatures and ecosystem functions were detected and the influence of snow cover duration on species richness, such as on primary productivity and decomposition of plant litter, was confirmed. Experimental warming significantly affected plant species richness, as well phenology and cover. Such results lead to hypothesise future structural changes in those communities, due to species-specific differences in competitive ability and responses to environmental modifications. Finally, opposite warming effects on the ecosystem CO2 fluxes within two communities were found. They may be ascribed to differences in the dominant plant functional type. Really, warming produced a negative feedback in the Salix herbacea snowbed, increasing net ecosystem CO2 uptake, whereas an opposite result was found in the community dominated by the moss Polytrichastrum sexangulare, where the ecosystem changed from a sink to a source for atmospheric CO2 concentration.