12/12/2017
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Gli ecosistemi forestali giocano un ruolo chiave nella mitigazione dei cambiamenti climatici, e in particolare negli scambi di materia ed energia fra biosfera e atmosfera . Negli ultimi decenni, le foreste hanno assorbito fino al 30% delle emissioni globali annue di CO2 sotto forma di carbonio organico, nei diversi pool di carbonio (biomassa epigea, biomassa ipogea, necromassa legnosa, lettiera e suolo) attraverso il processo di fotosintesi e rilasciando in atmosfera i prodotti della respirazione.
Per questa ragione, comprenderne evoluzione e dinamiche di crescita, includendo anche i flussi di acqua e carbonio al loro interno, per arrivare a una gestione forestale più sostenibile ed efficiente, è ormai diventato un obiettivo di primaria importanza.
Il continuo aumento della concentrazione atmosferica di CO2, unito a un aumento delle temperature e ai cambiamenti delle dimensioni delle riserve di carbonio degli ecosistemi, sono responsabili delle perturbazioni dei flussi di carbonio all’interno degli ecosistemi terrestri osservati di anno in anno, che si realizzano in seguito a variazioni dei tassi di fotosintesi e respirazione delle piante.

Il modello 3D-CMCC FEM è un modello dinamico di processo in grado di simulare i flussi di carbonio e idrici, gli incrementi di biomassa nei vari pool di carbonio, l’evoluzione strutturale e ulteriori aspetti legati anche alla gestione forestale, a partire dalla simulazione dei principali processi eco-fisiologici. Il modello è stato recentemente impiegato in due diversi studi della Fondazione CMCC pubblicati sulle riviste Forests e Forest@.

Una miglior comprensione delle dinamiche del carbonio è fondamentale in particolare per prevedere gli scambi di carbonio che avvengono a livello di ecosistema-atmosfera e determinare la variabilità annuale e stagionale del bilancio del carbonio degli ecosistemi. Con quest’obiettivo, nello studio pubblicato su Forests (tra gli autori, anche i ricercatori CMCC Sergio Marconi, Tommmaso Chiti, Riccardo Valentini e Alessio Collalti della Divisione IAFES), è stata messa a punto una versione migliorata del modello 3D‐CMCC FEM, in grado di tener conto e simulare con maggiore accuratezza determinati processi biogeochimici.
Il modello 3D-CMCC-FEM è stato inoltre impiegato in uno studio pubblicato su Forest@ focalizzato sul caso studio del bacino idrografico del Bonis, in Calabria, sull’altopiano della Sila. Lo scopo dello studio era quello di predire le dinamiche forestali (tasso di crescita delle foreste, flussi di carbonio e idrici), valutando anche gli effetti delle diverse opzioni di gestione forestale sul ciclo del carbonio e sul ciclo dell’acqua, e in particolare sull’andamento della crescita e sulla struttura della foresta, cercando di valutare anche gli effetti su gli altri servizi ecosistemici forniti dalla foresta stessa.

Per ulteriori informazioni, leggi la versione integrale degli articoli:
Marconi S., Chiti T., Nolè A., Valentini R., Collalti A.
The Role of Respiration in Estimation of Net Carbon Cycle: Coupling Soil Carbon Dynamics and Canopy Turnover in a Novel Version of 3D-CMCC Forest Ecosystem Model
2017, Forests, 8(6), 220, Special Issue Forest Soil Respiration under Climate Changing, DOI: 10.3390/f8060220

Collalti A., Biondo C., Buttafuoco G., Maesano M., Caloiero T., Lucà F., Pellicone G., Ricca N., Salvati R., Veltri A., Scarascia Mugnozza G., Matteucci G.
Simulation, calibration and validation protocols for the model 3D-CMCC-CNR-FEM: a case study in the Bonis’ watershed (Calabria, Italy)
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2017, Forest@, 14: 247-256 (2017), DOI: 10.3832/efor2368-014