Disturbi

La vegetazione della zona boreale è influenzata da regimi di disturbo naturali che vanno da disturbi di sostituzione del popolamento come gravi incendi ed epidemie di insetti, a disturbi su scala minore associati a vuoti nella chioma creati da windthrows, marciume radicale, scarsa profondità di radicazione, o mortalità localizzata degli insetti. Gli attributi delle perturbazioni naturali (frequenza, gravità, durata ed estensione) influenzano la composizione, la dimensione e la fase di successione degli ecosistemi boreali (Brandt et al., 2013).

Gli incendi boschivi sono una perturbazione comune nella foresta boreale. Le stime vanno da 5 a 20 milioni di ettari che vengono bruciati ogni anno, con grandi variazioni nel regime e nel comportamento degli incendi in tutto il bioma (de Groot et al., 2013). Per esempio, in Canada, l’area totale bruciata ha una media di circa 2,5 milioni di ettari all’anno, ed è variata negli ultimi tre decenni tra 630 000 ettari nel 2001 e 7 milioni di ettari nel 1995 (Canadian Forest Service, 2018). L’intervallo medio di ritorno degli incendi varia da 50 a 150 anni nel Canada occidentale (Johnstone e Chapin, 2006), a più di 500 anni in alcune aree del Canada orientale (Bouchard et al., 2008). Gli incendi nelle regioni boreali del Nord America tendono a verificarsi come incendi di chioma intensi e sostitutivi; nelle aree continentali con estati secche, i grandi incendi possono coprire più di 100 000 ettari (Kneeshaw et al., 2011). Al contrario, l’area annuale bruciata in Russia è stata riportata da 7 a 16 milioni di ettari per il periodo 2002-2011, con poco meno dell’80% classificato come incendi di superficie di intensità bassa o moderata (de Groot et al., 2013; Krylov et al., 2014). Infatti, i dati delle immagini satellitari confermano che gli incendi nordamericani hanno un’intensità maggiore che aumenta proporzionalmente alla percentuale di copertura arborea, indicativa di incendi di corona, mentre gli incendi russi hanno in media un’intensità inferiore che è indipendente dalla percentuale di copertura arborea, che è nel complesso più indicativa di incendi di superficie (Wooster e Zhang, 2004). Queste differenze nel comportamento degli incendi boreali, che possono risultare in effetti netti contrastanti sul clima a causa delle differenze nelle emissioni atmosferiche e nell’albedo terrestre, sono probabilmente legate alla composizione della foresta e all’ecologia degli incendi specifica delle specie (Rogers et al., 2015). Il genere Picea, che è più abbondante in Nord America che in Russia, promuove gli incendi di chioma avendo fogliame di aghi altamente infiammabile e un’abitudine di rami bassi che agiscono come combustibile a scala. Al contrario, l’alto contenuto di umidità degli aghi decidui di Larix, più abbondante nelle foreste boreali della Russia, non favorisce gli incendi di chioma (de Groot et al., 2013).

Anche le epidemie di insetti che uccidono o danneggiano gli alberi possono essere trovate negli ecosistemi forestali boreali. A seconda dell’anno, gli insetti possono colpire aree più grandi degli incendi nella zona boreale del Canada (Canadian Forest Service, 2018). Nel Canada orientale, lo spruce budworm (Choristoneura fumiferana), un defogliatore con un intervallo di ritorno di 30-40 anni che colpisce principalmente l’abete balsamico, defoglia periodicamente diversi milioni di ettari di foreste. Nel Canada occidentale, focolai del coleottero del pino mugo (Dendroctonus ponderosae), con una periodicità di circa 40 anni, sono stati osservati in tutte le specie di pino, ma si verificano principalmente nel pino lodgepole (Pinus contorta) (Taylor et al., 2006). Sebbene i defogliatori che causano dieback su larga scala non siano comuni nella parte occidentale dell’Eurasia boreale, la falena siberiana (Dendrolimus spp.) può causare una defogliazione massiccia nelle foreste di larici della Siberia (Kneeshaw et al., 2011). Poiché gli insetti sono spesso ospite-specifici, attaccando solo una o un piccolo numero di specie, i modelli di mortalità e le distribuzioni delle classi di età tendono ad essere molto più frammentati dopo le epidemie di insetti che dopo i disturbi causati dal fuoco (Bergeron e Fenton, 2012). Tuttavia, il fuoco e le perturbazioni degli insetti nella foresta boreale sono intrecciati: il fuoco può uccidere direttamente gli insetti o alterare i loro habitat; le epidemie di insetti possono influenzare la probabilità e la gravità degli incendi aumentando l’accumulo di combustibili. Inoltre, si pensa che le attività di soppressione degli incendi aumentino la vulnerabilità del popolamento ai danni degli insetti defogliatori (McCullough et al., 1998).

Il lancio del vento può anche essere un importante disturbo nelle foreste boreali, sia alla scala del popolamento (Ruel, 2000), sia alla scala del paesaggio o regionale. Può colpire i singoli alberi, creando dinamiche di gap all’interno dei popolamenti (Ulanova, 2000). I frangivento possono anche sostituire il popolamento, che è stato definito come un’area continua di almeno 5 ettari in cui la copertura della chioma dopo il frangivento è inferiore al 25% (Bouchard et al., 2009). Anche se la frequenza dei passaggi di vento tende ad essere molto più bassa di quella di altri tipi di disturbi naturali (Schulte e Mladenoff, 2005), eventi eolici catastrofici sono stati riportati in alcune aree boreali, come la Russia e l’Ucraina (Ulanova, 2000). Mentre la probabilità che si verifichi un lancio parziale di vento può essere prevista dalle condizioni ecologiche come la composizione delle specie, l’età del popolamento e il tipo di deposito superficiale (Ruel, 2000), i lanci di vento di sostituzione del popolamento sono generalmente molto meno prevedibili (Bouchard et al., 2009). È stato dimostrato che grandi frane che causano un’importante mortalità degli alberi innescano focolai di coleotteri del pino che poi si diffondono agli alberi sani, come si è visto in Fennoscandia (Kneeshaw et al., 2011).

Nonostante la presenza di grandi disturbi di sostituzione del popolamento nei paesaggi boreali, le foreste boreali naturali possono anche includere tratti significativi di popolamenti di vecchia crescita. Per esempio, una stima a livello grossolano fatta per l’area boreale canadese suggerisce che le foreste di oltre 100, 200 e 300 anni dal fuoco coprono ancora il 49%, 27% e 16%, rispettivamente, del paesaggio boreale del Canada (Bergeron e Fenton, 2012). La foresta boreale, tuttavia, è anche attualmente influenzata da diversi tipi di attività umane, tra cui il taglio e l’estrazione mineraria (Angelstam e Kuuluvainen, 2004), che contribuiscono a un declino generale della copertura delle foreste di vecchia crescita.

In termini di prodotti forestali, le foreste boreali forniscono più del 33% del legname mondiale e il 25% della fibra necessaria per la domanda globale di carta (Burton et al., 2010). La mappatura satellitare dei cambiamenti nella copertura forestale per il periodo 2000-2012 suggerisce che le attività di gestione forestale si trovano in quasi tutta la Svezia e la Finlandia, nella zona di transizione boreale/temperata del Canada orientale, in parti della Russia europea e nella Siberia centrale (Hansen et al., 2013). Inoltre, all’interno delle foreste boreali meridionali del Nord America e dell’Eurasia, i paesaggi forestali intatti (cioè i paesaggi con una superficie minima di 500 km2 in cui non è stato rilevato alcun segno di attività umana) rimangono solo in piccole aree di foreste “protette” (ad esempio, parchi e riserve di conservazione). I paesaggi forestali intatti sono più abbondanti nelle foreste boreali settentrionali, dove rappresentano il 36% dell’area globale dei paesaggi forestali intatti. In queste aree, sono principalmente disturbati attraverso l’esplorazione mineraria, l’estrazione di combustibili fossili e gli incendi associati alle infrastrutture umane come strade e linee elettriche (Potapov et al., 2017).