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Modelling the potential carbon storage capacity of forests dominated by Pinus sylvestris across European ecological zones

Questo studio sviluppa una metodologia dipendente dalla qualità del sito per stimare la Capacità di Stoccaggio del Carbonio Potenziale delle foreste europee di *Pinus sylvestris*, fornendo una linea di base standardizzata per i censimenti nazionali dei gas serra e per i quadri politici volti a valutare le perdite, i guadagni di stock di carbonio e i benefici di mitigazione attraverso diverse zone ecologiche.

Autori originali: Juan Alberto Molina-Valero, Juan Gabriel Álvarez-González, César Pérez-Cruzado, Vítězslav Moudrý, Laura Ķēniņa, Daniel Moreno-Fernández, Amaël Le-Squin, César Alvites, Cornelia Roberge, Fernando Monte

Pubblicato 2026-07-08

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CC BY 4.0

Autori originali: Juan Alberto Molina-Valero, Juan Gabriel Álvarez-González, César Pérez-Cruzado, Vítězslav Moudrý, Laura Ķēniņa, Daniel Moreno-Fernández, Amaël Le-Squin, César Alvites, Cornelia Roberge, Fernando Montes, Henri Cuny, Isabel Cañellas, Jeanne Portier, Klaus von Gadow, Marco Baldo, Roque Rodríguez-Soalleiro, Rubén Valbuena, Terje Gobakken, Vladimir Šebeň, Peter Surový, Róbert Marušak

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

Immagina una foresta non solo come una collezione di alberi, ma come un enorme magazzino vivente. L'obiettivo di questo studio è capire l'ammontare massimo di "carico di carbonio" (immagazzinato nel legno e nelle foglie) che un tipo specifico di magazzino — dominato dal Pino silvestre (Pinus sylvestris) — può potenzialmente contenere in tutta Europa.

Ecco la suddivisione del loro lavoro, utilizzando semplici analogie:

1. Il Problere: Indovinare il serbatoio "pieno"

Le foreste sono come pozzi di assorbimento di carbonio; assorbono l'anidride carbonica dall'aria. Per combattere il cambiamento climatico, dobbiamo sapere quanto carbonio potrebbe contenere una foresta se venisse lasciata indisturbata o gestita perfettamente. Questo è chiamato Capacità di Stoccaggio del Carbonio Potenziale (PCSC).

Il problema è che le foreste sono disordinate. Alcune si trovano su terreni ricchi, altre su terreni poveri. Alcune sono vecchie e selvagge, altre giovani e gestite dall'uomo. Se guardi semplicemente una foresta oggi e dici: "Contiene 50 tonnellate di carbonio", non sai se sia tanto o poco. È un serbatoio mezzo pieno, o è già pieno?

2. La Soluzione: Il righello della "Forma del Sito"

Per risolvere questo problema, i ricercatori avevano bisogno di un modo per misurare il "potenziale" del terreno stesso, indipendentemente dall'età degli alberi o dal numero di alberi presenti.

Hanno utilizzato uno strumento chiamato indice di Forma del Sito (SF).

L'analogia: Immagina di avere un gruppo di corridori. Per sapere quanto potrebbero correre velocemente, non ti limiti a cronometrarli una volta. Guardi la loro altezza e la lunghezza delle gambe (il loro potenziale fisico) per prevedere la loro velocità massima.
Nella foresta: I ricercatori hanno osservato l'altezza degli alberi più alti rispetto al loro spessore del tronco (diametro). Questo rapporto indica quanto il suolo sia "fertile" o "produttivo". Un albero molto alto rispetto al suo spessore sta crescendo su un "terreno ricco" (alto potenziale). Un albero basso e spesso si trova su un "terreno povero" (basso potenziale).

Questa "Forma del Sito" agisce come un righello per il potenziale del terreno. Non gli importa dell'età della foresta; gli interessa solo la qualità del suolo.

3. L'Esperimento: Mappare il "soffitto"

Il team ha raccolto dati da migliaia di parcelle forestali in nove paesi europei (dalla Spagna alla Svezia). Hanno anche esaminato due gruppi speciali:

Il Gruppo "Selvaggio": Foreste antiche e incontaminate in Lettonia (foreste primarie).
Il Gruppo "Gestito": Foreste in Spagna dove l'uomo ha diradato gli alberi per aiutarli a crescere.

Hanno riportato i dati su un grafico:

Asse X: La "Forma del Sito" (Qualità del terreno).
Asse Y: La quantità di carbonio immagazzinato.

Il Risultato: Hanno trovato un chiaro "soffitto". Per ogni livello di qualità del terreno, esiste una linea massima (la PCSC) che lo stoccaggio di carbonio non può facilmente superare.

Terreno di alta qualità ha un soffitto alto (può contenere molto carbonio).
Terreno di bassa qualità ha un soffitto più basso.

4. Cosa hanno scoperto nei casi di studio

Le Foreste Selvagge (Lettonia): Anche in queste foreste antiche e incontaminate, gli alberi non sempre raggiungevano il "soffitto". A volte, i disturbi naturali (come il vento o le malattie) mantenevano la foresta al di sotto del suo massimo potenziale. Questo dimostra che il solo fatto di essere "vecchia" non significa che una foresta stia immagazzinando la massima quantità di carbonio possibile.
Le Foreste Gestite (Spagna): Quando gli esseri umani tagliano gli alberi (diradamento), il carbonio immagazzinato negli alberi in piedi diminuisce. Più intenso è il taglio, minore è la scorta di carbonio. Tuttavia, i ricercatori hanno notato che se si aspetta che gli alberi crescano completamente di nuovo, il carbonio totale (ciò che resta negli alberi + ciò che è stato tagliato e utilizzato) potrebbe alla fine recuperare. Ma in un qualsiasi momento singolo, una gestione pesante di solito significa che la foresta si trova "sotto il soffitto".

5. Perché questo è importante (Il "Perché dovrebbe interessarti?")

Il documento sostiene che abbiamo bisogno di un parametro standardizzato per giudicare le foreste, simile a come un produttore di auto conosce la velocità massima di un modello di motore specifico.

Per i decisori politici: Invece di contare semplicemente quanto carbonio c'è in una foresta in questo momento, possiamo confrontarlo con il "soffitto" per quel tipo specifico di terreno.
- Se una foresta è al 90% del suo soffitto, sta andando alla grande.
- Se è al 40%, sappiamo che c'è spazio per far crescere altro carbonio, sia cambiando il modo in cui la gestiamo, sia lasciandola recuperare.
Per gli accordi sul clima: Questo aiuta i paesi a riferire in modo più accurato i propri progressi verso gli obiettivi climatici (come l'Accordo di Parigi). Aiuta a rispondere alla domanda: "Stiamo perdendo carbonio a causa di una cattiva gestione, o è questo semplicemente il limite naturale di questo terreno?"

Riassunto

Considera questo studio come la creazione di una mappa della "pienezza" per le foreste di pini europee. Misurando la "forma" degli alberi (altezza rispetto alla larghezza), i ricercatori possono prevedere la capacità massima di stoccaggio del suolo sottostante. Ciò ci permette di vedere se una foresta sta operando al massimo del suo potenziale o se ha spazio per far crescere altro carbonio, aiutandoci a prendere decisioni più intelligenti per combattere il cambiamento climatico.

Sintesi Tecnica: Modellazione della Capacità Potenziale di Stoccaggio del Carbonio delle Foreste di Pinus sylvestris

Definizione del Problema
Valutare accuratamente la capacità massima delle foreste di stoccare carbonio in assenza di disturbi — definita come Capacità Potenziale di Stoccaggio del Carbonio (PCSC) — è fondamentale per gli Inventari Nazionali dei Gas Serra (NGHGI) e per una gestione forestale efficace. Le metodologie attuali si basano spesso sulla Capacità di Carico del Carbonio (CCC), definita dalle foreste primarie, il che può generare confronti irrealistici quando le foreste gestite su siti fertili superano le foreste intatte a causa della selezione storica del sito o della soppressione dei disturbi. Inoltre, gli approoli esistenti basati sulle variazioni delle scorte di biomassa utilizzati nei NGHGI richiedono misurazioni multiple nel tempo, limitando la loro utilità quando sono disponibili solo dati a singolo istante temporale. È necessaria una struttura di riferimento dipendente dalla qualità del sito che permetta stime comparabili del Carbonio Sopraground (AGC) attraverso diverse zone ecologiche europee, consentendo la valutazione delle perdite di scorte di carbonio, dei potenziali guadagni e dei benefici di mitigazione rispetto a un massimo teorico.

Metodologia
Lo studio si è concentrato su Pinus sylvestris L., la specie conifera più diffusa in Europa, utilizzando un dataset composto da 34.948 misurazioni di parcelle provenienti dai National Forest Inventories (NFI) di nove paesi (Repubblica Ceca, Francia, Germania, Italia, Norvegia, Slovacchia, Spagna, Svezia, Svizzera) e due casi di studio specifici: foreste vetuste in Lettonia e prove di diradamento gestito in Spagna.

Quantificazione della Qualità del Sito: Gli autori hanno impiegato l'indice di Forma del Sito (SF), definito come l'altezza dominante ( $H_0$ ) a un diametro dominante di riferimento ( $D_{0ref}$ ). A differenza del tradizionale Indice di Sito (basato sull'età), l'SF è indipendente dall'età, rendendolo adatto ai NFI dove i dati sull'età sono spesso mancanti o inattendibili.
Fitting del Modello (SF): Utilizzando l'approccio GADA (Generalized Algebraic Difference Approach) con un'equazione di base di tipo Bertalanffy-Richards, gli autori hanno adattato curve dinamiche per modellare le traiettorie dell'altezza dominante. Il modello incorpora variabili dummy per tenere conto delle differenze tra le Zone Ecologiche Globali (GEZ): Boreale, Subtropicale e Temperata. È stato selezionato un diametro dominante di riferimento di 32 cm come predittore ottimale.
Stima della PCSC: La relazione tra AGC (Mg C ha⁻¹) e SF (m) è stata modellata utilizzando una metodologia di curva guida. Parametri asintotici separati sono stati adattati per diverse GEZ al fine di definire il limite superiore teorico dello stoccaggio di carbonio. I modelli sono stati validati tramite cross-validazione e analisi dei residui.
Casi di Studio: Il framework è stato applicato a:
- Lettonia: 31 popolamenti di foreste vetuste (86 parcelle) per valutare se le foreste naturali raggiungono la PCSC.
- Spagna: 10 prove di diradamento con diverse intensità (controllo, leggero, moderato, intenso) per valutare l'impatto della gestione sull'AGC rispetto alla PCSC.

Risultati Chiave

Modellazione della Forma del Sito: Il modello GADA con variabili dummy per le GEZ ha dimostrato un'elevata robustezza ( $R^2 = 0,999$ , RMSE = 0,193 m), confermando l'SF come un efficace proxy della produttività del sito lungo il gradiente latitudinale (37° N – 70° N).
Curve PCSC: Sono state generate curve PCSC distinte per ogni GEZ. I risultati indicano che la PPSC aumenta con la qualità del sito (SF). Le foreste conifere boreali hanno esibito valori di PCSC inferiori rispetto alle zone temperate e subtropicali, che hanno mostrato potenziali scorte di carbonio simili.
Risultati dei Casi di Studio:
- Foreste vetuste (Lettonia): Sebbene alcune parcelle si avvicinassero alla PCSC, è stata osservata una significativa variabilità. Lo studio ha concluso che lo stato di "foresta vetusta" da solo non garantisce che un popolamento abbia raggiunto il suo massimo potenziale di stoccaggio del carbonio; la PCSC serve meglio come confine di riferimento per stimare l'intensità dei regimi di disturbo naturale.
- Foreste gestite (Spagna): L'AGC è diminuito all'aumentare dell'intensità del diradamento (Controllo > Leggero > Moderato > Intenso). Tuttavia, lo studio ha notato che la "regola del plateau" suggerisce che, su una rotazione completa, la somma della scorta in piedi e del legno estratto nelle parcelle diradate può equivalere alla scorta in piedi delle parcelle non gestite, sebbene il tempo necessario per raggiungere il massimo stock differisca.
Performance del Modello: Il modello PCSC ha ottenuto un $R^2$ di 0,578 con un RMSE di 45,336 Mg C ha⁻¹. Gli autori riconoscono che il modello si concentra sul carbonio sopra il suolo ed esclude il carbonio sottoterra e la biomassa morta, che possono costituire una parte significativa del carbonio totale, particolarmente nei sistemi vetusti.

Significatività e Rivendicazioni
L'articolo sostiene che stabilire una linea di base PCSC basata sulla qualità del sito offre una soluzione di contabilità complementare agli attuali metodi NGHGI. Gli autori affermano che questo framework è significativo per tre ragioni primarie:

Valutazione delle Perdite: Consente la valutazione coerente delle passate perdite di scorte di carbonio dovute a disturbi umani e naturali, confrontando le scorte attuali con un massimo teorico specifico per il sito.
Predizione dei Guadagni: Facilita la previsione dei potenziali guadagni di scorte di carbonio ottenibili attraverso cambiamenti nelle pratiche di gestione forestale.
Valutazione della Mitigazione: Permette di valutare i benefici di mitigazione persi quando le foreste vengono gestite con riserve di carbonio al di sotto della loro massima capacità.

Lo studio sottolinea che questo approccio è particolarmente rilevante per la silvicoltura a copertura continua (CCF) e per i sistemi non gestiti, dove il potenziale massimo di carbonio non è definito dall'età della rotazione. Si allinea ai quadri internazionali come l'Accordo di Parigi e la Strategia Forestale dell'UE, fornendo un meccanismo per "conservare e potenziare" i pozzi di assorbimento del carbonio. Tuttavia, gli autori rimangono cauti, notando che sebbene promuovere la PCSC sia una strategia di mitigazione, essa può entrare in conflitto con le strategie di adattamento (ad esempio, ridurre la densità per la resilienza alla siccità) e che la metodologia richiede un'applicazione attenta per evitare di sovrastimare il potenziale in foreste disturbate o a bassa naturalità. Lo studio conclude che, sebbene la metodologia sia sviluppata per P. sylvestris, il framework ha una potenziale applicabilità ad altri tipi di foreste.