Modelling the Long-Term Effects of Climate Change and Silvicultural Systems on Rockfall Protection: A Case Study from the Slovenian Alps

Alte nelle montagne, le foreste fanno molto di più che crescere; esse agiscono come scudi viventi. Quando le rocce si staccano dalle scogliere ripide, gli alberi possono fermarle, rallentando la loro caduta o catturandole interamente prima che raggiungano i villaggi e le strade sottostanti. Questa funzione protettiva è un servizio critico fornito dalle foreste montane, ma non è permanente. Gli alberi che formano questi scudi sono esseri viventi che crescono, invecchiano e muoiono, e la loro capacità di fermare le rocce in caduta dipende da quanti sono, da quanto sono spessi i loro tronchi e da quali specie siano. Ora, un clima che cambia sta aggiungendo un nuovo livello di complessità. Condizioni più calde e secche possono stressare certi alberi, mentre le decisioni umane su come gestire la foresta — se tagliare gli alberi, come tagliarli o lasciarli stare — determineranno l'aspetto della foresta tra decenni. La domanda che i gestori forestali devono affrontare non è solo come far crescere il legname, ma come mantenere queste barriere naturali efficaci per i secoli a venire, anche mentre il clima cambia e gli alberi stessi cambiano.

Nelle Alpi slovene, un team di ricercatori si è messo in viaggio per rispondere a questa domanda guardando duecento anni nel futuro. Si sono concentrati su una specifica foresta di protezione sopra il passo di Ljubelj, un vitale valico montano tra la Slovenia e l'Austria. Questa foresta, che copre circa 75 ettari, è attualmente dominata da alberi di faggio europeo, con una presenza significativa di abete rosso. I ricercatori volevano vedere come questa foresta si sarebbe evoluta sotto tre diversi stili di gestione: lasciandola completamente a se stessa, utilizzando un sistema di selezione che rimuove singoli alberi per mantenere una chioma continua, o utilizzando un sistema a coperchio (shelterwood) che dirada sezioni della foresta in fasi per incoraggiare la nuova crescita. Volevano anche vedere come questi esiti sarebbero cambiati se il clima fosse diventato più caldo e secco, come previsto per la regione. Per farlo, non hanno aspettato due secoli; invece, hanno utilizzato potenti modelli informatici per simulare la crescita della foresta e il movimento delle rocce in caduta durante tutto quel periodo.

I ricercatori hanno prima utilizzato un modello di crescita forestale chiamato ForClim per simulare lo sviluppo degli alberi. Hanno inserito nel modello dati provenienti da un inventario forestale reale effettuato nel 2022, inclusi il numero di alberi, le loro dimensioni e le specie presenti. Hanno poi fatto avanzare la simulazione di 200 anni sotto diversi scenari: uno in cui il clima rimane esattamente come quello odierno, e un altro in cui segue un percorso ad alte emissioni che rende la regione significativamente più calda. All'interno di ogni scenario climatico, hanno applicato le tre diverse regole di gestione. Il modello ha calcolato come la foresta sarebbe cambiata in termini di densità degli alberi, dimensione dei tronchi e mix di specie. Ad esempio, nello scenario "senza gestione", la foresta è stata lasciata ai suoi processi naturali, crescendo e morendo spontaneamente. Nello scenario "di selezione", i gestori avrebbero rimosso periodicamente alcuni alberi per mantenere la struttura della foresta diversificata e continua. Nello scenario "a coperchio", i gestori avrebbero diradato ampie porzioni di alberi in un ciclo per permettere ai nuovi semenzali di crescere nello spazio aperto prima di rimuovere gli alberi vecchi.

Una volta che il computer aveva generato le foreste future, i ricercatori hanno passato quei dati a un secondo modello chiamato Rockyfor3D. Questo modello simula la fisica delle rocce in caduta. Prende in considerazione il terreno, il tipo di roccia e la struttura della foresta — specificamente il numero di alberi e lo spessore dei tronchi — e calcola quanta energia avrebbe una roccia cadente quando colpisce il suolo. Se una roccia colpisce un albero, perde energia; se passa attraverso un varco, mantiene la sua velocità. Confrontando l'energia delle rocce nei diversi scenari futuri, i ricercatori potevano determinare quale stile di gestione offrisse la migliore protezione. Hanno osservato la protezione media fornita dalla foresta, ma anche i punti peggiori dove le rocce potevano comunque colpire con forza elevata.

Le simulazioni hanno rivelato che la scelta dello stile di gestione contava più del cambiamento climatico per i primi 40 o 60 anni. Nel breve termine, il modo in cui la foresta veniva gestita dettava l'aspetto degli alberi e la loro capacità di fermare le rocce. Tuttavia, nel lungo termine, il clima ha iniziato a rimodellare la composizione della foresta. In tutti gli scenari, la quantità di legno di faggio è diminuita. L'abete rosso, che è sensibile alla siccità, ha avuto esiti diversi a seconda della gestione. Nella foresta non gestita, l'abete rosso è effettivamente aumentato, probabilmente perché gli alberi più vecchi già presenti hanno continuato a crescere e sopravvivere per molto tempo. Ma nelle foreste gestite, specialmente sotto il clima più caldo, l'abete rosso è diminuito significativamente. Al posto suo, le foreste gestite hanno visto un aumento di alberi amanti della luce, come il larice e il pino, e altre specie di latifoglie che prosperano in condizioni più calde.

Per quanto riguarda la protezione della strada sottostante, i risultati hanno mostrato un chiaro compromesso tra protezione media e costanza. Il sistema a coperchio, che prevede il diradamento di ampie porzioni di foresta, ha prodotto la protezione media più forte dopo 200 anni. Questo perché il modello mostrava che la foresta sarebbe diventata molto densa di alberi giovani. Tuttavia, questo sistema presentava un grosso difetto: creava periodi di protezione molto debole. Durante la fase di rigenerazione, quando gli alberi vecchi vengono rimossi e quelli nuovi sono ancora piccoli, la foresta offre quasi nessuna difesa, lasciando la strada esposta a rocce ad alta energia. L'approccio "senza gestione" partiva con forza, ma ha perso lentamente la sua efficacia in due secoli man mano che la foresta invecchiava e la densità degli alberi diminuiva. I ricercatori hanno notato che questo declino potrebbe essere ancora peggiore nella realtà, poiché il modello non tiene conto di disastri improvvisi come tempeste di vento o infestazioni di insetti che potrebbero spazzare via intere sezioni di una foresta non gestita.

Il sistema di gestione per selezione è emerso come la strategia più equilibrata e affidabile. Sebbene non abbia fornito la protezione media assolutamente più alta nell'ultimo anno della simulazione, ha offerto la protezione più stabile nel tempo. Poiché questo metodo mantiene una chioma continua ed evita di diradare grandi aree, la foresta non attraversa mai una fase in cui è pericolosamente rada. La protezione rimane costante, con meno picchi estremi di energia delle rocce che colpiscono la strada. Lo studio ha scoperto che il cambiamento climatico non ha cambiato la classifica di queste strategie; il sistema di selezione è rimasto l'opzione più stabile indipendentemente dal fatto che il clima rimanesse lo stesso o si riscaldasse.

I ricercatori hanno concluso che per le foreste montane dove l'obiettivo primario è proteggere le infrastrutture dai crolli di rocce, il sistema di selezione offre la migliore soluzione a lungo termine. Esso evita i pericolosi vuoti creati da altri metodi e mantiene uno scudo costante contro le rocce in caduta. Sebbene il sistema a coperchio possa sembrare eccellente in media dopo due secoli, i suoi periodi di vulnerabilità lo rendono rischioso per le infrastrutture critiche. Lo studio ha inoltre evidenziato che, sebbene il cambiamento climatico altererà quali alberi cresceranno meglio, il modo in cui gli esseri umani gestiscono la foresta ha un effetto più immediato e potente sulla struttura della foresta e sulla sua capacità di proteggerci. Scegliendo di gestire la foresta in modo da mantenere una copertura continua, i gestori forestali possono garantire che queste barriere naturali rimangano efficaci per generazioni, anche mentre il clima circostante cambia.