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Descrizione della commessa "Cambiamento globale e vegetazione terrestre - Scambi atmosfera-biosfera (TA.P02.002)"
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- Descrizione della commessa "Cambiamento globale e vegetazione terrestre - Scambi atmosfera-biosfera (TA.P02.002)" (literal)
- Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
- I risultati troveranno impiego nell'interpretazione dei meccanismi che determinano scambio di C e nutrienti tra biosfera e atmosfera.
Notevoli applicazioni potenziali esistono nell'interpretazione dei cambiamenti climatici, del loro impatto sugli ecosistemi e nei controlli sull'efficacia dei provvedimenti adottati per limitare-mitigare questi effetti. I modelli di flussi, calibrati e validati, apporteranno un contributo alla formulazione di scenari di sviluppo socio-economici compatibili con la salvaguardia ambientale. La formulazione di scenari e la loro successiva valutazione fornirà indicazioni ai policy-makers sulle strategie migliori per rispondere ai limiti imposti dalla legislazione vigente o per lo sviluppo di nuove norme in questo settore.
Un'altra ricaduta di rilievo riguarda la valutazione del ruolo dei sistemi forestali ed arborei nel fornire servizi ecosistemici sia produttivi (es. legno, frutti) che di protezione e indiretti.
Il progetto LIFE+ ManFor fornirà linee guida e buone pratiche per la gestione forestale finalizzata all'ottimizzazione del ciclo del carbonio e alla conservazione della biodiversità e ha una forte componente formativa e dimostrativa. (literal)
- Strumentazione
- Strumentazione da laboratorio:
- spettrometri di massa per analisi isotopiche;
- analizzatori elementali (C, N);
- spettrometro ad assorbimento atomico;
- strumentazione di supporto (bilance, stufe, celle frigorifere, serre).
Strumentazione da campo:
- analizzatore per scambi gassosi fogliari e dal suolo (LiCor-Li6400)
- analizzatore per scambi gassosi dal suolo (PPSystem-EGM)
Siti sperimentali di ricerca:
- sito sperimentale di lungo termine nella faggeta di Collelongo-Selva Piana (AQ), attrezzato con torre calpestabile, sensoristica meteorologica (anche al suolo) e strumentazione per la misura degli scambi di materia (CO2-H2O) ed energia tra bosco e atmosfera (tecnica eddy covariance)
- torre eddy covariance nel querceto misto del Parco Regionale dei Boschi di Carrega (PR) in collaborazione con il CFS e l'Ente Parco
- torre mobile per la misura dello scambio di CO2, H2O ed energia, attualmente installata nella cerreta della Torre di Feudozzo (AQ)
- torre eddy covariance nella pineta nel Bacino del Bonis (CS), in collaborazione con CNR-ISAFOM.
Altra strumentazione:
- sensoristica meteorologica e data logger
- strumentazione per rilievi forestali e di suolo (literal)
- Tematiche di ricerca
- Le principali tematiche di ricerca della presente commessa comprendono:
1. Cicli biogeochimici del Carbonio e interazioni atmosfera-biosfera;
2. Sequestro di carbonio in ecosistemi terrestri, con particolare rilevanza a quelli forestali e agro-forestali, sia nella componente biomassa che nei suoli;
3. Ecologia di lungo termine in ecosistemi terrestri e monitoraggio forestale.
4. Determinanti climatiche, ecologiche ed ecofisiologiche della produttività degli ecosistemi terrestri con tecniche integrate
5. Ruolo del clima e dei suoi cambiamenti sugli scambi biosfera-atmosfera in ecosistemi terrestri
6. Influenza della gestione dei sistemi terrestri sul ciclo del carbonio e sulla biodiversità
7. Simulazioni modellistiche e previsioni tramite applicazioni di scenari (literal)
- Competenze
- I partecipanti alla commessa posseggono competenze differenziate, in grado di creare una integrazione ottimale per affrontare le tematiche di ricerca e gli obiettivi della commessa stessa.
Tra le competenze principali si indicano le seguenti:
- ecologia ed ecofisiologia dei sistemi forestali;
- fisiologia delle piante;
- processi a livello del suolo;
- ecofisiologia isotopica;
- scambi di gas serra a scala di ecosistemi;
- gestione del territorio agro-forestale;
- monitoraggio forestale;
- analisi chimiche dei nutrienti e di altri composti biologici
- studi ecologici di lungo termine;
- tecniche analitiche di laboratorio;
- dinamica degli ecosistemi forestali;
- analisi integrata di dati con strumenti informatici e modellistici (literal)
- Potenziale impiego per processi produttivi
- Il potenziale impiego dei risultati della commessa rientra prevalentemente nella categoria delle risposte a bisogni individuali e collettivi, con alcune potenziali applicazioni a processi produttivi.
In generale le ricerche potranno contribuire ad una valutazione dell'impatto ambientale delle attività antropiche sugli ecosistemi terrestri e sulla loro capacità di fornire, ora e nel futuro, importanti servizi ecosistemici.
Tra le ricadute di rilevanza, si segnala la valutazione della produttività dei sistemi forestali ed arborei e della vulnerabilità degli stessi al clima ed ai suoi cambiamenti, l'impatto della gestione forestale sul ciclo del carbonio.
Altre ricerche trovano potenziale impiego nei processi produttivi sia a livello scientifico che industriale (sviluppo di tecnologie scientifiche e di larga scala). (literal)
- Tecnologie
- Modellistica ecologica, sia numerico-analitica che di processo, con particolare riguardo alla dinamica degli ecosistemi forestali (competizione tra specie, coesistenza).
Progettazione e messa in opera di opzioni di gestione degli ecosistemi terrestri, in particolare forestali. (literal)
- Obiettivi
- - Studio dei cicli biogeochimici di C, N, O, e P in ecosistemi e a livello globale.
- Interazioni tra cicli, attività antropiche, cambiamenti del clima e uso del suolo.
- Determinazione di scambi di massa tra ecosistemi ed atmosfera, analisi di stocks e pools di scambio tra sistemi.
- Descrizione dei meccanismi che regolano i rapporti tra produzione di biomassa microbica e respirazione e tra attività e struttura della comunità microbica ed effetti del cambiamento globale.
- Analisi dell'influenza delle condizioni trofiche e delle variazioni climatiche sui processi biologici che controllano i cicli degli elementi.
- Dinamiche del ciclo del carbonio in ecosistemi terrestri, con particolare rilevanza a quelli forestali e agro-forestali, sia nella componente biomassa che nei suoli
- Studio dell'ecologia di lungo termine in ecosistemi terrestri e monitoraggio forestale.
- Studi sull'influenza della gestione dei sistemi terrestri sul ciclo del carbonio e sulla biodiversità
- Monitoraggio di lungo termine degli ecosistemi forestali, con particolare riguardo al loro stato nutrizionale (literal)
- Stato dell'arte
- Gli elementi essenziali per la vita (C, O, N, P) sono coinvolti in importanti cicli biogeochimici tra biosfera, atmosfera, idrosfera, geosfera. Diversi dei composti gassosi emessi e assorbiti dagli ecosistemi sono \"gas serra\" (CO2, CH4, N2O, O3).
Lo studio delle conversioni coinvolte in questi cicli biogeochimici è quindi una priorità di ricerca, anche perchè le azioni antropiche determina alterazioni profonde di questi cicli. Ad esempio, la crescita della concentrazione di CO2 è causata dallo squilibrio tra emissioni antropiche ed assorbimenti da parte degli ecosistemi e ci sono sempre maggiori evidenze che saranno rilevanti le possibili conseguenze di lungo termine su composizione dell'atmosfera, impatto sugli ecosistemi e biodiversità, nonchè i feedback con i cambiamenti globali.
Inoltre, dato che l'accumulo di carbonio e la risposta ai cambiamenti globali degli ecosistemi terrestri possono giocare un ruolo importante nel determinare la futura concentrazione atmosferica di CO2, nonchè numerosi altri processi, quali i servizi ecosistemici e la biodiversità, è importante studiare quali siano gli impatti dei cambiamenti sugli ecosistemi e sulle interazioni tra biosfera e atmosfera (literal)
- Tecniche di indagine
- Tra le tecniche di indagine principali si elencano le seguenti:
- scambi di gas ed energia a scala di copertura forestale (eddy covariance);
- scambi di gas a livello del suolo;
- tecniche di analisi isotopica;
- tecniche analitiche per parametri del suolo;
- calibrazione e validazione modelli di simulazione;
- analisi chimiche di materiale biologico;
- misure ecofisiologiche in laboratorio ed in campo;
- campionamenti di biomassa e di suolo;
- misure di stock ed inventari forestali.
Integrazione di varie tecniche per la determinazione della produttività primaria di ecosistemi forestali e dei suoi fattori di controllo in siti di ricerca di lungo termine.
Integrazione tra tecniche di monitoraggio e di ricerca per la comprensione della dinamica dei sistemi forestali e delle loro risposte al clima ed ai suoi cambiamenti. (literal)
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