Come scegliere le specie arboree adattate al clima: Sostegno decisionale per i proprietari di foreste in Assia, Germania

Il cambiamento climatico pone molte incertezze per i gestori forestali. Le proiezioni prevedono che i cambiamenti climatici saranno diffusi, rapidi e sempre più intensi. Pertanto, gli scenari climatici devono sempre essere riesaminati per le raccomandazioni sulle specie arboree e i cambiamenti incorporati nel processo decisionale forestale.

Le proiezioni regionali sui cambiamenti climatici non sono così chiare, soprattutto per quanto riguarda la distribuzione stagionale delle precipitazioni. Inoltre, non solo le caratteristiche del suolo, ma anche le condizioni del terreno come la pendenza o l'esposizione hanno un forte impatto sull'approvvigionamento idrico in un sito specifico. Ciò rende necessaria una modellizzazione spazialmente differenziata degli effetti dei cambiamenti climatici. Nella regione dell'Assia, l'attenzione si concentra sulla modellizzazione dell'approvvigionamento idrico, perché i cambiamenti climatici stanno aumentando il rischio di stress da siccità per le specie arboree in molte aree, limitando così la loro idoneità. Ciò è dovuto non solo al cambiamento dei modelli di precipitazione, ma anche all'aumento dell'evaporazione, legato all'aumento delle temperature. Soprattutto durante i caldi mesi estivi, questo si tradurrà in un crescente deficit idrico in molte località in futuro. Le proiezioni sono particolarmente gravi se si considera lo scenario di emissioni RCP 8.5 dell'IPCC (2014).

Una delle sfide è trovare un indicatore per lo stress da siccità. Dovrebbe essere calcolato per tutti i siti forestali dell'Assia e dovrebbe essere adatto a valutare il rischio delle specie arboree in modo da poter formulare raccomandazioni utilizzando valori soglia.

I danni causati negli ultimi anni da tempeste, siccità e infestazioni da scarabei della corteccia illustrano l'urgenza di una gestione forestale adeguata. Soprattutto nelle aree di danno su larga scala, le decisioni sulla riforestazione devono essere prese rapidamente. Tali decisioni devono tenere conto dei cambiamenti climatici previsti, riducendo così al minimo i rischi di danni futuri e portando alla conservazione a lungo termine di foreste vitali e stabili.

Ilpiano integrato di protezione del clima 2025, Stato dell'Assia, attua il piano di protezione del clima del governo federale tedesco a livello statale. Consiste in un ampio pacchetto di misure per la mitigazione dei cambiamenti climatici e l'adattamento ad essi.

Ai sensi della legge sulle foreste dell'Assia, i proprietari di foreste sono liberi di decidere quali specie arboree scegliere. Tuttavia, sono obbligati a rimboschire le aree entro sei anni (§7 HWaldG).

Lo stato dell'Assia aiuta i proprietari di foreste a riparare i danni alla foresta causati da condizioni meteorologiche estreme. Le raccomandazioni dell'NW-FVA sono integrate in modo vincolante nei regolamenti statali che istituiscono un programma di sovvenzioni forestali ("Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen", 30 aprile 2018, e "Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwetterereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1o aprile 2021)".

Le raccomandazioni per le composizioni di specie arboree adattate al clima in Assia, sviluppate nell'ambito del progetto IKSP-Assia, hanno i seguenti obiettivi:

1.   Fornire informazioni specifiche per sito per le aree forestali non mappate nelle foreste comunali e private dell'Assia come base per la selezione di specie arboree appropriate alla posizione, poiché solo l'80 % delle foreste è già stato mappato. In tale contesto, il progetto mira a rappresentare meglio l'equilibrio idrico e dei nutrienti nello spazio, in particolare nell'ampio spettro di siti mappati come "mesotrofi".

2.   Per sviluppare raccomandazioni selvicolturali in avanti - guardando all'anno 2100. A tal fine vengono utilizzati gli scenari climatici regionali del nucleo centrale del gruppo di esperti a livello statale ReKliEs-De.

3.   Identificare i "tipi di sviluppo forestale", costituiti da una miscela raccomandata di specie arboree che si completano a vicenda nei loro modelli di crescita, al fine di ridurre al minimo o ridurre il rischio di danni dovuti ai cambiamenti climatici.

L'obiettivo finale è che i risultati siano messi a disposizione di tutti i proprietari di foreste dell'Assia, implementando un nuovo sistema informativo di facile utilizzo utilizzabile dai proprietari di foreste senza conoscenze tecniche approfondite.

Il progetto comprendeva tre attività principali: i) mappatura delle caratteristiche specifiche del sito nelle condizioni attuali e future, ii) elaborazione di raccomandazioni ("tipi di sviluppo forestale raccomandati") e iii) trasferimento di conoscenze per favorire l'adozione di raccomandazioni da parte dei proprietari di foreste (servizio web per specie arboree adattate al clima), come illustrato di seguito.

1. Mappatura delle caratteristiche specifiche del sito

Comprendere le caratteristiche specifiche del sito, come l'acqua disponibile e l'apporto di nutrienti, è essenziale per scegliere le specie arboree adatte per qualsiasi sito forestale. All'inizio del progetto erano disponibili mappe dei siti del suolo per la maggior parte delle aree forestali dell'Assia. Al fine di colmare il divario del 20 % di superficie forestale non documentata e migliorare i risultati della mappatura, sono stati sviluppati modelli computerizzati al NW-FVA per ricavare lo stato trofico, il bilancio idrico climatico (differenza tra precipitazioni e potenziale evapotraspirazione) e la capacità di campo utilizzabile (acqua disponibile per le piante dopo il rifornimento nei mesi invernali) per tutti i siti forestali. Per calcolare la stima basata sull'area della capacità di campo utilizzabile è stato preparato un totale di 4.179 profili di suolo. Inoltre, per stimare i livelli trofici è stata utilizzata la mappa del suolo dell'ufficio statale di rilevamento dell'Assia (Heitkamp et al., 2020). L'elemento centrale era la valutazione del futuro approvvigionamento idrico valutando il bilancio idrico del sito durante il periodo vegetativo. Questo parametro è costituito dalla capacità di campo utilizzabile e dal bilancio idrico climatico. Il bilancio idrico climatico utilizzato si basa sulle proiezioni climatiche dello scenario delle emissioni RCP 8.5 (IPCC 2014), calcolate con il modello globale ECHAM 6 e il modello statistico regionale STARS II come valore medio per il periodo di riferimento 2041-2070. Al fine di stabilire il riferimento locale, è stato utilizzato un metodo combinato di ponderazione inversa della distanza e regressione in altezza per scalare fino a una griglia di 50 x 50 m.

La nuova mappa del sito NW-FVA contiene quindi informazioni complete sui livelli trofici e sul futuro bilancio idrico del sito per l'intera foresta in Assia, consentendo un maggiore peso delle considerazioni climatiche nella selezione delle specie arboree.

2. Sviluppo dei tipi di sviluppo forestale raccomandati

Le specie arboree sono classificate in base al loro fabbisogno di acqua e nutrienti utilizzando i valori soglia dell'indice di stress da siccità. Le specie arboree che si completano a vicenda in termini di esigenze ecologiche e comportamento di crescita sono abbinate per formare tipi di stand misti o tipi di sviluppo forestale.

A seconda del soddisfacimento dei suoi requisiti ecologici per il sito, il ruolo di una specie arborea nelle foreste miste può essere classificato come leader, misto, accompagnatore o escluso dalla coltivazione. Oltre al bilancio idrico del sito e ai criteri trofici, le raccomandazioni contengono anche alcuni contesti selvicolturali ed economici (ad esempio l'esclusione di pino e betulla nei siti ricchi di acqua e nutrienti). Per i siti idromorfi, vale a dire i suoli influenzati dalle acque sotterranee e retrostanti, l'assegnazione di specie arboree utilizzando il bilancio idrico del sito non è adatta, poiché la capacità di campo utilizzabile non è significativa in questo caso. Invece, sono classificati dal sistema precedente in base al regime idrico del terreno e al livello trofico.

I principali argomenti a favore delle foreste miste sono la loro maggiore stabilità e la loro generalmente maggiore resilienza nel compensare le perturbazioni.  I tipi di sviluppo forestale sono utilizzati nella pianificazione selvicolturale. Sono descritti da modelli della struttura forestale desiderata che, ad esempio, classificano la loro posizione di successione e specificano gli obiettivi di sviluppo per quanto riguarda la loro funzione protettiva e ricreativa. Gli obiettivi di produzione del legname sono inclusi sotto forma di diametri obiettivo e periodi di produzione. Le percentuali delle specie arboree sono definite sia per gli obiettivi di sviluppo che per quelli di rigenerazione. Le informazioni di pianificazione specifiche del sito possono essere ricavate per ciascuna specie arborea raccomandata in un tipo di sviluppo forestale.

Il catalogo dei tipi di sviluppo forestale per le foreste comunali e private comprende 34 tipi di sviluppo forestale.  Sono già utilizzati da numerosi proprietari di foreste. Il numero di visite al portale web nell'agosto 2024 è superiore a 296.000 (numero di clic) ed è in crescita. A causa del rischio di interpretazioni errate da parte di utenti non esperti, l'NW-FVA consiglia generalmente di consultare personale forestale specializzato.

3. Web-Service per specie arboree adattate al clima

Il sistema di sostegno alle decisioni per la selezione delle specie arboree adattate al clima è stato integrato nel SIG operativo di HessenForste messo a disposizione dei proprietari di foreste come portale web liberamente accessibile (https://www.nw-fva.de/baem/). Inoltre, il REST-Web-Service su cui si basa l'intero servizio e il WMS (web map service) possono essere facilmente integrati in altri prodotti software. Il sito Web NW-FVA contiene anche una guida rapida all'utilizzo del servizio. Il catalogo dei tipi di sviluppo forestale, ulteriori informazioni di base e le tabelle di classificazione sono disponibili per il download.

Nell'applicazione web, un clic sulla mappa apre una tabella con informazioni sulla posizione, le caratteristiche del sito forestale e i tipi di sviluppo forestale raccomandati in ogni località forestale in tutta l'Assia.

Per completare il portale web, è stata sviluppata un'app per i sistemi operativi Android e iOS (Apple) per dispositivi mobili. Il vantaggio dell'app è che determina la posizione di una foresta tramite GPS. Consente di recuperare immediatamente le informazioni, in modo che una valutazione della situazione selvicola esistente possa essere collegata direttamente al sito forestale. Se non è disponibile l'accesso a Internet, la posizione selezionata viene salvata e può essere aperta in seguito per recuperare le informazioni associate. Il posizionamento è particolarmente utile se non esiste una divisione forestale o una base cartografica o se è difficile tracciare confini, ad esempio in piccole foreste private.

Infine, il catalogo dei tipi di sviluppo forestale funge da base per le sovvenzioni degli organi amministrativi. Lo stato dell'Assia sta finanziando il rimboschimento degli spazi aperti che sono stati colpiti dall'estrema siccità tra il 2018 e oggi. La selezione di un tipo di sviluppo forestale raccomandato in un luogo specifico è obbligatoria per i proprietari di foreste e un prerequisito per ricevere sovvenzioni per l'impianto e la manutenzione.

I partner del progetto erano i proprietari e i consulenti forestali: HessenForst, responsabile della foresta statale e di parti di foreste comunali e private, e l'associazione dei proprietari di foreste dell'Assia, responsabile di tutte le altre parti di foreste comunali e private. Entrambi hanno fornito consulenza e dati durante l'intero progetto e sono stati coinvolti nei processi di trasferimento delle conoscenze.

È stata condotta un'indagine tra i proprietari e i consulenti forestali per sviluppare strategie volte a promuovere la consapevolezza e l'uso degli strumenti di supporto alle decisioni per le foreste comunali e private. Fin dalle prime fasi del progetto, il coinvolgimento delle parti interessate ha favorito l'accettazione e l'adozione delle raccomandazioni dei proprietari di foreste. Per questo motivo, maggiori dettagli sul coinvolgimento dei portatori di interessi sono riportati nella sezione "Fattori di successo e limitanti".

Fattori di successo:

Al fine di mettere in pratica i risultati nel modo più rapido ed efficiente possibile, il processo di trasferimento delle conoscenze ha avuto luogo a diversi livelli e questo ha rappresentato un fattore chiave di successo del progetto.

In primo luogo, la composizione dei partecipanti al progetto, che ha coinvolto l'HessenForst e l'Associazione dei proprietari di foreste dell'Assia, ha comportato il coinvolgimento di professionisti esperti nello sviluppo e nell'interpretazione dei risultati fin dall'inizio del progetto. Ciò ha garantito il riconoscimento delle raccomandazioni fornite e l'integrazione attiva nella pianificazione forestale fin dall'inizio. Pertanto, la prima convalida ha avuto luogo durante il processo in corso prima che i risultati fossero presentati e messi a disposizione del pubblico. Questo approccio ha notevolmente aumentato l'accettazione delle raccomandazioni sulle specie arboree sviluppate.

Un secondo livello di trasferimento di conoscenze risiede nella documentazione di facile comprensione e nella messa a disposizione del pubblico dei risultati in una forma che supporti in modo trasparente i proprietari di foreste e i silvicoltori nelle loro decisioni. Un sistema di supporto alle decisioni digitali (DSS) guerra quindi progettato come uno strumento adatto. Ciò è accessibile al pubblico tramite un portale web NW-FVA, in cui i proprietari di foreste possono facilmente identificare i loro stand e accedere/scaricare le raccomandazioni sulle specie arboree sviluppate nel progetto. È stata sviluppata anche una versione mobile per telefoni cellulari Android e iOS. Queste applicazioni sono il modo più semplice per individuare i siti utilizzando la funzione GPS del dispositivo mobile.

Come terza fase del trasferimento delle conoscenze, sono stati organizzati corsi di formazione attivi in stretta collaborazione con HessenForst in tutti gli uffici forestali. Sono state tenute conferenze anche in occasione di eventi organizzati dall'Associazione dei proprietari forestali dell'Assia. Corsi di formazione gratuiti sono offerti anche ai proprietari di foreste nelle proprie foreste. I corsi e il portale web sono stati pubblicizzati tramite volantini e pubblicità su riviste specializzate. Inoltre, è iniziata la creazione di manuali utente video. Questi sono disponibili anche sul sito web NW-FVA.

Sorprendentemente, diversi altri settori, come gli uffici di pianificazione ambientale, le autorità di conservazione della natura e gli enti responsabili dell'estrazione di acqua potabile e delle dighe o della costruzione di strade, hanno espresso interesse a utilizzare le raccomandazioni sulle specie arboree e ad integrare il servizio nei loro portali GIS. Ciò dimostra il successo dell'iniziativa intrapresa da NW-FVA.

Un approccio simile, basato sullo stesso concetto di tipi di sviluppo forestale, è stato attuato nello Stato della Renania settentrionale-Vestfalia (Germania), nell'ambito del progetto SUPERB (cfr. lo studio di caso "Soluzioni per il ripristino delle foreste di grandi dimensioni nella Renania settentrionale-Vestfalia"),suggerendo il potenziale di replica del progetto.

Fattori limitanti:

Sebbene vi sia una grande necessità di consulenza e le raccomandazioni siano state integrate in modo vincolante nei sussidi statali per i progetti di rimboschimento, le raccomandazioni sulle specie arboree non sono ancora stabilite come nuovo standard.

L'invito a fornire riscontri e il programma di formazione sono stati accolti con favore, ma non nella misura auspicata. Una conoscenza approfondita nel complesso campo della selezione delle specie arboree in un clima che cambia è considerata necessaria per evitare interpretazioni errate. Inoltre, il gruppo di destinatari dei decisori nella foresta è molto eterogeneo e richiede notevoli sforzi di comunicazione. Per superare questi limiti, un programma di formazione sarà mantenuto a lungo termine. È preferibile la formazione in loco, ma sono desiderati anche video didattici. Ciò sarà preso in considerazione per migliorare l'adozione delle raccomandazioni.

Il costo totale del progetto è stato di 5 655 000 EUR e comprendeva principalmente il costo del personale.  L'uso degli strumenti sviluppati nel progetto è gratuito per tutti gli utenti. I costi per il ripristino delle foreste sono variabili a seconda delle condizioni del sito e dell'estensione dell'area da ripristinare. Un esempio può essere trovato nello studio di caso "Soluzionidi ripristino forestale su larga scala per la resilienza a molteplici fattori di stress climatico nella Renania settentrionale-Vestfalia, Germania"

La pianificazione silvicola che utilizza tipi di sviluppo forestale che raccomandano foreste miste fornirà una maggiore stabilità e generalmente una maggiore resilienza ai disturbi. Ciò non solo garantirà benefici ambientali ed economici, ma garantirà anche il mantenimento di altri servizi ecosistemici forestali. Sebbene non specificamente quantificato, sosterrà anche la regolazione del clima, la regolazione e l'approvvigionamento idrico, il controllo dell'erosione, la fornitura di habitat e la ricreazione.

Il progetto è iniziato nel 2018 e durerà fino al 2025. Il portale web è stato messo a disposizione per la prima volta nell'ottobre 2020. Dopo un intenso ulteriore sviluppo, nel maggio 2023 è stato effettuato un aggiornamento completo.

La selezione e la pianificazione di misure specifiche di ripristino o di impianto possono richiedere fino a un anno. La gestione continua dei popolamenti forestali è importante per mantenere una foresta mista adattata in grado di fornire tutti i servizi ecosistemici. Esistono raccomandazioni di gestione corrispondenti per ciascun tipo di sviluppo forestale, differenziate in base alla fase di pre-ticket, alla fase di boscaglia, alla fase di qualificazione e alla fase di dimensionamento, nonché alla fase di maturità e rigenerazione.

Lo strumento di supporto alle decisioni è progettato per essere permanente e viene aggiornato su base continuativa.

Dr. Ralf Nagel
director of the Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 123
E-Mail: ralf.nagel@nw-fva.de

Dr. Heidi Döbbeler
scientific assistant
Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 114
E-Mail: Heidi.Doebbeler@nw-fva.de

Dr. Jan Hansen
head of forest inventory, information technology and biometrics
Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 221
E-Mail: Jan.Hansen@nw-fva.de

fnews@thuenen.de

Döbbeler H., Nagel R.-V., Spellmann H., Hamkens H. (2023): Waldentwicklungsziele (WEZ) für den hessischen Kommunal- und Privatwald. Empfehlungen der NW-FVA in Zusammenarbeit mit dem Hessischen Waldbesitzerverband. Gottinga. 39 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, stand 26.5.2023)

Spellmann H., Döbbeler H., Hamkens H., Hansen J., Sutmöller J., Bialozyt R., Nagel R.-V. (2021): Entscheidungshilfen zur klimaangepassten Baumartenwahl. Deutscher Waldbesitzer (1): 8-10.

Heitkamp F., Ahrends B., Evers J., Steinicke C., Meesenburg H. (2020): Inferenza dei regimi nutrizionali del suolo forestale integrando la chimica del suolo con la logica fuzzy: Applicazione regionale per le parti interessate dell'Assia, Germania. Geoderma regionale 23: e00340. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00340

Bialozyt, R., Böckmann, T. (2023): Abschlussbericht IKSP Projekt L-12 "Klimarisiko- und Zielbestockungskarten Forst – Verbesserte Beratungsgrundlagen für neue Herausforderungen an hessische Waldbesitzer", 76 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, stand 26.5.2023)