Ricerca

    
cerca solo in questa categoria

Ampliare la ricerca

Contatto

Peter Lüscher

Forschungsanstalt WSL

Istituto federale di ricerca WSL
Funzione e protezione dei suoli
Zürcherstrasse 111
CH - 8903 Birmensdorf

Tel: +41 44 739 22 99
Fax: +41 44 739 22 15

Articolo

Autore/i: Benjamin Lange, Peter Lüscher, Peter F. Germann
Redazione: WSL, Svizzera
Commenti: Articolo a 0 commenti
Valutazione: Ai miei Preferiti Anteprima di stampa 52.6752.6752.6752.6752.67 (24)

Le radici aumentano la capacità di immagazzinamento idrico nel terreno

In diverse regioni le foreste svolgono una importante funzione di protezione contro le inondazioni. In tale ambito le radici hanno un ruolo fondamentale, perché all’interno del terreno formano un sistema di cavità che è in grado di immagazzinare grossi quantitativi di acqua. Nei boschi che proteggono dalle alluvioni, il radicamento dei suoli saturi d'acqua dovrebbe essere il più intenso possibile, alfine di garantire la massima protezione. Esso può essere governato tramite il trattamento delle foreste.

Hochwasserschutzwald am Gantrisch
Fig. 1 - Bosco di abete rosso con funzione di protezione dalle inondazioni nella regione del Gantrisch.
Foto: Marco Walser (WSL)
 
Wurzelstock
Fig. 2 - Apparato radicale di un abete bianco sradicato dal vento.
Foto: Marco Walser (WSL)

"Sulla base di tutti gli studi fino ad ora eseguiti, i boschi sembrano svolgere un’azione estremamente positiva nel mitigare i rischi connessi con le inondazioni". Questa citazione è da attribuire al Prof. Arnold Engler, che si è occupato di ricerche scientifiche sull’effetto protettivo delle foreste contro le inondazioni fin dal 1903, pubblicando i relativi risultati nel 1919. L'ipotesi che la copertura forestale possa prevenire o almeno contenere le inondazioni, ha portato già durante il 19° secolo ad attuare importanti azioni di rimboschimento su larga scala, allo scopo di tutelare anche da un punto di vista giuridico, i boschi della Svizzera (Legge sulla Polizia delle Foreste del 1876).

Nel corso degli ultimi decenni l’esperienza ha tuttavia dimostrato che, la protezione contro le alluvioni da parte delle foreste non è assolutamente implicita. Sulla base delle conoscenze disponibili attualmente, il contributo sulla protezione dalle inondazioni esercitato dai boschi dipende dello stato delle foreste ed è pertanto determinato dalle condizioni stazionali e dalla struttura dei popolamenti boschivi (specie e struttura per classi di età), oltre che delle proprietà dei suoli. Lüscher e Zürcher (2003) ipotizzano che l'effetto di prevenzione dalle inondazioni esercitato dalle foreste è più elevato laddove i terreni sono meno permeabili e quando la profondità dei suoli è da media a elevata. Di grande importanza in tale ambito sono le radici degli alberi, che formano un sistema di cavità nel terreno in grado di assorbire molta acqua (Lange et al. 2010).

Un progetto dell’Istituto Federale di Ricerca WSL e del Dipartimento di Geografia dell'Università di Berna ha studiato l'influenza delle radici sulla capacità del suolo di immagazzinare acqua in una foresta prealpina composta da abeti bianchi, abeti rossi e mirtillo, situata in prossimità della Regione del Gantrisch, a circa 30 km a sud di Berna (Fig. 1).  A causa del livello elevato delle acque sotterranee nelle falde acquifere e nei pendii, durante le piogge in questa regione i suoli raggiungono rapidamente il livello di saturazione. Per tale motivo la questione della protezione dalle inondazioni da parte di queste foreste assume un interesse particolare.

Versuchsaufbau
Fig. 3  - Impianto sperimentale con un simulatore di pioggia e sonde per la misura del contenuto di acqua presente nel suolo.
Foto: WSL
 

I ricercatori hanno condotto esperimenti di irrigazione e misurazioni dei sistemi radicali. Irrigazioni intense e di breve durata simulano le forti piogge che, con tale intensità, si verificano naturalmente solo ogni 100 anni circa (Fig. 3). Considerato che le inondazioni si verificano in particolare quando il contenuto di acqua nei suoli è già molto elevato, lo spazio nel suolo costituito dai pori era già stato pre-saturato prima dell’avvio degli esperimenti. La capacità di immagazzinaggio di acqua nel terreno era pertanto limitata ai pori più grandi. Durante gli esperimenti di irrigazione controllata, i contenuti idrici nel suolo sono stati registrati a diverse profondità. Infine, sono stati prelevati campioni di radici. 

Fino a 12,6 km radici per m3 nello strato superiore del terreno

Nello strato superiore del suolo di 10 cm, la densità delle radici era molto elevata. In media sono state trovate radici per una lunghezza media di 1,26 cm per centimetro cubo di terreno. Questo corrisponde a ben 12,6 km radici per metro cubo di terreno! Tuttavia, la densità delle radici diminuiva rapidamente con la profondità del suolo. Già a 30 cm di profondità essa ammontava solo circa al 15% di quella presente tra i 0 e i 10 cm (Fig. 4). 

E’ noto che l'abete rosso ha difficoltà a colonizzare gli orizzonti del terreno parzialmente saturi d'acqua e che sui suoli bagnati tende a formare apparati radicali molto superficiali. I livelli di acqua elevati presenti nelle falde acquifere e nei pendii della regione oggetto dello studio, limitano il radicamento dell’abete rosso negli strati più profondi dei terreni. Circa il 90% di tutte le radici registrate erano radici fini, con un diametro fino a 2 mm. I sistemi radicali fini dell’abete rosso e dell’abete bianco si rinnovano in media ogni anno e, quando muoiono, lasciano all’interno del terreno un sistema cavità che funge da spazio per immagazzinare l’acqua. In base alle misurazioni idriche nel suolo è possibile calcolare le capacità di invaso d’acqua, vale a dire i quantitativi di acqua che il terreno è in grado di immagazzinare.

L’andamento della capacità d’invaso in relazione alla profondità del terreno è paragonabile a quello della densità delle radici: aumentando la profondità del terreno, la sua capacità di immagazzinare acqua si riduce (Fig. 5). Circa metà del volume totale di acqua si deposita nei 20 cm superiori del suolo. Al di sotto dei 50 cm di profondità, la capacità di immagazzinare acqua corrisponde a meno di 1 mm per 10 cm di profondità del suolo. Rispetto all’intero profilo del terreno, questi strati profondi giocano quindi un ruolo secondario in termini di capacità di immagazzinamento idrico. L’analisi delle strutture dei suoli supporta questi dati acquisiti con le misurazioni. A partire da 25 cm circa di profondità, tutti i tipi di terreni esaminati hanno evidenziato dei periodi prolungati in condizione di saturazione idrica (con caratteristiche tipiche dei suoli saturi d’acqua, come la formazione di concrezioni di manganese e di ferro, vedi Fig. 6). Questo suggerisce che gli strati del suolo più profondi, in caso di presenza di elevate quantità di acqua nel suolo, sono generalmente saturi d’acqua e che quindi difficilmente riescono ad immagazzinare ulteriori quantitativi di acqua.

Lunghezza media delle radici per unità di volume Capacità di invaso idrico da parte del terreno
Fig. 4 - Lunghezza media delle radici per unità di volume del terreno alle diverse profondità del suolo. Fig. 5 - Capacità di invaso idrico da parte del terreno, per ogni 10 centimetri di profondità.
   

Più radici - maggiore capacità di stoccaggio di acqua

Bodenprofil
Fig. 6 - Suoli tipici della regione oggetto delle ricerche. Le chiazze di colore ruggine e quelle grigiastre soggette a fenomeni di riduzione, evidenziano gli elevati livelli idrici sia delle falde acquifere, sia delle acque sotterranee presenti nei pendii.
Foto: WSL
 

E' noto che i boschi, grazie al loro denso strato delle chiome, proteggono meglio i suoli dall’azione delle piogge, rispetto a condizioni di campo aperto. Una parte delle precipitazioni evapora direttamente all’interno delle chiome e, grazie a un’azione di intercettazione, non raggiunge neppure il terreno. I suoli forestali, prima del sopraggiungere delle precipitazioni, sono quindi in gran parte asciutti e sono in grado di assorbire più acqua rispetto ai prati o ai campi coltivati. Tuttavia l'intercettazione perde di importanza con l’aumento delle precipitazioni.

La capacità di trattenere l'acqua da parte del terreno dipende da molte proprietà del terreno stesso. Oltre alla porosità totale, determinanti sono la composizione granulometrica del suolo (in termini di frazioni di sabbia, limo e argilla) e la densità del radicamento. In questa ricerca si è constatato che la capacità di ritenzione idrica è stata determinata principalmente dai sistemi radicali, poiché una densità delle radici superiore ha aumentato la capacità di immagazzinaggio di acqua da parte del suolo. Nei terreni saturi d'acqua, le radici sono palesemente il fattore più importante nella formazione di cavità in grado di catturare e immagazzinare l'acqua piovana. Pertanto le foreste proteggono il suolo dalle precipitazioni, non solo attraverso lo strato delle chiome, ma aumentano altresì la sua attitudine protettiva contro le alluvioni e le inondazioni grazie a un efficiente sistema di pori nel terreno, generatosi durante lo sviluppo delle radici.

Un potenziale forestale nei boschi che proteggono dalle inondazioni

Misure di tipo selvicolturale possono aumentare la densità delle radici laddove i terreni sono saturi d'acqua. Questo solleva la questione, su quale capacità d’invaso aggiuntiva tali misure riescono a raggiungere. Un raddoppio della densità delle radici comporterebbe un aumento della capacità di stoccaggio di acqua nel suolo dell’80% circa. Negli 80 cm superiori potrebbero teoricamente essere immagazzinati ulteriori 21 millimetri di acqua. Tuttavia, nella pratica, è difficile aumentare la densità delle radici a tal punto.

Il potenziale nel migliorare la protezione dalle inondazioni tramite i sistemi radicali è comunque considerevole. Un 30% in più di radici significano ulteriori 7 millimetri di capacità di stoccaggio idrico. Questo quantitativo corrisponde comunque a circa il 10% delle precipitazioni di un evento della durata di un'ora, che (nelle Prealpi: n.d.t.) si verifica mediamente solo ogni 100 anni circa. I dati mostrano che le foreste offrono un contributo importante e spesso ignorato nella protezione dalle inondazioni, anche se è evidente che esse non possono fare miracoli.

La foresta di protezione dalle inondazioni ideale

Il grado di compenetrazione delle radici nei suoli forestali in aree soggette alle inondazioni dovrebbe essere il più elevato possibile, alfine di garantire la massima protezione. La più alta densità di radici può essere ottenuta quando specie diverse con sistemi radicali di diverso tipo sono in concorrenza e quando, su piccole superfici, sono presenti classi di età diverse.

I boschi che proteggono dalle alluvioni si trovano spesso su terreni impregnati d'acqua. Pertanto si dovrebbero privilegiare specie arboree che sono in grado di sopportare periodi durante i quali la zona radicale è satura d'acqua. Tra le specie arboree più comuni nelle Prealpi è particolarmente indicato l'abete bianco, mentre l’abete rosso, su tali stazioni, tende invece a formare un apparato radicale piuttosto superficiale. D’altra parte i popolamenti uniformi non sono ideali quali boschi di protezione dalle inondazioni.

La capacità di protezione contro le inondazioni è generalmente elevata, allorquando i boschi presenti nei bacini imbriferi soddisfano i seguenti requisiti:

  1. Mescolanza a piede d’albero, con diverse specie arboree
  2. Almeno una delle specie presenti dovrebbe essere in grado di insediare le proprie radici anche negli strati del terreno temporaneamente saturi d'acqua
  3. Dovrebbero essere presenti contemporaneamente alberi appartenenti a diverse classi di età 
  4. Sono da evitare lacune o radure piuttosto estese.
  1. Einzelbaumweise Mischung unter­schiedlicher Baumarten
  2. Mindestens eine Baumart soll fähig sein, in zeitweise wassergesättigten Bodenhorizonten zu wurzeln
  3. Verschiedene Altersstufen sollen gleichzeitig vorhanden sein
  4. Grössere Bestandeslücken sollen ver­mieden werden.

Questi requisiti sono simili a quelli indicati nelle Linee guida “Continuità e controllo dell’efficacia nel bosco di protezione (progetto NaiS)". In tale contesto, per promuovere le foreste di protezione contro le inondazioni, si suggerisce di favorire la costituzione di strutture boschive su piccole aree con un grado di copertura elevato ed una distribuzione uniforme. Inoltre, per le diverse tipologie di stazioni forestali, esse indicano i requisiti a livello di composizione delle specie, di struttura, di stabilità e di presenza della rinnovazione.

Anche se la protezione dalle inondazioni in alcuni comprensori boschivi assume una funzione di primo piano, non si deve dimenticare che le foreste devono sempre adempiere diverse funzioni. Pertanto qualunque intervento selvicolturale in aree sensibili dal profilo del pericolo delle alluvioni, dovrebbe comunque essere attuato tenendo conto anche delle diverse esigenze ecologiche ed economiche.

Bibliografia

  • Engler, A., 1919. Untersuchungen über den Einfluss des Waldes auf den Stand der Gewässer. Mitteilungen der Schweizerischen Zentralanstalt für das forstliche Versuchswesen Band 12.
  • Frehner, M., Wasser, B., Schwitter, R., 2005. Nachhaltigkeit und Erfolgskontrolle im Schutzwald. BUWAL.
  • Lange, B., Germann, P., Lüscher, P., 2010. Einfluss der Wurzeln auf das Wasserspeichervermögen hydromorpher Waldböden. Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 161: 510–516.
  • Lüscher, P., Zürcher, K., 2003. Waldwirkung und Hochwasserschutz. Eine differenzierte Betrachtungsweise ist angesagt. Berichte aus der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft, 40: 30–33.

Download

Altri contributi sul tema in waldwissen.net