C and nutrients storage in long-time managed forest ecosystems subjected to land-use changes

Land Use Change (LUC) is a process that modify the Earth surface as a consequence of human activities with a direct influence on agricultural and forest ecosystems that are the principle soil keeper environments and the major carbon and nutrients sink of our Planet. In particular forest soils are able to store an amount of C and nutrients by far higher than that in aboveground biomass and atmosphere. Thus, the aim of this thesis is to evaluate the impact of LUC in forest ecosystems, in particular: i) How a different intensity of thinning recently applied (≈70 y) influence the soil organic C and nutrients storage capacity in similar forests; ii) How a millennial management in similar forests influence organic C and nutrients storage capacity in soils developed on different parent materials; iii) How a differentiate management and forest botanical stand composition affect the organic C storage in aboveground biomass, soil and roots; iv) How a differentiated management affect the soil organic C stock and its density fractions. Soil samples were analysed and the stock of C and nutrients were calculated following a standardized procedure. The soil stock of C and nutrients appeared to be slightly influenced by thinnings operated in the last 70 years of management compared to three millennia of forest use, while in long-time managed forests were little influenced by parent materials. Organic C stock in aboveground biomass, litter, mineral soil and roots of broadleaves forests subjected to a differentiate management depends on plant-site relation, stand biological characteristics and management practices. The monitoring activity conducted in a forest subjected to a differentiated management on total and fractionated organic C stock showed a strict connection between the cenosis, the site features, the soil properties and the management.

Il cambio di uso del suolo (LUC) è un processo che modifica la superficie terrestre come conseguenza delle attività umane con un'influenza diretta sugli ecosistemi agricoli e forestali che sono i maggiori custodi del suolo e il principale serbatoio di carbonio e nutrienti del nostro Pianeta. Pertanto, lo scopo di questa tesi è valutare l'impatto del LUC negli ecosistemi forestali, in particolare: i) come una diversa intensità di diradamento recentemente applicata (≈70 anni) influenza la capacità di stoccaggio di C organico e nutrienti del suolo in foreste della stessa tipologia; ii) come una gestione millenaria in foreste della stessa tipologia influenzi la capacità di immagazzinamento di C organico e nutrienti in suoli sviluppati su diversi materiali parentali; iii) In che modo una gestione differenziata e la composizione botanica del popolamento forestale influenzino lo stoccaggio di C organico nella biomassa fuori terra, nel suolo e nelle radici; iv) Come una gestione differenziata influisce sullo stock di C organico del suolo e sulle sue frazioni. I campioni di suolo sono stati analizzati e lo stock di C e di nutrienti è stato calcolato seguendo una procedura standardizzata. Lo stock di C e nutrienti del suolo è apparso leggermente influenzato dai diradamenti operati negli ultimi 70 anni di gestione rispetto a tre millenni di utilizzo forestale. Nelle foreste gestite da lungo tempo lo stock di C e nutrienti è stato poco influenzato dai materiali parentali. nella biomassa fuori terra, lettiera, suolo minerale e radici di foreste di latifoglie soggette a una gestione differenziata lo stock di C organico dipende dal rapporto pianta-sito, dalle caratteristiche biologiche del popolamento e dalle pratiche di gestione. L'attività di monitoraggio condotta in un bosco sottoposto a gestione differenziata su stock di C organico totale e frazionato ha evidenziato una stretta connessione tra la cenosi, le caratteristiche del sito, le proprietà del suolo e la gestione