Carbon sequestration in old growth forests: effects of site and forest structure

RIASSUNTO – Le foreste vetuste, oltre al loro valore intrinseco, svolgono un ruolo importante nell’ecologia a scala globale, come riserve di carbonio e biodiversità. La loro capacità di agire di fissare carbonio è però oggetto di dibattito. Secondo il modello concettuale di Odum (1969), le foreste vetuste dovrebbero essere generalmente in equilibrio con l’ambiente, con una produttività netta ecosistemica nulla (NEP = 0); questo valore atteso, tuttavia, è stato messo in discussione dai flussi netti di carbonio osservati per le foreste vetuste (Luyssaert et al. 2008, Wirth et al. 2009), suggerendo il loro ruolo preminente nel bilancio del carbonio a scala globale. In questo studio il bilancio del carbonio delle foreste vetuste boreali e temperate è stato valutato con la rianalisi di 20 cronosequenze, per un totale complessivo di 161 popolamenti coetanei. Entro ogni cronosequenza, la NEP del popolamento più vecchio è stata confrontata con il valore di massima NEP osservata nelle foreste giovani, per rimuovere gli artefatti legati alla maggiore probabilità che le foreste vetuste si trovino in aree remote, con bassa fertilità. Infine, un modello di simulazione semplice è stato applicato in modo da estrapolare i risultati da foreste coetanee a regimi di disturbo variabile, in termini di frequenza e superficie di incidenza, in modo da ottenere un quadro più generale del bilancio del carbonio atteso per foreste boreali e temperate non gestite. ABSTRACT - Apart from their intrinsic value, old-growth forests play an important role in global ecology, as a key reservoir of carbon and biodiversity. Their ability to act as a substantial C sink, on the contrary, has been the subject of a lively debate. According to Odum’s (1969) conceptual model, old-growth forests should be in overall equilibrium with the environment, with a null net ecosystem production (NEP=0); this view, however, has been challenged by the observation of substantial net C fluxes (Luyssaert et al. 2008, Wirth et al. 2009), suggesting a substantial role of old-growth forests in the global C balance. In this study, the C balance of old-growth boreal and temperate forests has been assessed through the re-analysis of 20 forest chronosequences, comprising a total of 161 even-aged stands. Within each chronosequence, the NEP of the oldest stand has been compared with the maximum value observed in young forests, so as to remove any artefacts related to the greater probability of old-growth forests being located in remote, low-fertility sites. Finally, a simple simulation model has been applied in order to extrapolate results from even-aged forests to variable disturbance regimes, in terms of frequency and dimensions, so as to obtain a more general picture of the expected C balance of un-managed boreal and temperate forests.