Relazioni tra struttura forestale e abbondanza dei coleotteri saproxilici in un bosco misto di latifoglie dell’Appennino centrale

Francesco Parisi; Mirko Di Febbraro, Fabio Lombardi, Alessandro Bruno Biscaccianti, Alessandro Campanaro, Roberto Tognetti, Marco Marchetti

Parole chiave: successione forestale; coleotteri saproxilici, legno morto, Joint Species Ddistribution Models;

Appennino; bosco misto.

Legno morto e microhabitats svolgono un ruolo fondamentale in molti processi ecologici nei popolamenti forestali. Forniscono substrati per una moltitudine di organismi dipendenti dal legno, oltre a garantire la salute dell’ecosistema ed aumentare la funzionalità complessiva delle foreste.

Nei sistemi forestali montano-mediterranei, sono ancora limitati gli studi realizzati per la valutazione delle relazioni tra la struttura forestale e gli indicatori di biodiversità.

In questo lavoro, è stato ipotizzato che la ricchezza ed abbondanza delle specie di coleotteri saproxilici siano influenzati dalla quantità e tipo di legno morto presente, dall’eterogeneità e densità dei microhabitats,

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Il bosco: bene indispensabile per un presente vivibile e un futuro possibile 77 nonché dalle caratteristiche strutturali della foresta. È stato anche valutato lo stato di conservazione delle specie saproxiliche, considerando i loro tratti funzionali (es. livello trofico).

Lo studio è stato realizzato in un bosco misto di latifoglie situato nell’Appennino centrale (Bosco Pennataro), ad un’altitudine compresa tra 900 e 1100 m s.l.m. (Molise, Italia). La foresta si estende per circa 300 ettari, principalmente è caratterizzata da un ceduo invecchiato, dove però spesso si riscontrano fasi di transizione naturale verso la fustaia. Queste strutture complesse sono legate all’evoluzione dell’ecosistema, considerato che non sono stati più effettuati interventi selvicolturali negli ultimi 60 anni. Il sito fa parte della Riserva MaB di “Collemeluccio-Montedimezzo-Alto Molise”, istituita nel 1977 per salvaguardare ecosistemi naturali e gestiti, promuovendo in tal modo approcci gestionali innovativi e sostenibili dal punto di vista ambientale.

Il campionamento della fauna saproxilica è stata effettuato utilizzando due metodi di campionamento: trappole a finestra e trappole emergenti (eclettori). Sono stati materializzati 50 plots di campionamento, all’interno dei quali sono stati rilevati i parametri strutturali, l’abbondanza del legno morto ed i microhabitats; inoltre, al centro di ogni plot, è stata installata una trappola a finestra, per un totale di 50 sistemi di cattura. In ogni plot, sono state inoltre posizionate fino a tre trappole ad emergenza, in base alla presenza di legno morto appartenente alle diverse classi di decadimento.

La fauna saproxilica è stata campionata nel 2014 e 2015, raccogliendo 3983 esemplari ripartiti come segue: 2700 individui appartenenti a 224 specie nel 2014 e 1276 esemplari appartenenti a 116 specie nel 2015. Sono state rilevate complessivamente 46 famiglie. Tra i coleotteri campionati, il 68,6% è attribuibile a coleotteri con abitudini prettamente saproxiliche, ovvero 2375 esemplari appartenenti a 103 specie riferite a 35 famiglie. È stata quantificata l’abbondanza (numero di individui intrappolati) di ciascuna specie campionata, utilizzata come variabile di risposta nelle analisi statistiche. Per ogni specie identificata oltre al livello trofico occupato è stato assegnato lo stato di conservazione IUCN.

Secondo i risultati del Joint Species Distribution Models (JSDM), i microhabitats hanno evidenziato una relazione significativa e positiva con l’abbondanza degli insetti xilofagi, mentre è stata negativamente correlata con l’abbondanza dei saproxilofagi. Inoltre, sono emerse relazioni significative, ma negative, tra l’area basimetrica ed i coleotteri micofagi, ed anche tra la presenza di snags e gli insetti xilofagi. I risultati ottenuti hanno inoltre indicato una correlazione significativa e positiva tra legno morto e l’abbondanza dei predatori. Inoltre, sebbene non statisticamente significativo, si evince un effetto positivo della biomassa legnosa viva e dell’area basimetrica sull’abbondanza di micofagi e saproxilofagi. Infine, sia la biomassa viva che il legno morto influenzano positivamente la presenza di predatori e saproxilofagi. Per quanto riguarda le categorie IUCN, solo l’area basimetrica ha mostrato un’influenza positiva sull’abbondanza delle specie saproxiliche di categoria NT (quasi minacciate).

JSDM ha mostrato chiaramente relazioni significative tra le variabili (forestali ed entomologiche) considerate, riflettendo l’eterogeneità della struttura forestale e dei microhabitats per le componenti vive e morte. Il modello ha rivelato che il volume degli alberi vivi e l’eterogeneità strutturale svolgono un ruolo cruciale nella diversificazione dei modelli di distribuzione delle specie saproxiliche.

Si evidenzia inoltre che i modelli previsionali sulla distribuzione delle specie possono essere opportunamente integrati con modelli climatici e fenologici, al fine di evidenziare gli effetti dei cambiamenti climatici e della gestione forestale sulle comunità saproxiliche.

Mentre molti studi sulle strategie di gestione orientate alla conservazione si concentrano sugli indicatori di biodiversità considerandoli separatamente gli uni dagli altri, in questo studio è stata evidenziata l’importanza di integrare più indicatori per un monitoraggio completo ed integrato dei soprassuoli forestali.

Relationships between stand structural attributes and saproxylic beetle abundance in a broadleaf mixed forest of Central Apennines

Keywords: forest succession; saproxylics, deadwood; Joint Species Distribution Models; Apennines;

broadleaved stands.

Deadwood and microhabitats play a fundamental role in many forest ecosystem processes. They provide substrates for a multitude of wood-dependent organisms, as well as maintaining the ecosystem health and

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Il bosco: bene indispensabile per un presente vivibile e un futuro possibile 78 increasing the overall forest functionality. In Mediterranean forest ecosystems, the relationship between stand- structure attributes and species-diversity indicators is still poorly studied. In this study, we hypothesized that richness and abundance of saproxylic species were influenced by the amount and type of deadwood, the heterogeneity in type and density of microhabitats, and the forest structural traits. We also evaluated the conservation status of the saproxylics species, considering their functional traits (i.e., trophic level).

The study was realized in a broadleaf mixed forest located in Central Apennines (“Bosco Pennataro”), at an altitude ranging between 900 and 1100 m a.s.l. (Molise Region, Italy). The forest extends on approximately 300 ha. It is mainly characterised by a mixture of old coppices, with patched of high forest and transitory phases. These complex structures are associated with the ongoing natural evolution of the forest stands since no silvicultural interventions have been carried out during the last 50 years. The site is part of the MaB United Nations Environmntal, Scientific and Cultural Organization (UNESCO) Reserve of “Collemeluccio-Montedimezzo-Alto Molise”, established in 1977 to safeguard natural and managed ecosystems, thus promoting innovative approaches to economic development that are environmentally sustainable.

The experimental area extends over 240 ha. Overall, 50 sampling plots: 43 were located at a regular distance of 250 m to each other; 7 plots were randomly positioned at shorter distances, using a systematic aligned scheme.

The identification of the saproxylic beetle fauna was carried out using two sampling methods: window flight trap for flying beetles and emergence trap for beetles moving on the surface of dead trunks/branches or also emerging from deadwood at different stages of decay. At the centre of each sampling plot, one window flight trap was installed at a height of two meters above the forest floor. Emergence traps, made of bags enveloping a portion of deadwood, were connected to a jar for the collection of emerging insects. In each plot, up to three emergence traps were positioned, according to the presence of deadwood belonging to different decay classes.

The saproxylic fauna was sampled during 2014 and 2015, collecting 3983 specimens repartitioned as: 2700 specimens belonging to 224 species in 2014, and 1276 specimens belonging to 116 species in 2015. A total of 46 families were detected. Among the sampled beetles, 68.6% is attributable to saproxylic beetles, namely 2375 specimens belonging to 103 species referring to 35 families of Coleoptera.

At plot level, we quantified the abundance (i.e., count of trapped individuals) of each sampled species, which we then used as response variable in the statistical analyses, and for each identified species, the trophic categories were characterised. In addition, we assigned the IUCN conservation status

According to Joint species distribution models (JSDM) results, microhabitats showed a significant and positive relationship with the xylophagous abundance, while it was negatively correlated with the saproxylophagous abundance. We found significant, negative relationships between Basal area and mycophagous, and also between snag and xylophagous abundances. In addition, our results indicated a significant and positive correlation between coarse woody debris and the abundance of predators. Moreover, although not statistically significant, we found a positive effect of Biomass and Basal area on the abundance of mycophagous and saproxylophagous, respectively. Finally, we highlighted a negative effect of biomass and coarse woody debris on the abundance of predators and saproxylophagous, respectively. With regard to IUCN categories, only basal area showed a significant, positive effect on the abundance of NT (Near Threatened) saproxylic species

JSDM clearly showed significant relationships between the variables (forest and entomological) considered, reflecting the heterogeneity of forest structure and microhabitats for both living and deadwood components in the study area. Microhabitats sampled on living trees resulted differently distributed from those on deadwood components. Models that predict species distribution can be conveniently integrated with climate and phenological models in order to highlight effects of climate change and forest management on saproxylic communities. In this sense, appropriate monitoring of saproxylic populations in Mediterranean mountain forests, for which information is scarce, is an important step toward forecasting ecosystem dynamics at these latitudes.

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