REGENERATION BY SEEDS AND

FOREST BIODIVERSITY

CONSERVATION IN ITALY

Prof. Bartolomeo Schirone

Dott. Alfredo Di Filippo

Dept. of Environment and Forests (DAF)

Università degli Studi della Tuscia

Viterbo, Italy

FORESTS IN ITALY

Forest area 10,467,533 ha

% national area 34.74

% High forest 29.71

% Coppice 44.48

% Other 25.81

Importance of coppice

Private property

Small area of forest

properties

Coppice conversion to high

forests in the last decades

Regeneration by seed and

tree populations adaptability

(biodiversity)

The ecoregional

approach in Italy

Selection of areas with

different conservation

priority (habitat/species)

Priority programs for:

1. Regeneration by seeds

2. Conversion of coppices

3. Reforestation for

defragmentation

Protected areas and National

Parks

One example - Appia Antica Regional Park (Rome)

PROVENANCE REGIONS FOR SEED COLLECTION - SLOVENIA

MAIN PARAMETER: ELEVATION

PROVENANCE REGIONS

FOR SEED COLLECTION –

BELGIUM

FRANCE

MAIN PARAMETERS:

• TEMPERATURE

• PRECIPITATION

• LITOLOGY

GERMANY

Basic ecological units Provenance Regions – Abies alba

DENMARK

GREAT BRITAIN

MAIN PARAMETERS:

• GEOLOGY

• TEMPERATURE

• PRECIPITATION

• ADMINISTRATIVE

BOUNDARIES

SLOVAKIA

SVEZIA

PARAMETRI PRINCIPALI:

• LATITUDINAL GRADIENT

• ADMINISTRATIVE

BOUNDARIES

FINLAND

HOLLAND

AUSTRIA

MAIN PARAMETERS: TEMPERATURE; PRECIPITATION; GEOMORFOLOGY;

ALTITUDINAL ZONES; VEGETATION MAPS

SPAIN

MAIN

PARAMETERS:

• TEMPERATURE

• PRECIPITATION

• LITOLOGY

• GEOLOGY

PROVENANCE REGIONS FOR 39 FOREST SPECIES

SPAIN

Provenance Regions for Pinus halepensis

MAIN

PARAMETER:

• GENOTYPE

17 provenance regions

SEED STANDS (“BOSCHI DA SEME”) IN

ITALY (1953)

Mainly based on best tree phenotypes

ECOLOGICAL MACRO-REGIONS IN ITALY FOR COLLECTION OF PLANT

PROPAGATION MATERIAL

REGIONS OF PROVENANCE – REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (VENETO)

Ecological factors considered:

Geomorphology

Litology

Climate

REGIONS OF PROVENANCE

REGIONAL EXAMPLES IN

ITALY

(EMILIA-ROMAGNA)

REGIONS OF

PROVENANCE –

REGIONAL EXAMPLES

IN ITALY (LOMBARDIA)

REGIONS OF PROVENANCE

– REGIONAL EXAMPLES IN

ITALY (LAZIO)

Digital Elevation Model (DEM)

REGIONS OF PROVENANCE

– REGIONAL EXAMPLES IN

ITALY (LAZIO)

Annual Temperature

REGIONS OF PROVENANCE

– REGIONAL EXAMPLES IN

ITALY (LAZIO)

Bioclimatic indices

REGIONS OF PROVENANCE

– REGIONAL EXAMPLES IN

ITALY (LAZIO)

Bioclimatic indices

Merging and synthesis of the environmental parameters and

definition of the buffer zones between ecologically different

areas

Altitudinal bioclimatic zones identified through a

tree-ring network (tree growth main limiting climatic

factors)

Genotypic analyses of tree populations: the case of Quercus suber

MSB

PRVTIV

ROM

ALLTOF

TUSMON

CER

SAB

ANZ

POM

CPZ

CIS

SCA

CIV

CIC

ISC

PER

SAP

BON

COS

ARZ

ORU

PLOVLL TEM

OLI

ALEPOR RIO

NUO

GAV

ABB

ERBPNT

PROCAP

MAU

MTG

MAS

DEI

ALG

BOL

SOR

ALB

MVA

SMA

SEN

FAS

CRG

BRI

OST

LAM

CEZ

ARG

GIG

MSM

RIP

COR

GER

VIB

ZTT

VSG

SPC

BRU

SESBER

ARD

GUS

NEB

SAN

BUR

CBO

ASO NIS

MLL

EsM

ALA

ABA

GUE

CAL

JON

PUI

VAL

CAS

SCO

MPX

JAL

SOU

MAD

SEI

HAZ

TOL

KET

CHE

KEN

OUL

LAR

TAZ

CFR

SID

FUEJER

BRA

AZE

ALC

CHA

ALQCAN

Genotypic analyses of tree populations: the case of Quercus suber

BolsenaTuscania

Montalto

Civ itavecchia

Allumiere

Tolfa

Cerveteri

Roma

Tivoli

Castelporziano

Sabaudia

Pomezia

Monte S. BiagioScauri

Cisterna

Priverno

Anzio

BolsenaTuscania

Montalto

Civ itavecchia

Allumiere

Tolfa

Cerveteri

Roma

Tivoli

Castelporziano

Sabaudia

Pomezia

Monte S. BiagioScauri

Cisterna

Priverno

BolsenaTuscania

Montalto

Civ itavecchia

Allumiere

Tolfa

Cerveteri

Roma

Tivoli

Castelporziano

Sabaudia

Pomezia

Monte S. BiagioScauri

Cisterna

Priverno

Anzio

The detailed distribution of

Quercus suber in Italy

Integration of:

1. Bibliographic research

2. Photointerpretation

3. Field surveys

Matching past and present distribution:

Historical records and toponyms map

Adamovic, 1906

Comune di Ostuni (BR)

Information gathered during field surveys are registered in a

georeferenced shape file.

SPECIE D G HT

Q. suber DiametroArea

basimet.

Altezza

tot.

Pianta 1 5.50

Pollone 1A 25.50 0.05

Pollone 1B 23.90 0.04

Pianta 2 3.50

Pollone 2A 11.10 0.01

Pollone 2B 9.60 0.01

Media 17.53 0.03 4.50

Dev. St. 8.33 0.02 1.41

Lamacoppa (Ostuni)

Quota: 200 m s.l.m.

Esposizione: S-E

Superficie: 32,534 ha

Descrizione:Il Bosco di Lamacoppa si trova a circa 5 km a sud di Ostuni

(BR). Dal punto di vista agronomico i terreni di questa zona

sono ascrivibili al tipo sabbio-limo-argilloso, sabbio-argillosi

e limosi, diffusi su brecce conchigliari del Pleistocene, poco

calcarei, a reazione neutra o subalcalina.

Scarse o mediocri, in questi terreni, risultano le dotazioni in

sostanza organica, azoto e anidride fosforica, mentre il

potassio, sia totale che scambiabile, è molto più

rappresentato.

È un bosco misto a Quercus ilex L., Quercus suber L. e,

nelle zone più soleggiate e meno dense di vegetazione,

Quercus pubescens Willd.

All’interno del popolamento è stata effettuata un’area di

saggio delle dimensioni di 10x10: ne è risultata una densità

di circa 200 piante/ettaro.

Lo stato arbustivo superiore copre il suolo al 30% e

raggiunge, in media, l’altezza di 1,50 m; quello inferiore

copre il suolo al 60% ed è alto circa 80 cm.

Nella stazione sono presenti le seguenti specie erbacee ed

arbustive di rilievo:

Pistacia lentiscus L., Rhamnus alaternus L., Phyllyrea

latifolia L., Crataegus monogina Jacq., Rosa sempervirens

L., Smilax aspera L., Lonicera implexa Ait., Rosa canina L.,

Ruscus aculeatus L., Cyclamen hederifolium Aiton,

Calycotome spinosa Lk., Cistus monspeliensis L., Cistus

salvifolius L., Myrtus communis L., Avena fatua L., Bromus

sterilis L., Dactylis glomerata L., Briza media L., Rubia

peregrina L., Daucus carota L., Prunus spinosa L., Daphne

gnidium L.

In rosso: specie presenti nel parco della Majella che mostrano notevole divergenza con le specie presenti nella banca dati

In blu: specie del parco per le quali non sono disponibili dati a livello nazionale e mondiale

Esempio 5: Analisi molecolare della biodiversità genetica di alcune specie forestali presenti nel

Parco Nazionale della Majella: Omologie di sequenza nucleotidica della regione nucleare

(nrDNA) dell’ITS

Specie Omologia tra individui

campionati nel Parco

della Majella (%)

Omologia con individui

italiani

n.d.= non disponibile

Omologia con individui

presenti nella Bancadati

Internazionale (%) Acer campestre 99.5 – 99.8 n.d. 98.6 – 98.9

Acer lobelii 100 n.d. 100

Acer monspessulanum 99.4 – 99.7 99.5 – 99.8

Acer pseudoplatanus 99.7 - 100 n.d. 99.7 - 100

Acer platanoides 99.8 - 100 n.d. 99.4 – 99.5

Acer obtusatum 100 n.d. 100

Alnus cordata 100 n.d. 100

Betula pendula 100 n.d. 100

Carpinus betulus 99.8 n.d. 99.7 – 99.8

Carpinus orientalis 99.8 n.d. 99.7 – 99.8

Fraxinus excelsior 100 n.d. n.d.

Populus alba 99.8 n.d. 99.7

Populus nigra 99.8 - 100 n.d. n.d.

Populus tremula 99.8 n.d. n.d.

Prunus avium 99.7 n.d. 99.7

Pyrus communis 99.7 n.d. n.d.

Quercus cerris 99.3 – 99.5 99.5 98.1 – 99.5

Quercus ilex 99.3 – 99.5 99.3 97.5 – 99.5

Quercus pubescens 98.8 98.8 99.0

Tilia cordata 99.7 n.d. n.d.

Tilia platyphyllos 99.3 – 99.9 97.5 96.2 – 96.4

Ulmus glabra 99.7 n.d. n.d.

Pinus laricio 99.8 n.d. n.d.

Pinus mugo 100 n.d. n.d.

A.monspessulanum

Cansano

T. Peligna

T. Casauria

Campo di Giove

A.pseudoplatanus

Gamberale

Pretoro

Palombaro

A.obtusatum

A.platanoides

Pretoro

Palombaro

Pizzoferrato

Lettomanoppello

S. Eufemia

A.campestre

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

99%

99%

97%

97%

96%

92%

100% 90%95%

Gli aceri della Majella:Rappresentazione grafica del grado di

omologia identificata tra le sequenze

degli ITS degli Aceri provenienti da

diverse località del Parco Nazionale

della Majella e quelle delle stesse

specie presenti nelle Banche dati

Internazionali ( ).

Q.cerris(Majella)

Q.cerris(Lazio)

Q.cerris(NCBI)

Q.ilex(Majella)

Q.ilex(NCBI)

Q.ilex(Lazio)

Q.pubescens(Majella)

Q.pubescens(Lazio)

99%

99%

99%

98%

98%

96%

95%

100% 95%

Le querce della Majella:Rappresentazione grafica del grado di

omologia identificata tra le sequenze

degli ITS delle querce provenienti dal

Parco Nazionale della Majella e quelle

delle stesse specie presenti nelle

Banche dati Internazionali

T.platyph.(Majella)

T. cordata(Majella)

T.tomentosa(NCBI)

T.platyphyllos(NCBI)

T.heterophylla(NCBI)

99%

99%

98%

97%

100% 95%

I tigli della Majella:Rappresentazione grafica del grado di omologia

identificata tra le sequenze degli ITS di Tilia

platyphyllos e Tilia cordata provenienti dal Parco

Nazionale della Majella e quelle delle stesse

specie, o affini, presenti nelle Banche dati

Internazionali

The old-growth beech forests in Italy

THE FUTURE OF

REFORESTATION TECHNIQUES

Large container stock

Photo courtesy:

Anders Mattsson,

Sweden

Mini-plants

Germination and early growth

Outdoor growth

PRE-FOREST PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION

PRE-FOREST PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION

–TRAYS WITH DIFFERENT SPECIES

Mirrors to avoid phototropism due to

asymmetric light

GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION

(DAF, UNIVERSITA’ DELLA TUSCIA)

GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION

(DAF, UNIVERSITA’ DELLA TUSCIA)

GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION (DAF,

UNIVERSITA’ DELLA TUSCIA)

GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION –

TRAYS WITH SEEDS ON EACH SHELF

GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION –

ROBOTIZED IRRIGATION AND CONTROL SYSTEM

Scale for

weight-based

irrigation

Drainage

of excess

water

Water re-cycle system – Reservoir

Air re-cycle systemAir sterilization filters