REGENERATION BY SEEDS AND   FOREST BIODIVERSITY  CONSERVATION IN ITALY      Prof. Bartolomeo Schirone        Dott. Alfredo...
FORESTS IN ITALYForest area       10,467,533 ha% national area   34.74% High forest     29.71% Coppice         44.48% Othe...
Importance of coppice      Private property    Small area of forest       propertiesCoppice conversion to highforests in t...
The ecoregional  approach in Italy Selection of areas with   different conservation  priority (habitat/species)  Priority ...
Protected areas and NationalParks
One example - Appia Antica Regional Park (Rome)
PROVENANCE REGIONS FOR SEED COLLECTION - SLOVENIAMAIN PARAMETER: ELEVATION
PROVENANCE REGIONSFOR SEED COLLECTION –BELGIUM
FRANCEMAIN PARAMETERS:• TEMPERATURE• PRECIPITATION• LITOLOGY
GERMANYBasic ecological units        Provenance Regions – Abies alba
DENMARK
GREAT BRITAINMAIN PARAMETERS:• GEOLOGY• TEMPERATURE• PRECIPITATION• ADMINISTRATIVEBOUNDARIES
SLOVAKIA
SVEZIA         PARAMETRI PRINCIPALI:         • LATITUDINAL GRADIENT         • ADMINISTRATIVE         BOUNDARIES
FINLAND
HOLLAND
AUSTRIAMAIN PARAMETERS: TEMPERATURE; PRECIPITATION; GEOMORFOLOGY;ALTITUDINAL ZONES; VEGETATION MAPS
SPAIN                                           MAIN                                           PARAMETERS:                ...
SPAINProvenance Regions for Pinus halepensis                                          MAIN                                ...
SEED STANDS (“BOSCHI DA SEME”) INITALY (1953)Mainly based on best tree phenotypes
ECOLOGICAL MACRO-REGIONS IN ITALY FOR COLLECTION OF PLANTPROPAGATION MATERIAL
REGIONS OF PROVENANCE – REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (VENETO)Ecological factors considered:GeomorphologyLitologyClimate
REGIONS OF PROVENANCE REGIONAL EXAMPLES IN          ITALY   (EMILIA-ROMAGNA)
REGIONS OFPROVENANCE –REGIONAL EXAMPLESIN 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 anddefinition of the buffer zones between ecologically different    ...
Altitudinal bioclimatic zones identified through atree-ring network (tree growth main limiting climaticfactors)
Genotypic analyses of tree populations: the case of Quercus suber
Genotypic analyses of tree populations: the case of Quercus suber                                                         ...
Tuscania                Bolsena                                           Ro maMontalto                                   ...
The detailed distribution of      Quercus suber in Italy       Integration of:1. Bibliographic research2. Photointerpretat...
Matching past and present distribution:             Historical records and toponyms mapAdamovic, 1906
Comune di Ostuni (BR)
Information gathered during field surveys are registered in a                 georeferenced shape file.
Descrizione:Il Bosco di Lamacoppa si trova a circa 5 km a sud di Ostuni(BR). Dal punto di vista agronomico i terreni di qu...
Esempio 5: Analisi molecolare della biodiversità genetica di alcune specie forestali presenti nel    Parco Nazionale della...
100%                95%         90%                                                         Gli aceri della Majella:A.mons...
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100%                              95%T.platyph.(Majella)          99%T. cordata(Majella)                98%T.tomentosa(NCB...
The old-growth beech forests in Italy
THE FUTURE OFREFORESTATION TECHNIQUES
Large container stock                        Photo courtesy:                        Anders Mattsson,                      ...
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                         ...
Drainageof excesswater
Water re-cycle system – Reservoir
Air re-cycle systemAir sterilization filters
Bartolomeo Schirone presentation
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Bartolomeo Schirone presentation

  1. 1. 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
  2. 2. FORESTS IN ITALYForest area 10,467,533 ha% national area 34.74% High forest 29.71% Coppice 44.48% Other 25.81
  3. 3. Importance of coppice Private property Small area of forest propertiesCoppice conversion to highforests in the last decades Regeneration by seed andtree populations adaptability (biodiversity)
  4. 4. The ecoregional approach in Italy Selection of areas with different conservation priority (habitat/species) Priority programs for:1. Regeneration by seeds2. Conversion of coppices 3. Reforestation for defragmentation
  5. 5. Protected areas and NationalParks
  6. 6. One example - Appia Antica Regional Park (Rome)
  7. 7. PROVENANCE REGIONS FOR SEED COLLECTION - SLOVENIAMAIN PARAMETER: ELEVATION
  8. 8. PROVENANCE REGIONSFOR SEED COLLECTION –BELGIUM
  9. 9. FRANCEMAIN PARAMETERS:• TEMPERATURE• PRECIPITATION• LITOLOGY
  10. 10. GERMANYBasic ecological units Provenance Regions – Abies alba
  11. 11. DENMARK
  12. 12. GREAT BRITAINMAIN PARAMETERS:• GEOLOGY• TEMPERATURE• PRECIPITATION• ADMINISTRATIVEBOUNDARIES
  13. 13. SLOVAKIA
  14. 14. SVEZIA PARAMETRI PRINCIPALI: • LATITUDINAL GRADIENT • ADMINISTRATIVE BOUNDARIES
  15. 15. FINLAND
  16. 16. HOLLAND
  17. 17. AUSTRIAMAIN PARAMETERS: TEMPERATURE; PRECIPITATION; GEOMORFOLOGY;ALTITUDINAL ZONES; VEGETATION MAPS
  18. 18. SPAIN MAIN PARAMETERS: • TEMPERATURE • PRECIPITATION • LITOLOGY • GEOLOGYPROVENANCE REGIONS FOR 39 FOREST SPECIES
  19. 19. SPAINProvenance Regions for Pinus halepensis MAIN PARAMETER: • GENOTYPE17 provenance regions
  20. 20. SEED STANDS (“BOSCHI DA SEME”) INITALY (1953)Mainly based on best tree phenotypes
  21. 21. ECOLOGICAL MACRO-REGIONS IN ITALY FOR COLLECTION OF PLANTPROPAGATION MATERIAL
  22. 22. REGIONS OF PROVENANCE – REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (VENETO)Ecological factors considered:GeomorphologyLitologyClimate
  23. 23. REGIONS OF PROVENANCE REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (EMILIA-ROMAGNA)
  24. 24. REGIONS OFPROVENANCE –REGIONAL EXAMPLESIN ITALY (LOMBARDIA)
  25. 25. REGIONS OF PROVENANCE– REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (LAZIO)Digital Elevation Model (DEM)
  26. 26. REGIONS OF PROVENANCE– REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (LAZIO) Annual Temperature
  27. 27. REGIONS OF PROVENANCE– REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (LAZIO) Bioclimatic indices
  28. 28. REGIONS OF PROVENANCE– REGIONAL EXAMPLES IN ITALY (LAZIO) Bioclimatic indices
  29. 29. Merging and synthesis of the environmental parameters anddefinition of the buffer zones between ecologically different areas
  30. 30. Altitudinal bioclimatic zones identified through atree-ring network (tree growth main limiting climaticfactors)
  31. 31. Genotypic analyses of tree populations: the case of Quercus suber
  32. 32. Genotypic analyses of tree populations: the case of Quercus suber MTG MVA BRU RIP MAS JAL BER SES DEI MSM SOR ALG SEI MON ARD ALB CAP PRO TUS SOU BOL ERB CER MPX PNT MAU ALE ROM POR RIO CIS TIV PRV JON GIG ARZ ARG PLO OST SCO VLL TOF SCA FAS TEM ALL PER SMA BRI ALA ORU OLI CIV SEN MAD PUI POM NUO CPZ SAB ISC CHA CAS ABB ANZ CRG TOL GAV CIC SAP CEZ CAN VAL EsM GUS MSB ALQ LAM BONAZE NEB BUR VIB MLL SPC SAN ALC COS VSG JER FUE HAZ COR ZTT CFR GER CAL BRA ASO NIS GUE CBO CHE ABA LAR KET KEN TAZSID OUL
  33. 33. Tuscania Bolsena Ro maMontalto TivoliCiv itavecchia Cisterna Allu miere Tolfa Priverno Cerveteri Castelporziano Pomezia Anzio Sabaudia Scauri Monte S. Biagio
  34. 34. The detailed distribution of Quercus suber in Italy Integration of:1. Bibliographic research2. Photointerpretation3. Field surveys
  35. 35. Matching past and present distribution: Historical records and toponyms mapAdamovic, 1906
  36. 36. Comune di Ostuni (BR)
  37. 37. Information gathered during field surveys are registered in a georeferenced shape file.
  38. 38. 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 Lamacoppa (Ostuni)sono ascrivibili al tipo sabbio-limo-argilloso, sabbio-argillosie limosi, diffusi su brecce conchigliari del Pleistocene, poco Quota: 200 m s.l.m.calcarei, a reazione neutra o subalcalina.Scarse o mediocri, in questi terreni, risultano le dotazioni in Esposizione: S-Esostanza organica, azoto e anidride fosforica, mentre ilpotassio, sia totale che scambiabile, è molto più Superficie: 32,534 harappresentato.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 disaggio delle dimensioni di 10x10: ne è risultata una densitàdi circa 200 piante/ettaro. SPECIE D G HTLo stato arbustivo superiore copre il suolo al 30% eraggiunge, in media, l’altezza di 1,50 m; quello inferiore Q. suber Diametro Area Altezzacopre il suolo al 60% ed è alto circa 80 cm. basimet. tot.Nella stazione sono presenti le seguenti specie erbacee ed Pianta 1 5.50arbustive di rilievo: Pollone 1A 25.50 0.05Pistacia lentiscus L., Rhamnus alaternus L., Phyllyrea Pollone 1B 23.90 0.04latifolia L., Crataegus monogina Jacq., Rosa sempervirensL., Smilax aspera L., Lonicera implexa Ait., Rosa canina L., Pianta 2 3.50Ruscus aculeatus L., Cyclamen hederifolium Aiton, Pollone 2A 11.10 0.01Calycotome spinosa Lk., Cistus monspeliensis L., Cistus Pollone 2B 9.60 0.01salvifolius L., Myrtus communis L., Avena fatua L., Bromussterilis L., Dactylis glomerata L., Briza media L., Rubiaperegrina L., Daucus carota L., Prunus spinosa L., Daphne Media 17.53 0.03 4.50gnidium L. Dev. St. 8.33 0.02 1.41
  39. 39. 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’ITSIn rosso: specie presenti nel parco della Majella che mostrano In blu: specie del parco per le quali non sononotevole divergenza con le specie presenti nella banca dati disponibili dati a livello nazionale e mondiale Specie Omologia tra individui Omologia con individui Omologia con individui campionati nel Parco italiani presenti nella Bancadati della Majella (%) n.d.= non disponibile 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.
  40. 40. 100% 95% 90% Gli aceri della Majella:A.monspessulanum 100% Rappresentazione grafica del grado diCansano 100% omologia identificata tra le sequenze degli ITS degli Aceri provenienti daT. Peligna diverse località del Parco NazionaleT. Casauria 100% della Majella e quelle delle stesse 100% 96% specie presenti nelle Banche datiCampo di Giove Internazionali ( ).A.pseudoplatanus 100%Gamberale 97%Pretoro 100%Palombaro 100% 92%A.obtusatumA.platanoides 99%Pretoro 100%Palombaro 97%Pizzoferrato 100%Lettomanoppello 100%S. Eufemia 99%A.campestre
  41. 41. 100% 95%Q.cerris(Majella) 99%Q.cerris(Lazio) 98% Le querce della Majella: Rappresentazione grafica del grado diQ.cerris(NCBI) omologia identificata tra le sequenze 96% degli ITS delle querce provenienti dalQ.ilex(Majella) 99% Parco Nazionale della Majella e quelle delle stesse specie presenti nelleQ.ilex(NCBI) 98% Banche dati Internazionali 95%Q.ilex(Lazio)Q.pubescens(Majella) 99%Q.pubescens(Lazio)
  42. 42. 100% 95%T.platyph.(Majella) 99%T. cordata(Majella) 98%T.tomentosa(NCBI) 97%T.platyphyllos(NCBI) 99%T.heterophylla(NCBI) 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
  43. 43. The old-growth beech forests in Italy
  44. 44. THE FUTURE OFREFORESTATION TECHNIQUES
  45. 45. Large container stock Photo courtesy: Anders Mattsson, Sweden
  46. 46. Mini-plants
  47. 47. Germination and early growth
  48. 48. Outdoor growth
  49. 49. PRE-FOREST PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION
  50. 50. PRE-FOREST PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION–TRAYS WITH DIFFERENT SPECIES
  51. 51. Mirrors to avoid phototropism due to asymmetric light
  52. 52. GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION (DAF, UNIVERSITA’ DELLA TUSCIA)
  53. 53. GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION (DAF, UNIVERSITA’ DELLA TUSCIA)
  54. 54. GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION (DAF, UNIVERSITA’ DELLA TUSCIA)
  55. 55. GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION – TRAYS WITH SEEDS ON EACH SHELF
  56. 56. GROWTH CHAMBER PROTOTYPE FOR MINI-PLANT PRODUCTION – ROBOTIZED IRRIGATION AND CONTROL SYSTEM Scale for weight-based irrigation
  57. 57. Drainageof excesswater
  58. 58. Water re-cycle system – Reservoir
  59. 59. Air re-cycle systemAir sterilization filters

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