Accademia Italiana di Scienze Forestali

Italian Academy of Forest Sciences

Puettmann K.J. – Silviculture to enhance the adaptive capacity of forests

doi 10.4129/2cis-kjp-sil

Citation/Citazione
Puettmann K.J., 2015 – Silviculture to enhance the adaptive capacity of forests. In: Proceedings of the Second International Congress of Silviculture. Designing the future of the forestry sector. Florence, 26.29 November,  2014. Firenze: Accademia Italiana di Scienze Forestali. Vol. 2, p. 1157-1161. ISBN 978-88-87553-21-5. http://dx.doi.org/10.4129/2cis-kjp-sil

Title: Silviculture to enhance the adaptive capacity of forests
Titolo: Selvicoltura e aumento della capacità adattativa delle foreste

Summary: The presentation highlights the hypothesis that viewing forests as complex adaptive systems can help forest management to enhance the adaptive capacity of forests. It provides an example, how scientific concepts derived from the complexity literature relate to forest ecosystems and can be used to develop and assess specific silvicultural practices. The threshold concept is key to understanding ecosystem dynamics and has received a lot of attention in the context of complex adaptive systems. The threshold concept can provide insights why systems are not able to change and adapt. Complex adaptive systems theory suggests that the conditions that prevent ecosystems from changing can be grouped into two sets, labeled rigidity and poverty traps. Examples of rigidity traps include old-growth forest where components are highly connected, nutrients are mostly locked up in a few shade tolerant tree species, and forests have little opportunity to change from internal processes, despite being sensitive to high intensive, large-scale disturbances. In contrast, poverty traps reflect systems right after disturbances with high diversity, but e.g., where frequent disturbances prevent high connectedness among components and do not allow succession to occur. Using an example from a thinning study, I show how the concepts of rigidity and poverty traps in conjunction with the panarchy cycle can be used to gain more conceptual understanding of ecosystems adaptability and thus provides insights in how silviculturists can evaluate practices in this context. For example, small scale management disturbances may help overcome rigidity gaps, such as creating canopy gaps or variable density thinnings. Alternatively, encouraging future seed sources, either through thinning operations or maintenance of seed bearing trees or neighboring stands, may be helpful to facility ecosystems to overcome poverty traps.

Riassunto: Questo contributo evidenzia come l’ipotesi di considerare le foreste sistemi complessi e adattativi possa aiutare la gestione forestale ad aumentare la capacità adattativa delle foreste. Viene presentato un esempio di come i principi scientifici derivati dalla letteratura sulla complessità possano essere applicati agli ecosistemi forestali e usati per sviluppare e valutare specifiche pratiche selvicolturali. Il concetto di soglia è un concetto chiave per capire le dinamiche degli ecosistemi e ha ricevuto molta attenzione nel contesto dello studio dei sistemi complessi e adattativi. Qui si esamina il concetto di soglia e la sua utilità per spiegare perché certi sistemi non sono in grado di cambiare e adattarsi. La teoria dei sistemi complessi e adattativi suggerisce che le condizioni che impediscono agli ecosistemi di cambiare possono essere divise in due categorie, definite rispettivamente trappole della rigidità e trappole della povertà. Esempi di trappole della rigidità includono le foreste vetuste dove i componenti sono strettamente connessi, i nutrienti sono bloccati in poche specie tolleranti, e le foreste hanno poca opportunità per cambiare a seguito di processi interni, pur essendo sensibili ai disturbi. Al contrario, le trappole della povertà rappresentano sistemi con alta diversità ma disturbi frequenti che impediscono una elevata connessione tra i componenti del sistema e non consentono il verificarsi di successioni. Usando un esempio da uno studio sui diradamenti, spiego come i concetti di trappole della rigidità e della povertà, insieme al ciclo della panarchia, possano essere usati per ottenere una comprensione più concettuale della adattabilità degli ecosistemi e così dare alcune indicazioni ai selvicoltori su come valutare le pratiche selvicolturali in questo contesto. Per esempio, una gestione che emuli regimi di disturbo a piccola scala, come creare gaps nella copertura arborea, oppure diradamenti che rilasciano densità diversificate, possono aiutare a superare le trappole della rigidità. In alternativa, incoraggiare la disponibilità futura di seme attraverso diradamenti, oppure mantenendo alberi o popolamenti portaseme, può essere utile per aiutare gli ecosistemi a superare le trappole della povertà.

Keywords: adaptive capacity, thresholds, ecosystem dynamics.
Parole chiave: capacità adattativa, soglie, dinamiche ecosistemiche.

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