Forest Carbon Stock

Abstract

Forests affect climate globally and have an important role in the global carbon cycle. Countries that signed the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) and the agreements that followed, use national forest inventory data to estimate carbon sequestration related to land use, land use changes and forestry. Five terrestrial carbon pools are relevant for the estimation of carbon stocks and carbon stock changes under the UNFCCC and the Kyoto Protocol: soil, litter, belowground and aboveground biomass, and deadwood. The second Italian NFI (INFC2005) estimated the organic carbon stock stored within four out of the five pools and confirmed the major role of soil, which stored 57.6% of Italian forest organic carbon in the four pools studied. Estimating soil carbon change is challenging if the time elapsed between two assessment periods is not long, because the expected changes are small compared to the high carbon stock already present in soils. INFC2015 updated the estimates of the carbon stored in aboveground living biomass and in deadwood. The results are shown and commented on in Sects. 12.2 and 12.3. They allow for computation of the overall aboveground biomass carbon stock, i.e., the joined contribution of those two ecosystem components. Annual variation of carbon in growing stock is also due to carbon stored via growth and carbon removed with harvesting. These entries of the balance were estimated by INFC2015 and indicate that Italian forests act as carbon sinks; this is shown in Sect. 12.4.

12.1 Introduction

Trees bind carbon dioxide (CO₂) from the atmosphere through photosynthesis and store carbon in their wood. The carbon content of a tree is approximated by half the dry weight of the tree itself. Therefore, trees are seen as individuals able to storage carbon, and for this reason, also trees outside forests (TOF) have gained attention (e.g., Guo et al., 2014; Russo et al., 2014; Schnell et al., 2015; Speak et al., 2020). The assumption that trees are a net CO₂ sink led to planting trees in cities as part of their climate protection plans. However, assessments on their real potential to act as carbon sinks are difficult to carry out, because they require, among others, knowing the total emissions caused by planting and maintenance during the entire life cycle. Some completed assessments have shown such plantations have limited effectiveness in carbon stocking (e.g., McPherson & Kendall, 2014). For stocking purposes, trees are more efficient by moving carbon from the atmosphere into the forest ecosystem.

The role of forest in climate change mitigation has been widely recognised in recent decades. Countries that report on greenhouse gas (GHG) emissions and removals, after signing the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) and following the subsequent agreements, need to estimate carbon sequestration related to land use, land use changes and forestry. Five terrestrial carbon pools are relevant for the estimation of carbon stocks and carbon stock changes under the UNFCCC and the Kyoto Protocol (IPCC, 2003): soil, litter, belowground and aboveground biomass, and deadwood. National forest inventories are important data sources for estimating forest carbon stock (e.g., Breidenbach et al., 2021; Brown, 2002; Mäkipää et al., 2008). The second Italian NFI (INFC2005) estimated the carbon stock stored within four out of the five pools, i.e., belowground biomass was not included. The comprehensive assessment confirmed the major role of soil in European forests, as soil stored 57.6% of Italian forest organic carbon in the four pools, followed by the aboveground living biomass (38.1%). Together, deadwood and litter stored 4.3% of carbon (Gasparini & Di Cosmo, 2015; Gasparini et al., 2013).

Extensive field campaigns for sampling soil and following laboratory analyses for carbon content measurements are very expensive. Furthermore, estimating the change requires enormous effort because the expected changes are small compared to the high carbon stock already present in soils (Schrumpf et al., 2008), especially when the period between the two assessments is not long (e.g., Conen et al., 2003). Considering the short period between the two forest inventories, INFC2015 updated the estimates of carbon stored within the aboveground living biomass and the deadwood biomass. This living biomass is represented by woody vegetation consisting of trees with DBH ≥ 4.5 cm, small trees (seedlings and saplings typical of regeneration processes) and shrubs taller than 50 cm. Deadwood is composed of standing dead trees (trees with DBH ≥ 4.5 cm), remaining stumps (diameter ≥ 9.5 cm) and deadwood lying on the ground (section diameter ≥ 9.5 cm, length between the end sections ≥ 9.5 cm); together standing dead trees, stumps and deadwood lying on the ground are considered coarse woody debris.

The amount of carbon annually sequestrated by trees from the atmosphere was assessed estimating Forest annual increment in biomass. The carbon content in forest stands, however, also varies annually due to natural mortality and the removal of utilised trees. For this reason, the carbon sink quantified as the annual increase of carbon in living trees minus the carbon content of removed trees cannot be considered a net annual accumulation of carbon (Tabacchi et al., 2010).

12.2 Carbon Stock in the Aboveground Living Biomass

Table 12.1 shows the carbon stock stored in the woody vegetation as represented by all individuals taller than 50 cm, for the inventory categories of Forest and Total. Tables 12.2 and 12.3 show similar data for the forest types. Trees, small trees (seedlings and saplings) and shrubs store 539.3 million carbon tonnes, 59.4 tonnes per hectare on average. Table 12.4 shows the estimates on the carbon stored by trees for the inventory categories of Forest and for Total Forest. Table 12.5 shows the carbon stored by small trees and Table 12.6 shows the amount stored by shrubs. At www.inventarioforestale.org/statistiche_INFC similar statistics for the forest types are available. The data in the cited tables indicate that 96.8% of the carbon in the living biomass is stored by trees; small trees and shrubs store 1.7% and 1.5% of the total, respectively. Only in a few regions do small trees or shrubs store at least 3% of total aboveground living biomass carbon. Carbon in small trees exceeds that threshold in Umbria (5.7%), Marche (4.7%) and Molise (4.6%). Carbon in shrubs exceeds it in Molise (3.9%) and Sardegna (5.3%). If we consider the joint contribution of small trees and shrubs, 3% of the overall living biomass is exceeded in five additional regions: Emilia-Romagna, Lazio, Campania, Puglia and Basilicata. Figure 12.1 shows the carbon stock in the regions differentiating the parts due to trees and to small trees and shrubs together.

Table 12.1 Total value and value per hectare of carbon stock in the aboveground biomass by Forest inventory category / Valori totali e per ettaro di carbonio nella fitomassa epigea totale per le categorie inventariali del Bosco

Table 12.2 Total value and value per hectare of carbon stock in the aboveground biomass by Tall trees forest type / Valori totali e per ettaro di carbonio nella fitomassa epigea totale per le categorie forestali dei Boschi alti

Table 12.3 Total value and value per hectare of carbon stock in the aboveground biomass by Plantations forest type / Valori totali e per ettaro di carbonio nella fitomassa epigea totale per le categorie forestali degli Impianti di arboricoltura da legno

Table 12.4 Total value and value per hectare of carbon stock in the aboveground tree biomass by Forest inventory category /  Valori totali e per ettaro di carbonio nella fitomassa arborea epigea per le categorie inventariali del Bosco

Table 12.5 Total value and value per hectare of carbon stock in small trees biomass by Forest inventory category / Valori totali e per ettaro di carbonio totale della rinnovazione per le categorie inventariali del Bosco

Table 12.6 Total value and value per hectare of carbon stock in shrubs biomass by Forest inventory category / Valori totali e per ettaro di carbonio totale degli arbusti per le categorie inventariali del Bosco

Fig. 12.1

Carbon in trees, small trees (regeneration) and shrubs in Italian Forest (X-axis was limited to improve readibility; exceeding values are given in numbers) / Contenuto di carbonio negli alberi, nella rinnovazione e negli arbusti nel Bosco italiano (l'asse delle ascisse è stato limitato per migliorare la leggibilità; i valori eccedenti sono mostrati in numero)

Figure 12.2 shows the carbon stock in the aboveground living biomass in the Tall trees forest types.

Fig. 12.2

Carbon stock in the aboveground living biomass (trees, small trees and shrubs) of Tall trees forest types / Contenuto di carbonio negli alberi, nella rinnovazione e negli arbusti delle categorie forestali dei Boschi alti

Considering the forest types with more than 40 million carbon tonnes, we can note (cf. Chap. 7) that Beech forest, Temperate oaks and Mediterranean oaks forests and Other deciduous broadleaved forest cover wide areas (more than 1 million hectare each) and account for large timber volume (generally over 100 million cubic metres, except Temperate oaks forest with 94.4 million cubic metres). On the contrary, Norway spruce and Chestnut forest types store a great deal of carbon mainly because they are rich in biomass, as they do not spread over very large areas (586.7 thousand hectares for Norway spruce and 778.5 thousand hectares for Chestnut forest).

12.3 Carbon Stock in Deadwood

Table 12.7 shows the overall carbon stored in coarse woody debris in the forest inventory categories and for Total Forest. Tables 12.8 and 12.9 report similar information for the forest types. The three deadwood components considered by INFC2015 store altogether 29.8 million carbon tonnes, 3.3 tonnes per hectare on average. Table 12.10 shows the statistics for the standing dead trees, Table 12.11 shows those for stumps and Table 12.12 shows those for lying deadwood. The statistics for the three components in the forest types are available at www.inventarioforestale.org/statistiche_INFC.

Table 12.7 Total value and value per hectare of carbon stock in coarse woody debris by Forest inventory category / Valori totali e per ettaro del carbonio nel legno morto grosso totale per le categorie inventariali del Bosco

Table 12.8 Total value and value per hectare of carbon stock in coarse woody debris by Tall trees forest type / Valori totali e per ettaro del carbonio nel legno morto grosso totale per le categorie forestali dei Boschi alti

Table 12.9 Total value and value per hectare of carbon stock in coarse woody debris by Plantations forest type / Valori totali e per ettaro di carbonio nel legno morto grosso totale per le categorie forestali degli Impianti di arboricoltura da legno

Table 12.10 Total value and value per hectare of carbon stock in standing dead trees by Forest inventory category / Valori totali e per ettaro di carbonio negli alberi morti in piedi per le categorie inventariali del Bosco

Table 12.11 Total value and value per hectare of carbon stock in stumps by Forest inventory category/Valori totali e per ettaro di carbonio nelle ceppaie residue per le categorie inventariali del Bosco

Table 12.12 Total value and value per hectare of carbon stock in lying deadwood by Forest inventory category / Valori totali e per ettaro di carbonio nel legno morto grosso a terra per le categorie inventariali del Bosco

Figure 12.3 reveals that 57.5% of coarse woody debris carbon stock is in standing dead trees; lying deadwood stores 33.2% of coarse woody debris carbon and stumps store 9.3%.

Fig. 12.3

Carbon stock in coarse woody debris in Forest / Contenuto di carbonio nelle componenti del legno morto grosso, nel Bosco

Figure 12.4 shows the carbon stock in the three deadwood components for the Tall trees forest types.

Fig. 12.4

Carbon stock in the Tall trees forest types by deadwood component / Contenuto di carbonio nelle categorie forestali dei Boschi alti per componente del legno morto

Lying deadwood is the main component in carbon storing in four forest types: Larch and Stone pine, Norway spruce, Fir and Hygrophilous forests. In these categories lying deadwood stores between 41.5% (Norway Spruce forest) and 49.4% (Hygrophilous forests) of total coarse woody debris carbon stock. In all other forest types, most carbon is stored in the standing dead trees component, which generally accounts for more than 50%, except Scots pine and Mountain pine forest (48.2%) and Beech forest (47.8%). The average national value for carbon stored by stumps is exceeded in five forest types: Larch and Stone pine, Norway spruce, Fir, Beech and Cork oak forests, whose values range from 12.8% (Cork oak forest) to 23.3% (Norway spruce forests). Figure 12.5 shows the carbon stock in the regions by deadwood components.

Fig. 12.5

Carbon stock in coarse woody debris by components, in the regions / Contenuto di carbonio nel legno morto per componente, nelle regioni

As a general picture, standing dead trees are the main source of carbon stock, with percentages ranging from 49.9% (Marche) to 70.7% (Toscana), but in Valle d’Aosta and in Trentino the main deadwood component for carbon stock is lying deadwood (55.1% and 43.3%, respectively) while in Alto Adige both stumps (36.7%) and lying deadwood (36.5%) store more carbon than standing dead trees (26.7%).

12.4 Overall Carbon Stock in the Aboveground Living and Deadwood Biomass

Together, woody vegetation taller than 50 cm and coarse woody debris store 569.1 million carbon tonnes. Carbon in trees and shrubs constitutes 94.8% of the total while deadwood comprises 5.2%. Figure 12.6 shows the cumulative percent of carbon in the aboveground living biomass and in coarse woody debris, in the regions.

Fig. 12.6

Carbon stock in aboveground living biomass (trees and shrubs higher than 50 cm) and in coarse woody debris, in the regions / Contenuto di carbonio nella fitomassa epigea totale (alberi e arbusti più alti di 50 cm) e nel legno morto grosso totale, nelle regioni

The percentage of coarse woody debris is higher in the central-north regions. Its mean national value of 5.2% is exceeded in eight regions from the Alps to Toscana, except Alto Adige (5.0%) and Veneto (4.5%), which show values slightly lower. Marche and Calabria are the only two remaining regions whose coarse woody debris percent value is over 4%.

12.5 Annual Variation of Tree Carbon Stock

The annual volume increment of Forest, estimated in 37.8 million cubic metres (cf. Chap. 7), represents approximately 13.5 million carbon tonnes, 49.5 million tonnes CO₂ equivalent. One hectare Forest stores 1.5 carbon tonnes per year and binds from the atmosphere 5.5 tonnes CO₂. Table 12.13 shows the estimates on carbon annually stored in wood by tree growth for the inventory categories of Forest. At www.inventarioforestale.org/statistiche_INFC the estimates for the forest types are available. Figure 12.7 shows the amount of carbon stored in the regions, total and per hectare.

Table 12.13 Total value and value per hectare of carbon stock annual increase in aboveground tree biomass due to growth, by Forest inventory category / Valori totali e per ettaro dell'incremento annuo di carbonio nella fitomassa arborea epigea dovuto all’accrescimento, per le categorie inventariali del Bosco

Fig. 12.7

Carbon annually stored by trees growth, total and per hectare (to improve readability, very long bars have been limited and true values are given in numbers) / Carbonio accumulato annualmente per accrescimento degli alberi, totale e per ettaro (per migliorare la lettura, è stata limitata la lunghezza di barre molto lunghe e i valori reali sono indicati con numero)

A certain amount of carbon stock in the aboveground living biomass is annually removed from Forest due to felling. Table 12.14 shows the statistics on the carbon removed in the inventory categories of Forest. In Italy, almost 3.2 million carbon tonnes are annually removed from Forest, 11.7 million CO₂ tonnes equivalent. On average, 0.3 carbon tonnes are removed annually from one hectare Forest, 1.1 CO₂ tonnes equivalent. Figure 12.8 displays the data reported in the Table 12.14.

Table 12.14 Total value and value per hectare of carbon stock in trees (stem, large and small branches) utilised in the 12 months before the survey / Valori totali e per ettaro del carbonio in fusto, rami grossi e ramaglia degli alberi utilizzati nei 12 mesi precedenti il rilievo, per le categorie inventariali del Bosco

Fig. 12.8

Tree carbon removed annually from Forest with utilisations, total and per hectare (to improve readability, very long bars have been limited and true values are given in numbers) / Carbonio totale e per ettaro asportato annualmente dal Bosco con le utilizzazioni (per migliorare la lettura, è stata limitata la lunghezza di barre molto lunghe e i valori reali sono indicati con numero)

Figure 12.9 shows the amount of carbon stocked by trees every year and that extracted after felling.

Fig. 12.9

Carbon annually stored by trees growth and removed with utilisations (to improve readability, very long bars have been limited and true values are given in numbers) / Carbonio fissato annualmente per accrescimento degli alberi e carbonio asportato con le utilizzazioni annue (per migliorare la lettura, è stata limitata la lunghezza di barre molto lunghe e i valori reali sono indicati con numero)

For the whole country, 23.4% of carbon stock annually stored by trees growth is removed. Although the comparison was made not considering the natural mortality, which is not estimated by INFC, the strong positive balance confirms that Italian forests act as sinks. Among the regions, the balance is rather variable, ranging from 0.3% in Molise to 54.8% in Umbria.

Appendices

Appendix (Italian Version)

Riassunto Le foreste condizionano il clima a scala globale e rivestono un ruolo nel ciclo globale del carbonio. I Paesi che hanno sottoscritto la convenzione quadro sui cambiamenti climatici delle Nazioni Unite (UNFCCC) e i successivi impegni utilizzano i dati degli inventari forestali nazionali per stimare l’assorbimento di carbonio legato all’uso del suolo, al cambiamento d’uso e alle foreste. Cinque sono i serbatoi terrestri rilevanti nella stima del carbonio immagazzinato e della sua variazione per l’UNFCCC e il protocollo di Kyoto: il suolo, la lettiera, la fitomassa ipogea e quella epigea, il legno morto. Il secondo inventario forestale nazionale italia- no (INFC2005) ha stimato il contenuto di carbonio organico in quattro dei cinque serbatoi e confermato il ruolo primario del suolo, che è risultato contenere il 57.6% del carbonio organico dei quattro serbatoi nelle foreste italiane. La stima delle varia- zioni di carbonio nei suoli forestali è particolarmente onerosa poiché le variazioni attese sono piccole se paragonate alle grandi quantità immagazzinate. INFC2015 ha provveduto ad aggiornare le stime del carbonio contenuto nella fitomassa epigea e nel legno morto, le due componenti maggiormente soggette a variazioni apprezza- bili nel tempo trascorso tra i due inventari. I risultati sono mostrati e commentati nelle Sects. 12.2 e 12.3. La variazione annuale di carbonio nel soprassuolo è anche dovuta al carbonio immagazzinato con l’accrescimento degli alberi e a quello rimosso con le utilizzazioni. Queste due voci del bilancio, stimate da INFC2015, permetto- no di valutare il ruolo attivo delle foreste italiane nella rimozione di carbonio dall’atmosfera; questo contributo è discusso nella Sect. 12.4.

Introduzione

Gli alberi rimuovono anidride carbonica dall’atmosfera e, attraverso la fotosintesi, immagazzinano carbonio (C) nei tessuti legnosi. Si assume, con approssimazione accettabile, che la quantità di carbonio contenuta in un albero equivalga alla metà del suo peso secco. Gli alberi sono quindi considerati accumulatori di carbonio e, per questo, attenzione è stata rivolta anche a quelli che crescono in contesto non forestale (Trees outside forests—TOF) (es. Guo et al., 2014; Russo et al., 2014; Schnell et al., 2015; Speak et al., 2020). L’assunto che gli alberi siano un sink per il carbonio atmosferico ha portato ad inserire la piantumazione di alberi in contesto urbano nell’ambito delle strategie per la lotta ai cambiamenti climatici. Tuttavia, le valutazioni sulla loro reale capacità di comportarsi come accumulatori netti sono complesse perché richiedono di conoscere, tra l’altro, le emissioni dovute alle attività di impianto e cura nel corso dell’intero ciclo di vita, e alcune di quelle intraprese ne hanno ridimensionato il ruolo (es. McPherson & Kendall, 2014). Maggiore efficienza per lo stoccaggio del carbonio è garantita dalla capacità degli alberi di trasferire quello atmosferico nell’ecosistema forestale. Il contributo che le foreste possono dare alla lotta ai cambiamenti climatici è stato ampiamente riconosciuto negli ultimi decenni. I Paesi che compilano i report sulle emissioni e gli assorbimenti di gas serra, a seguito della sottoscrizione della convenzione sui cambiamenti climatici delle Nazioni Unite (UNFCCC) e gli accordi successivi, devono stimare l’assorbimento di carbonio legato all’uso del suolo, al cambiamento di uso del suolo e al settore forestale. Cinque sono i pool di carbonio considerati nelle stime per il carbonio immagazzinato e le sue variazioni ai fini del protocollo di Kyoto (IPCC, 2003): il suolo, la lettiera, la biomassa ipogea e quella epigea, il legno morto. Gli inventari forestali nazionali contribuiscono come un’importante fonte di dati per la stima del carbonio forestale (es. Breidenbach et al., 2021; Brown, 2002; Mäkipää et al., 2008). Il secondo inventario forestale nazionale italiano (INFC2005) ha stimato il carbonio immagazzinato in quattro dei cinque pool menzionati, non considerando la sola componente della biomassa ipogea. Le stime prodotte hanno confermato il ruolo principale che viene riconosciuto ai suoli nei contesti forestali europei, dacché il suolo del Bosco in Italia è risultato contenere il 57.6% del carbonio organico contenuto nei quattro pool indagati, seguito dalla fitomassa epigea (38.1%); lettiera e legno morto insieme sono risultati contribuire per il 4.3% del carbonio totale stimato (Gasparini & Di Cosmo, 2015; Gasparini et al., 2013).

Campagne di rilievo su larga scala per il campionamento dei suoli e le successive analisi di laboratorio per le determinazioni del contenuto di carbonio richiedono un impegno enorme perché le variazioni attese del contenuto di carbonio sono piccole se paragonate alle grandi quantità immagazzinate (Schrumpf et al., 2008), specialmente quando il periodo di tempo trascorso tra due campagne di rilievo non è lungo (es. Conen et al., 2003). Considerato il periodo relativamente breve trascorso dal precedente inventario, con INFC2015 si è proceduto ad aggiornare le stime della quantità di carbonio nella fitomassa epigea e nel legno morto grosso, le due componenti maggiormente soggette a variazioni apprezzabili. La fitomassa epigea è rap- presentata dalla vegetazione legnosa costituita da individui (genericamente indicati come alberi) con diametro a 1.30 m dal suolo ≥ 4.5 cm, e dagli individui di rinnovazione e arbusti più alti di 50 cm. Il legno morto grosso si compone di soggetti morti in piedi (genericamente indicati come alberi, con diametro a 1.30 m dal suolo ≥ 4.5 cm), ceppaie residue (con diametro alla sezione di taglio ≥ 9.5 cm) e legno morto grosso a terra (con diametro alle sezioni estreme ≥ 9.5 cm e lunghezza ≥ 9.5 cm); in contesti internazionali, queste tre componenti sono spesso indicate come coarse woody debris.

La quantità di carbonio che gli alberi sequestrano annualmente dall’atmosfera per accrescimento è stata stimata attraverso l’incremento annuo in biomassa. Il contenuto di carbonio dei soprassuoli forestali varia annualmente anche a causa del taglio e dell’esbosco degli alberi e della mortalità naturale. Pertanto, l’assorbimento quantificato sottraendo al carbonio fissato annualmente per accrescimento degli alberi vivi quello rimosso con le utilizzazioni non può essere considerato un accumulo netto di carbonio annuo (Tabacchi et al., 2010).

Il contenuto di carbonio nella vegetazione

La Table 12.1 mostra la quantità complessiva di carbonio della vegetazione legnosa con altezza superiore a 50 cm, per le categorie inventariali del Bosco e per il suo totale. La Table 12.2 e la Table 12.3 riportano le stesse informazioni per le categorie forestali del Bosco. Alberi, rinnovazione e arbusti immagazzinano 539.3 milioni di tonnellate di carbonio, con un valore medio per ettaro di 59.4 tonnellate. Per le categorie inventariali del Bosco e per la sua totalità, la Table 12.4 riporta le stime della quantità di carbonio negli alberi, la Table 12.5 riporta stime analoghe per la rinnovazione e la Table 12.6 presenta quelle per gli arbusti. Le statistiche a livello di categoria forestale per il contenuto di carbonio negli alberi, nella rinnovazione e negli arbusti sono disponibili al link www.inventarioforestale.org/statistiche_INFC. Un confronto tra le tabelle citate consente di evidenziare che il 96.8% del carbonio nella componente viva è dovuto agli alberi, mentre rinnovazione e arbusti contribuiscono per percentuali rispettivamente dell’1.7% e dell’1.5%. Rinnovazione o arbusti solo in poche regioni contribuiscono ognuno per almeno il 3% del contenuto di carbonio della fitomassa epigea totale. La rinnovazione supera questa percentuale in Umbria (5.7%), Marche (4.7%) e Molise (4.6%); gli arbusti la superano in Molise (3.9%) e Sardegna (5.3%). Insieme, le due componenti superano il 3% in altre cinque regioni (Emilia-Romagna, Lazio, Campania, Puglia e Basilicata). La Fig. 12.1 mostra i valori del contenuto di carbonio della vegetazione legnosa nelle regioni, distinguendo quelli della componente arborea da quelli totali di rinnovazione e arbusti. La Fig. 12.2 mostra il contenuto di carbonio nella vegetazione legnosa delle varie categorie forestali dei Boschi alti. Per le categorie forestali che contribuiscono con più di 40 milioni di tonnellate, si può notare (cfr. Chap. 7) che le Faggete, i Querceti di rovere, roverella e farnia, le Cerrete, boschi di farnetto, fragno e vallonea, gli Altri boschi caducifogli sono caratterizzati sia da una superficie forestale elevata (sempre superiore al milione di ettari) sia da un volume legnoso generalmente sopra i 100 milioni di metri cubi (ad eccezione dei Querceti di rovere, roverella e farnia, con 94.4 milioni di metri cubi); i Boschi di abete rosso e i Castagneti, invece, contribuiscono cospicuamente allo stoccaggio del carbonio soprattutto perché ricchi in massa, poiché la superficie occupata è più limitata (586.7 migliaia di ettari per i Boschi di abete rosso e 778.5 migliaia di ettari per i Castagneti).

Il contenuto di carbonio nel legno morto

INFC2015 ha aggiornato le stime relativamente al carbonio organico delle componenti degli alberi morti in piedi, della necromassa grossa a terra e delle ceppaie residue. La Table 12.7 mostra il contenuto di carbonio complessivo per le tre componenti rilevate, per le categorie inventariali e per il Bosco in generale. Le Tables 12.8 e 12.9 riportano le stesse informazioni per le categorie forestali del Bosco. Nel legno morto sono presenti 29.8 milioni di tonnellate di carbonio, con un valore medio per ettaro di 3.3 tonnellate. La Table 12.10 riporta le stime sulla quantità di carbonio negli alberi morti in piedi, la Table 12.11 stime analoghe per le ceppaie residue e la Table 12.12 quelle per il legno morto grosso a terra, tutte per le categorie inventariali del Bosco. Le statistiche a livello di categoria forestale per il contenuto di carbonio negli alberi morti in piedi, nelle ceppaie residue e nel legno morto grosso a terra sono disponibili all’indirizzo www.inventarioforestale.org/statistiche_INFC.

La Fig. 12.3 mostra che il 57.5% del carbonio nel legno morto è contenuto negli alberi morti in piedi, seguiti dal legno morto grosso a terra, con il 33.2%, ed infine dalle ceppaie residue, che contribuiscono per il 9.3%. La Fig. 12.4 riporta il contenuto di carbonio nelle tre componenti del legno morto per le categorie forestali dei Boschi alti. Il legno morto grosso a terra costituisce la principale componente di necromassa per l’accumulo di carbonio in quattro categorie forestali, che sono i Boschi di larice e cembro, i Boschi di abete rosso, i Boschi di abete bianco e i Boschi igrofili. In queste categorie la percentuale del carbonio totale immagazzinato nel legno morto grosso a terra varia dal 41.5% (Boschi di abete rosso) al 49.4% (Boschi igrofili). In tutte le altre categorie, prevale sempre il contributo degli alberi morti in piedi che, ad eccezione delle Pinete di pino silvestre e montano (48.2%) e delle Faggete (47.8%), contribuiscono sempre con una quota superiore al 50% del carbonio accumulato dal legno morto grosso complessivo. Le ceppaie residue contribuiscono con valori superiori alla media nazionale nelle tre categorie a conifere già ricordate per il ruolo prevalente del legno morto a terra, nelle Faggete e nelle Sugherete. Ad eccezione di queste ultime (12.8%), il contributo percentuale supera sempre il 16% e arriva al 23.3% nel caso dei Boschi di abete rosso. La Fig. 12.5 mostra il contenuto di carbonio nelle varie componenti del legno morto per le regioni italiane. La componente che contribuisce maggiormente all’accumulo di carbonio è quasi sempre quella degli alberi morti in piedi, con quote dal 49.9% (nelle Marche) al 70.7% (Toscana), ma in Valle d’Aosta e in Trentino la componente principale è il legno morto a terra (55.1% e 43.3% rispettivamente) e in Alto Adige ceppaie residue (36.7%) e legno morto grosso a terra (36.5%) prevalgono sugli alberi morti in piedi, con valori molto simili tra loro.

Il contenuto complessivo di carbonio epigeo

Nel complesso, gli individui di specie legnose con altezza maggiore di 50 cm e il legno morto grosso immagazzinano 569.1 milioni di tonnellate di carbonio. Questa quantità è dovuta per il 94.8% agli alberi e agli arbusti e per il restante 5.2% al legno morto grosso. La Fig. 12.6 riporta le percentuali cumulate di carbonio nella vegetazione e nel legno morto per le diverse regioni. Si può notare che la quota dovuta al legno morto risulta più elevata nelle regioni del centro-nord. Il valore medio nazionale del 5.2% è superato in otto regioni, dall’arco alpino alla Toscana, con l’eccezione dell’Alto Adige (5.0%) e del Veneto (4.5%), che comunque non si discostano molto da quel valore e insieme alle Marche e alla Calabria sono le uniche regioni restanti con un contributo del legno morto sopra il 4%.

Le variazioni annuali dello stock di carbonio degli alberi

All’incremento annuo di volume del Bosco, stimato in 37.8 milioni di metri cubi (cfr. Chap. 7), corrisponde un accumulo di circa 13.5 milioni di tonnellate di carbonio, che equivalgono a 49.5 milioni di tonnellate di CO₂. Un ettaro di Bosco fissa annualmente 1.5 tonnellate di carbonio, rimuovendo dall’atmosfera 5.5 tonnellate di CO₂. La Table 12.13 mostra le stime del carbonio accumulato annualmente nel legno prodotto per le categorie inventariali del Bosco. All’indirizzo www.inventarioforestale.org/statistiche_INFC sono disponibili statistiche analoghe per le categorie forestali. La Fig. 12.7 mostra la quantità di carbonio totale e per ettaro assorbita annualmente nelle varie regioni.

A fronte della quantità di carbonio fissata annualmente, una parte del carbonio contenuto nei soprassuoli forestali viene rimossa con le utilizzazioni boschive. La Table 12.14 mostra le stime della quantità di carbonio rimossa per le categorie inventariali del Bosco. A livello nazionale, tale quantità è di quasi 3.2 milioni di tonnellate, che corrispondono a 11.7 milioni di tonnellate di CO₂ equivalente. Da un ettaro di Bosco sono rimosse circa 0.3 tonnellate di carbonio, pari a 1.1 tonnellate equivalenti di CO₂. La Fig. 12.8 illustra i dati riportati nella tabella citata.

La Fig. 12.9 mette a confronto la quantità di carbonio fissato e rimossa annualmente dai soprassuoli forestali nelle diverse regioni. A livello nazionale, il carbonio rimosso dal Bosco con le utilizzazioni risulta pari al 23.4% del carbonio assorbito per accrescimento degli alberi. Al lordo delle perdite per mortalità naturale, la cui quantità non viene stimata direttamente da INFC, il confronto denota un bilancio fortemente positivo, a conferma del ruolo di sink dei soprassuoli forestali italiani. La percentuale di carbonio rimossa dal Bosco rispetto a quello fissato annualmente per accrescimento è piuttosto variabile tra le regioni, con valori che vanno dallo 0.3% del Molise al 54.8% dell’Umbria.