Analisi della crescita di tre specie aliene invasive: Ailanthus altissima (Mill.) Swingle, Phytolacca americana L. e Robinia pseudoacacia L.

Le invasioni biologiche costituiscono una delle più pressanti minacce alla biodiversità globale. Il problema è amplificato dall’aumento della mobilità di uomini e merci, che comporta la diffusione volontaria o accidentale di organismi al di fuori del loro areale geografico originario, dalla scarsa resistenza offerta dalle comunità autoctone, spesso impoverite dall’azione umana, e dal cambiamento climatico. I cambiamenti climatici in atto possono infatti favorire molte specie aliene invasive nella loro diffusione e nel loro impatto. In particolare, alcune specie aliene, che al momento non sono stabilizzate, a causa del riscaldamento globale potrebbero naturalizzarsi e diventare eventualmente invasive, andando quindi a creare ulteriori problemi agli ecosistemi naturali. Identificare quali tratti rendono alcune specie più suscettibili di diventare invasive rispetto ad altre è una delle domande più ricorrenti nell’ecologia delle invasioni. Gli obiettivi del presente studio sono stati: 1) analizzare i cambiamenti giornalieri del tasso relativo di crescita (RGR) durante le prime fasi di crescita di tre specie aliene invasive (IAS) [Ailanthus altissima (Mill.) Swingle (AA), Phytolacca americana L. (PA) e Robinia pseudoacacia L. (RP)]; 2) definire la relazione tra RGR e la temperatura media giornaliera per ciascuna specie considerata. Queste specie sono considerate tra le specie più invasive in Italia e largamente distribuite nella città di Roma, dove rappresentano una grave minaccia per la biodiversità locale, le attività socio-economiche e per la salute umana. Le piante sono state coltivate all’aperto nel Giardino Sperimentale dell’Università La Sapienza. Le misure sono effettuate periodicamente ed è stata monitorata l’altezza (H, cm), il numero di foglie prodotte (LN, n), l’area fogliare (LA, cm2 ) e la temperatura dell’aria. Data la forma asintotica dei parametri, è stata utilizzata la funzione logistica a tre parametri per descrivere le variazioni di H, LN e LA in funzione del tempo. Inizialmente è stata identificata la migliore funzione non lineare che descriveva la relazione tra il tasso relativo di crescita (RGR, cm cm1 d-1), il tasso relativo di produzione del numero di foglie (LPR, n n-2 d-1), il tasso relativo di produzione dell’area fogliare (LAPR, cm2 cm-2 d-1) e la temperatura, utilizzando la funzione Curve Finder di CurveExpert 1.4. Dopo aver determinato il modello che descriveva le relazioni target all’interno di ogni parametro, è stata eseguita una convalida incrociata del modello su sottoinsiemi casuali del dataset originale, stratificato per specie. Ad ogni esecuzione il modello è stato calibrato sul 70% dei dati di input e la sua accuratezza predittiva valutava sul restante 30% dei dati mediante regressione lineare (ovvero il coefficiente di correlazione tra i valori previsti e quelli osservati). Ad ogni esecuzione, i parametri del modello sono stati stimati separatamente per ciascuna specie utilizzando la funzione nlsList (pacchetto nlme R). L’operazione è stata ripetuta 10 volte e successivamente sono state selezionate tre temperature (13-18-23 °C) al fine di confrontare le specie fra loro. Le relazioni tra H, LN e LA nel tempo sono state descritte dal modello gaussiano. I modelli hanno mostrato una buona capacità di previsione con coefficienti di correlazione compresi tra R2=0,71 e 0,80. I risultati hanno mostrato una diversa strategia di crescita tra le tre specie. PA ha mostrato il valore di RGR più elevato mentre AA e RP seppur con differenze temporali, hanno evidenziato un trend di crescita simile. Tuttavia, c’è stata una tendenza inversa tra RGR ed i parametri fogliari. Sono state riscontrate differenze significative tra le specie a 13- 18-23 °C, per tutti i parametri considerati eccetto per LAPR a 23 °C tra AA ed RP. Nel confronto tra le specie si evidenzia la maggiore crescita in altezza di PA (RGR=0,067±0,001 cm cm-1 d-1, valore medio) che suggerisce una maggiore competizione per la luce nelle fasi iniziali in quanto specie erbacea. AA e RP hanno mostrato tuttavia valori più alti di LPR (rispettivamente, 0,0158±0,0006 e 0,0117±0,0006, n n -2 d-1) e LAPR (rispettivamente, 0,0121±0,0008 e 0,0108±0,0008 cm2 cm-2 d-1). Pertanto, AA e RP, essendo specie arboree con un ciclo di vitale più lungo, probabilmente, cercano di competere per la luce diversamente, cioè occupando lo spazio investendo nell’organizzazione della struttura fogliare. La capacità produttiva di una specie è determinata dalla sua efficienza nell’uso delle risorse che viene messa in evidenza, in particolare, dal suo RGR. L’RGR risulta essere un parametro utile per predire le distribuzioni e l’abbondanza delle specie e per comprendere i meccanismi che regolano la coesistenza nelle comunità vegetali. Inoltre, risulta di notevole importanza, avere una migliore comprensione e capacità di prevedere effetti interattivi tra più specie invasive, in quanto contribuirà a migliorare le decisioni gestionali di più specie.