La distribuzione dei fitofagi nei sistemi forestali

La maggior parte delle foreste sono state notevolmente modificate dalle attività umane. Le influenze antropiche colpiscono gli ecosistemi forestali indirettamente, attraverso attività come la caccia, il pascolo del bestiame, l'inquinamento ambientale, le invasioni biologiche e il cambiamento climatico, ma anche direttamente attraverso le diverse attività di gestione forestale. Considerando che è evidente che la gestione forestale, come la riforestazione con mono e policolture di specie arboree autoctone o alloctone può influenzare la biodiversità forestale e i processi degli ecosistemi connessi, l'estensione di questi effetti è più difficile da prevedere ed è presumibilmente subordinata all'intensità della gestione forestale.

La fitofagia, il consumo di materiale vegetale da parte degli animali, è un processo ecosistemico fondamentale che influenza i cicli dei nutrienti e degli impianti, e di conseguenza le risorse e gli habitat di tutti gli organismi. Nelle foreste, gli artropodi sono diversificati e molto abbondanti.
Entrambe queste caratteristiche si presume possano contribuire alle condizioni generali delle foreste.

Distribuzione dei fitofagi. La diversità dei fitofagi e l'abbondanza delle piante ospiti vengono modificate da una serie di fattori, come le condizioni abiotiche, la qualità delle specie vegetali e l'esposizione ai concorrenti e ai nemici naturali. Nelle foreste, questi fattori possono mostrare una forte stratificazione verticale all'interno dei singoli alberi e possono anche essere fortemente influenzati dalla composizione delle specie arboree. In seguito alla stratificazione verticale delle risorse e delle condizioni all'interno delle chiome degli alberi, molti fitofagi mostrano una distribuzione spaziale altrettanto stratificata. Questo fenomeno subisce variazioni in relazione ai fattori climatici e al passare delle stagioni.

Il “quartiere albero” riflette la struttura, per età e composizione, delle specie di alberi vicini e può quindi essere considerato come un buon campione dell'influenza più generale della gestione forestale e della composizione delle specie arboree, sull'abbondanza e sulla diversità dei fitofagi in tutta la foresta. Generalmente le piante in monocoltura soffrono dell'attacco di parassiti più aggressivi di quelli in boschi misti.

Le associazioni vegetali possono aumentare o diminuire la densità degli insetti dannosi generando fenomeni come la "suscettibilità associativa" (AS) e la "resistenza associativa" (AR). Nei sistemi forestali, sia AS e AR sono state documentate in conseguenza delle varie associazioni, espressioni della biodiversità. Non sempre, però, la biodiversità è sinonimo di un abbassamento della densità di fitofagi. Ad esempio, da alcuni studi, risulta che gli insetti fitofagi su querce e ontani in monocoltura sono inferiori rispetto agli impianti in associazione, mentre il comportamento contrario si osserva sulle betulle .Per spiegare tali effetti contrastanti sono state stabilite diverse ipotesi.

Influenza della gestione. Le associazioni arboree nelle foreste sono fortemente determinate dalla gestione forestale, che influenza la composizione delle specie e la lor qualità, e, quindi, direttamente e indirettamente colpisce l'abbondanza di fitofagi. Oltre a determinarne la composizione, la gestione delle foreste comporta pratiche di raccolta, che possono, ad esempio, cambiare il microclima della foresta, influire su qualità e quantità di ospiti e sulla pressione degli antagonisti. Questi effetti possono sia ridurre che aumentare le popolazioni di erbivori e la loro diversità. Il quadro generale dovrebbe poi essere visto su scala ingrandita, considerando le variazioni ambientali, compreso il clima, le condizioni edafiche, l'eterogeneità e i cambiamenti nel paesaggio. Questi fattori possono avere un forte impatto sull'abbondanza e sui conseguenti danni dei fitofagi, e possono diluire, sovrapporsi o interagire con gli effetti della gestione forestale.

Un metodo di studio. Considerando tutte le possibili influenze appare necessaria una valutazione simultanea del numero più alto di fattori possibili per ottenere informazioni generalizzabili sui principali determinanti della diffusione dei fitofagi negli ecosistemi forestali. Una ricerca tedesca, dell'Università Tecnica di Darmstadt (considerata la “città delle Scienze”) ha studiato la densità dei fitofagi e i danni agli alberi di faggio (Fagus sylvatica L.) che crescono in foreste con storie diverse di gestione in tre regioni della Germania, per chiarire il ruolo della gestione forestale sull'abbondanza degli insetti e sui danni agli alberi in una varietà di condizioni selvicolturali e abiotiche. Nonostante il loro ruolo dominante nelle foreste europee, i faggi sembrano evidenziare meno danni e ospitare una varietà più bassa di artropodi se confrontati ad alberi decidui più comuni, come la quercia e l'acero.

In particolare, lo studio ha seguito tre ipotesi:

I risultati. I danni derivati da fitofagi masticatori hanno evidenziato chiare differenze nelle varie regioni in esame, sia usando le stime sulle foglie vive che su quelle cadute. Aumentando la percentuale di tagli, quindi in gestioni più incisive, i danni tendono a diminuire progressivamente. La regione geografica e la diversa abbondanza della specie ospite influenzano direttamente la ditribuzione spaziale dei danni all'interno delle chiome. Tendono ad essere più attaccate le porzioni apicali in maggio rispetto alle zone più basse. Questo evidenzia come i fitofagi tendono a distribuirsi in zone precise della pianta e a spostarsi verticalmente con l'innalzamento delle temperature primaverili.

Coerentemente con la distribuzione regionale dei danni, si comporta il risultato dello studio sulla distribuzione dei taxa che ha compreso l'osservazione di minatori, afidi, galligeni e punteruoli. Il  Rhynchaenus fagi o Orcheste del faggio è l'insetto più abbondante, ritrovato nel 95% dei campioni in esame.