Forest habitat management and conservation priorities: a multi-scale and multi-taxon approach

Habitat degradation, fragmentation and destruction are major causes of biodiversity loss. Management of natural and semi-natural habitats and control of human disturbance are fundamental to preserving their distinct character and biodiversity. Multiple levels must be considered when setting conservation management actions because species responses and ecological processes vary at different spatial scales. Legal instruments are now in place, with the European Union being among the pioneers, to protect and maintain habitats, and to implement management measures. Therefore, research efforts are needed to understand how to manage habitats in the current complex and constantly changing environmental and social context. For example, management of invasive alien species, which are among the most important threats to biodiversity, is a challenge nowadays. Furthermore, forest habitats are among the most important in terms of covered land and hosted species and, therefore, need particular attention. Indeed, several management approaches can be applied towards the achievement of biodiversity conservation objectives. However, the knowledge on the effects of different conservation management options on biodiversity is limited and must be further investigated. The overall research follows a multi-disciplinary and integrated approach towards the conservation management of habitats particularly focusing on forest biodiversity. The thesis aims to (i) propose and test the application of integrated approaches in respect to conservation management of natural and semi-natural habitats focusing on forests, and (ii) to broaden the knowledge on the biodiversity effects of management abandonment. Six scientific papers, published and to be published, form the bulk of the thesis. In the first paper a novel approach that aims to prioritize habitat conservation is proposed and tested in the Italian Alpine and Continental biogeographical regions. In the second paper a method is proposed and applied to assess the effects of human activities on habitats and species using as case study a forest road plan within a protected area. In the third paper a novel perspective on the potentiality of forest management to control invasive alien species is given. In the fourth paper a multi-scale landscape analysis was performed to identify habitat pattern changes due to different management regimes and to understand possible biodiversity implications. In the fifth paper a comparison between low intensity managed and abandoned forests was made to understand the effects on three beetle taxa. Finally, in the sixth paper the vegetation communities developing after management abandonment into novel forest habitats were investigated. This thesis has highlighted that sound conservation management is fundamental to maintain the variety of habitats, both natural and semi-natural, occurring in Europe. On the one hand novel approaches, such as those presented in the thesis, are required to face the never-ending changes in the legal, economic, social and environmental conditions. On the other hand, deep knowledge on the effects of management and planning choices on habitats and species is essential for adapting to biodiversity’s intrinsic variability and complexity in order to achieve conservation goals.

Le principali cause della perdita di biodiversità sono la degradazione, la frammentazione e la distruzione degli habitat naturali e semi-naturali. In tal senso, loro gestione è fondamentale per preservarne la diversità di caratteri distintivi, nonché per controllare gli impatti del disturbo antropico. Le azioni di conservazione della biodiversità devono essere individuate alle diverse e molteplici scale spaziali alle quali gli effetti della gestione sulle specie e sui processi ecologici si manifestano. La normativa europea, attraverso alcuni importanti strumenti giuridici per la protezione e il miglioramento degli habitat, richiede l'attuazione di specifiche misure di gestione. Ad oggi, le conoscenze degli effetti sulla biodiversità derivanti dalle attività gestionali risultano però limitate e lacunose. Pertanto è necessario che gli sforzi della ricerca siano focalizzati sulla gestione degli habitat, tenendo conto della dinamicità e complessità ambientale e sociale. Ad esempio, le specie esotiche invasive, una delle più importanti minacce alla biodiversità, rappresentano una odierna sfida a livello gestionale. Gli habitat forestali, tra gli altri, meritano una particolare attenzione, in quanto sono ampiamente diffusi e ospitano un elevato numero di specie. La presente ricerca applica un approccio multi-disciplinare ed integrato alla gestione per la conservazione degli habitat, in particolare forestali. La tesi ha l’obiettivo di (i) proporre e testare l'applicazione di approcci integrati allo scopo non solo di identificare una gestione appropriata per la conservazione degli habitat naturali e semi-naturali, ma anche di (ii) conoscere in modo più approfondito gli effetti dell’abbandono delle attività antropiche sulla biodiversità. La tesi è composta da sei articoli scientifici pubblicati o in pubblicazione, dettagliati nel seguito. Nel primo articolo viene presentato e discusso un nuovo approccio metodologico, applicato alle regioni biogeografiche italiane alpina e continentale, allo scopo di identificare gli habitat con maggiori esigenze gestionali finalizzate alla loro conservazione. Nel secondo articolo viene proposto un metodo utile a valutare gli effetti dell’attività antropica sugli habitat e sulle specie utilizzando come caso di studio un piano della viabilità forestale all'interno di un'area protetta. Il terzo articolo offre una visione sulle potenzialità che la gestione forestale può avere nel mitigare gli effetti delle specie esotiche invasive. Attraverso un analisi di paesaggio a più scale spaziali, nel quarto articolo si identificano l’evoluzione degli habitat sottoposti a diverse intensità di gestione, evidenziandone le possibili implicazioni per la conservazione della biodiversità. Nel quinto articolo viene presentata una ricerca che analizza gli effetti dell’abbandono selvicolturale sulle comunità di tre gruppi tassonomici (carabidi, cerambicidi e scolitidi) e il loro habitat di specie. Infine, nel sesto articolo viene investigata la composizione delle comunità della flora vascolare dei boschi che si sono sviluppate a seguito dell’abbandono di aree urbane e peri-urbane. Questa ricerca sottolinea l’importanza che la gestione ha nel mantenere la varietà degli habitat naturali che semi-naturali, in coerenza con gli obiettivi di conservazione europei. Gli approcci innovativi, come quelli presentati nella tesi, sono indispensabili per adeguarsi ai cambiamenti delle condizioni giuridiche, economiche, sociali ed ambientali. Infine, una conoscenza approfondita degli effetti che la gestione e la pianificazione producono sugli habitat e sulle specie è essenziale per perseguire il mantenimento della complessità del paesaggio europeo.