Variazioni graduali nell’anatomia del legno di Picea mariana in popolamenti forestali boreali del Québec in seguito all’erosione della chioma

This thesis investigates the physiological and anatomical differences between Picea mariana trees with eroded (Living_E) and non-eroded (Living_C) crowns in a boreal forest in Quebec. Using a combination of dendrochronology and quantitative wood anatomy (QWA), this study analyzes growth patterns and anatomical traits of tree rings over multiple decades. The results reveal a significant divergence between the two groups. Trees with eroded crowns exhibited a persistent decline in annual tree-ring width (TRW), reflecting reduced radial growth and less variability over time, particularly from the 1950s onwards. In contrast, trees with non-eroded crowns maintained more stable growth patterns. Anatomical analyses further highlighted differences in cell area (CellArea) and lumen area (LumenArea), with non-eroded trees showing consistent increases in these parameters, while eroded trees remained relatively stable at lower values. Other traits, such as lumen length (LumenLength) and cell wall thickness (WallThickness), also displayed significant divergence between the groups. Principal Component Analysis (PCA) confirmed these anatomical differences, showing that trees with non-eroded crowns shifted toward higher values along the first principal component (PC1), indicating greater hydraulic efficiency and improved growth. Eroded trees, however, exhibited limited displacement along this axis, suggesting reduced physiological acclimatation. In conclusion, the findings demonstrate that crown erosion leads to long-term physiological changes, not merely transient responses, and significantly impacts wood structure and growth. This study highlights the value of quantitative wood anatomy as a tool for understanding tree responses to environmental stress in heterogeneous forest stands.

La seguente tesi ha esplorato le differenze fisiologiche e anatomiche tra alberi di Picea mariana con chioma erosa (Living_E) e non erosa (Living_C) in una foresta boreale del Québec nord-orientale. Per farlo, sono stati combinati dati di dendrocronologia e anatomia quantitativa del legno (QWA), con l’obiettivo di analizzare i modelli di crescita e le caratteristiche anatomiche dei tratti legnosi nel corso del tempo. I risultati mostrano una chiara divergenza tra i due gruppi. Gli alberi con chioma erosa hanno presentato una riduzione continua della larghezza degli anelli annuali (TRW), con una crescita radiale più bassa e meno variabile rispetto agli alberi non danneggiati. Già a partire dagli anni ’50-’60, questa differenza è diventata evidente: mentre gli alberi sani hanno mantenuto una crescita stabile, quelli con chioma erosa hanno mostrato una continua riduzione della crescita, con una minor variabilità annuale. L’analisi dei tratti anatomici ha inoltre rivelato differenze significative nei parametri come l’area cellulare (CellArea) e l’area del lume (LumenArea). Gli alberi non erosi hanno mostrato un aumento costante di questi tratti nel tempo, mentre gli alberi erosi si sono stabilizzati su valori medi più bassi. In generale, l’analisi dei parametri dendroanatomici selezionati ha evidenziato un netto allontanamento tra i due gruppi, con una maggiore variabilità tra gli alberi sani. Nella PCA svolta, la separazione tra i due gruppi è diventata ancora più evidente. Gli alberi con chioma intatta hanno mostrato una tendenza a spostarsi verso valori più alti nel primo componente principale (PC1), indicando una maggiore efficienza idraulica e una crescita migliore nel tempo. Gli alberi con chioma erosa hanno seguito invece un percorso più limitato, con una capacità di adattamento inferiore. In conclusione, i risultati indicano che l’erosione della chioma non ha solo influenzato la crescita radiale, ma ha anche causato modifiche significative nella struttura del legno, riflettendo cambiamenti fisiologici a lungo termine dovuti agli stress ambientali. Questo studio conferma l’utilizzo dell’anatomia quantitativa del legno come strumento chiave per comprendere le risposte fisiologiche degli alberi in contesti ecologici complessi.