ECOSYSTEM SERVICES OF URBAN FOREST: PM AND CO2 REMOVAL FOR MITIGATION AND ADAPTATION TO AIR POLLUTION AND CLIMATE CHANGE.

Le aree urbane sono tra i principali motori di due grandi sfide ambientali interconnesse: l'inquinamento atmosferico e il cambiamento climatico. La combustione di combustibili fossili per energia e trasporti genera una miscela di inquinanti che compromettono la qualità dell'aria urbana e, allo stesso tempo, contribuiscono alle emissioni di gas serra responsabili del cambiamento climatico. Tra le sostanze emesse, il particolato atmosferico (PM) e l’anidride carbonica (CO₂). Il PM è uno degli inquinanti più nocivi, causando diverse malattie responsabili di milioni di morti premature annue in tutto il mondo. La CO₂ è il principale gas serra che contribuisce ai recenti cambiamenti climatici, senza precedenti in milioni di anni, con effetti gravi e diffusi sia sugli ecosistemi naturali che sulle società umane. In questo scenario, le foreste urbane possono rappresentare una strategia efficace per la mitigazione e l'adattamento all'inquinamento atmosferico e ai cambiamenti climatici, poiché forniscono un’ampia gamma di servizi ecosistemici. Tra questi, la rimozione di particelle inquinanti grazie alla loro deposizione sulle superfici vegetali e la riduzione di CO₂ attraverso la fotosintesi. Tale tesi di dottorato esplora i servizi ecosistemici sopra citati, presentando tre articoli. Il primo articolo (Vigevani et al. 2022) ha evidenziato, attraverso uno studio sperimentale, il ruolo di diverse specie arboree e arbustive urbane nel miglioramento della qualità dell’aria. Il secondo articolo (Vigevani et al. 2024) ha esaminato in modo approfondito gli approcci metodologici utilizzati per quantificare la rimozione dell'inquinamento atmosferico particellare da parte della vegetazione urbana. Il terzo articolo (Fini et al. 2023) ha analizzato l'assimilazione, il sequestro e lo stoccaggio di CO₂ forniti da diverse specie legnose in due città europee utilizzate come laboratori viventi. Questi tre studi hanno arricchito la ricerca scientifica sui servizi ecosistemici offerti dalle foreste urbane, contribuendo a promuovere città più verdi, sane e sostenibili.

Urban areas are among the primary drivers of two major and intertwined environmental challenges: air pollution and climate change. Fossil fuel combustion for energy and transport in cities generates a cocktail of pollutants that impair air quality while simultaneously contributing to the greenhouse gas emissions driving climate change. Among the emitted substances, particulate matter (PM) and carbon dioxide (CO₂). PM is one of the most harmful pollutant and a major cause of disease leading to millions of premature deaths globally. CO2 is the main greenhouse gas contributing to the recent climate changes, unprecedented in millions of years and having severe and widespread effects on both human and natural systems. In this scenario, urban forests could represent an effective strategy for mitigation and adaptation to air pollution and climate changes, since they provide a wide range of ecosystem services. Among these, the removal of pollutant particles through their deposition on plant surfaces, and the removal of CO2 through photosynthesis. This PhD thesis presents three papers resulting from the doctoral research which address this topic. Paper I (Vigevani et al. 2022) highlighted the role of different urban tree and shrub species in the air quality amelioration through an experimental trial, paper II (Vigevani et al. 2024) extensively reviewed the methodological approaches used to quantify the particle air pollution removal by urban vegetation, and paper III (Fini et al. 2023) studied the CO2 assimilation, sequestration and storage provided by different woody species in two cities used as living laboratories. These three papers contributed to the scientific research progress on this theme and a key step toward greener, healthier, and more sustainable urban pathway.