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La biodiversità, a livello di ecosistemi, specie e geni, costituisce un bene collettivo che rende molteplici servizi ecosistemici per il benessere del pianeta e la qualità di vita dell'uomo. Nonostante i considerevoli progressi scientifici relativi alla conoscenza della biodiversità, la consapevolezza rimane frammentata e insufficiente. La sua perdita procede ad un tasso troppo elevato, così come i consessi di tutela a livello globale (Convenzione sulla Diversità Biologica CBD - Global framework beyond 2020) e unionale (Strategia europea per la biodiversità 2030) hanno confermato nell'ambito della valutazione nel 2020, "super year della biodiversità". Sebbene negli ultimi anni siano stati fatti importanti passi in avanti, è urgente rafforzare i processi di condivisione e accesso dei dati scientifici in rete. La Tenuta presidenziale di Castelporziano, Riserva naturale statale e appartenente alla Rete Natura 2000, ha risposto a tale necessità con uno specifico progetto di ricerca sui dati relativi alla ricchezza di specie. Il progetto, finanziato dall'Accademia dei XL e col supporto dell'infrastruttura Life- Watch Italia, ha consentito la digitalizzazione dei dati di biodiversità presenti in checklist cartacee, l'integrazione di questi con i dati pubblicati in letteratura e con i dati inediti forniti dalla Commissione Tecnico Scientifica di Castelporziano. Il risultato è un dataset strutturato e standardizzato secondo le linee guida internazionali che riporta dati di osservazione per 6129 taxa, a partire dal 1885, una classificazione tassonomica aggiornata secondo la nomenclatura di riferimento internazionale. Per ogni taxon è inoltre indicato se si tratta di una specie aliena e lo stato di conservazione per i 623 taxa presenti nella Lista Rossa IUCN oppure nelle Direttive Habitat e Uccelli. Il dataset, liberamente accessibile su LifeWatch Italia, favorirà la diffusione della conoscenza della biodiversità di Castelporziano ai diversi portatori di interesse.

La valutazione dello stato di conservazione di biodiversità, funzioni e servizi degli ecosistemi di acque interne e la stima della loro vulnerabilità ai cambiamenti climatici sono affrontate considerando tipologie omogenee di ecosistemi acquatici, alla scala integrata del bacino idrografico e della zona di transizione adiacente. Gli ecosistemi acquatici sono ripartiti, secondo uno schema tradizionale, in: bacini fluviali, laghi, zone umide e acque lentiche85 di piccole dimensioni, ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee (Groundwater Dependent Ecosystems - GDE) e ambienti di transizione a mare. I bacini fluviali e i laghi sono inoltre analizzati nel contesto della regione geografica cui appartengono, assumendo che vi siano associate diverse pressioni e minacce derivanti dai cambiamenti climatici. I cambiamenti climatici hanno effetti diretti sulla fenologia e sulla distribuzione delle specie che si manifestano in seguito a modificazioni della durata delle fasi di crescita, anticipazione o ritardo nelle migrazioni, sfasamento dei cicli vitali di predatore e preda, e migrazione verso nord e verso monte delle specie sensibili all’aumento di temperatura. Negli ecosistemi acquatici queste perturbazioni sono causate non solo dall’aumento della temperatura, ma anche dalle variazioni del regime idrologico e delle proprietà fisiche delle masse d’acqua. Tra gli ecosistemi a maggiore vulnerabilità si annoverano le acque lentiche di piccole dimensioni, i GDE e i laghi d’alta quota, e i corsi d’acqua appenninici e delle isole maggiori, sui quali già insistono pressioni importanti per l’elevato tasso di sfruttamento del territorio e delle risorse idriche. La vulnerabilità dei grandi corsi d’acqua dipende dall’interazione tra le pressioni locali (uso del suolo, urbanizzazione, alterazioni idro-morfologiche), le variazioni del regime idrologico e la gestione delle risorse idriche. Attualmente si segnalano problemi legati al dissesto idromorfologico dei corsi d’acqua, al deflusso residuo a valle delle derivazioni idriche, alle variazioni improvvise e intense delle portate dovute all’esercizio delle centrali idroelettriche (hydropeaking), all’inquinamento delle acque, alla perdita di specie indigene e alla crescente diffusione di specie aliene. Queste situazioni potrebbero essere amplificate dalle variazioni del regime idrologico indotte dai cambiamenti climatici. I grandi laghi subalpini profondi sono regolati e costituiscono la più importante riserva di acqua dolce in Italia. Negli ultimi decenni si sono osservate condizioni critiche per il bilancio termico e la conseguente stratificazione della colonna d’acqua: l’aumento della temperatura atmosferica ha già causato una notevole riduzione della frequenza del rimescolamento delle intere masse d’acqua (oligomissi) e potrebbe portare a un rimescolamento limitato ai soli strati superficiali (meromissi). Le condizioni di meromissi sono in genere accompagnate dall’esaurimento dell’ossigeno disciolto nelle acque di fondo e da notevoli alterazioni della composizione delle comunità lacustri. Nel lungo termine, la diminuzione degli apporti nivali e glaciali e l’aumento dei prelievi potrebbero determinare oscillazioni del livello idrico con gravi impatti anche sulle zone litoranee di basso fondale. Condizioni di particolare vulnerabilità sono previste per i laghi dell’Italia centrale, in particolare per quelli poco profondi come il Lago Trasimeno, nei quali si stanno verificando l’interramento delle zone litoranee, l’aumento delle concentrazioni dei soluti e il riscaldamento delle acque. Nei laghi artificiali dell’Italia meridionale e delle isole, la diminuzione delle precipitazioni e l’aumento della temperatura, combinate con un maggiore consumo idrico, potrebbero accentuare le variazioni di livello, favorendo così il peggioramento della qualità delle acque e l’affermazione di specie invasive e di cianobatteri tossici. Le acque di transizione (foci fluviali e lagune costiere) sono esposte alle variazioni del regime idrologico dei bacini di monte, all’innalzamento del livello marino e all’aumento della temperatura. Trattandosi di sistemi a bassa profondità, sono attesi effetti particolarmente marcati nelle comunità bentoniche, con comparsa di fioriture di macroalghe, microalghe tossiche e cianobatteri e scomparsa delle specie animali maggiormente sensibili. Le opere di difesa idraulica a protezione dei centri abitati e delle zone agricole subsidenti potrebbero fare aumentare il confinamento delle aree lagunari interne, con rischi crescenti di stagnazione e anossia delle acque, condizioni che comportano la perdita di specie sensibili al tenore di ossigeno e alla temperatura. Complessivamente, si ritiene che le tendenze evolutive degli ecosistemi lagunari possano essere sfavorevoli per le specie native a vantaggio di quelle esotiche, con possibili impatti anche sulle attività di pesca e acquacoltura. Nelle foci fluviali, nei periodi di secca si potrà verificare la risalita del cuneo salino, un fenomeno che si è già manifestato in modo significativo in anni particolarmente siccitosi, ad esempio dal 2003 al 2007. Nella maggior parte degli ambienti acquatici considerati, al crescere della temperatura e della durata della stagnazione delle masse idriche potranno aumentare il metabolismo microbico e l’eterotrofia, con possibili retroazioni sulle emissioni di gas clima-alteranti (CO2, N2O e CH4).

La performance di descrittori ed indicatori ecologici (IE) può dipendere dallo sforzo di campionamento e dalla precisione nell’analisi dei campioni. La stima di metriche tassonomiche e dimensionali richiede un grande impegno per raccogliere ed identificare gli organismi e misurarne la taglia corporea. Nei macroinvertebrati bentonici (MB), la setacciatura è una fase critica che può influenzare l’accuratezza delle metriche quando si utilizzano maglie con bassa efficienza; i costi economici ed il tempo complessivo aumentano con maglie ad alta efficienza. Nel monitoraggio, questi due elementi sono spesso vincolanti ed impongono la riduzione dei siti di campionamento. L’obiettivo della ricerca è analizzare l'effetto della setacciatura con differenti maglie su descrittori ed IE. Campioni di MB furono raccolti in 7 siti della Laguna di Lesina, distribuiti lungo un gradiente di perturbazione, e setacciati su maglie di 2mm, 1mm e 0,5mm. La robustezza dei descrittori tassonomici e dimensionali, e degli IE fu analizzata confrontando i MB trattenuti sulla maglia 2mm con quelli trattenuti sulla maglia 1mm e 0,5mm. I risultati evidenziarono che i descrittori quantitativi e le dimensioni corporee furono sensibili alle maglie. Con la frazione “2mm”, la classificazione ecologica dei siti coincise nel 69% dei casi; l'efficienza fu dell’80% e l'analisi costi/benefici molto favorevole. Gli IE non mostrarono differenze tra siti, mentre i descrittori in taglia evidenziarono il sito più perturbato. Nella Laguna di Lesina, la frazione “2mm” sembra essere vantaggiosa ed utilizzabile nel biomonitoraggio rapido, ulteriori indagini sulla potenziale applicazione nella definizione dello stato ecologico di riferimento delle lagune sono ancora necessarie.

Le aree marine costiere sono ecosistemi caratterizzati da elevata diversità e produttività biologica. La conservazione dell’integrità di questi ambienti e dei loro equilibri interni sono obiettivi prioritari di tutte le politiche di sviluppo sociale ed economico di ogni paese. Il presente studio ha avuto come obiettivo l’identificazione dei fattori potenzialmente responsabili dell’alterazione della qualità ecologica delle acque marine costiere lungo il litorale del Salento sud-orientale, nell’area Parco di Otranto-Santa Maria di Leuca. Per lo studio delle relazioni causa-effetto è stato applicato il modello concettuale DPSIR, utilizzando un set di indicatori – determinanti, pressioni, stato, impatti e riposte - utili alla gestione delle acque costiere. Tra i DETERMINANTI sono stati considerati gli aspetti demografici, sociali ed economici. Le dinamiche di sfruttamento ambientale e di produzione di carichi inquinanti sono state considerate indicatori di PRESSIONE. Per la valutazione dello STATO di salute dell’ecosistema considerato, sono stati monitorati parametri chimico-fisici (azoto e fosforo totali, ossigeno disciolto, temperatura, salinità e pH), microbiologici (Escherichia coli, batteri eterotrofi totali e relativa frazione luminescente) ed ecologici (Clorofilla a e TRIX). Le RISPOSTE sono state valutate attraverso le azioni di tutela ambientale implementate sul territorio studiato. I risultati hanno evidenziato la presenza di una forte pressione antropica, legata essenzialmente alle attività turistiche e allo smaltimento non idoneo di reflui provenienti dalle aree urbanizzate. Lo stato di salute delle acque costiere è risultato entro i limiti delle normative vigenti, sia facendo riferimento ai valori degli indicatori fecali che all’Indice trofico TRIX. Si sono però osservate aree interessate a fenomeni di maggiore contaminazione, in prossimità delle risorgive. Ciò evidenzia un inquinamento proveniente da sorgenti diffuse che impone il problema di una gestione più attenta ed articolata dell’intero litorale, al fine di ridurre le pressioni e gli impatti derivanti dallo sfruttamento incontrollato della fascia costiera.

I metalli pesanti rappresentano tra i principali contaminanti dell’ambiente marino, sia dal punto di vista tossicologico che di concentrazioni nei vari compartimenti ambientali. Sebbene presenti in tutti gli organismi viventi, il loro passaggio da un livello all’altro delle catene trofiche marine è ad oggi poco studiato ed approfondito. Nel presente lavoro si è voluto valutare l’intensità del trasferimento di metalli pesanti (As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni. Pb, Se) lungo una catena trofica breve, composta da soli 4 livelli sia bentonici che pelagici, che partono da consumatori primari per arrivare ai tursiopi (Tursiops truncatus). A tal fine, sono stati prelevati campioni (n= 30) di 3 specie appartenenti al livello trofico 1, 7 specie del livello trofico 2, 5 di quello 3 ed infine tessuti diversi da esemplari di tursiope spiaggiati lungo le coste della Romagna. I campioni sono stati opportunamente mineralizzati ed analizzati con tecnica ICP-OES. I risultati analitici sono poi stati utilizzati per il calcolo del fattore di biomagnificazione (BMF), inteso come rapporto tra la concentrazione nella specie del livello superiore e quello del livello inferiore. I risultati ottenuti dalle analisi consentono innanzitutto di definire come i livelli di contaminazione osservati non siano da ritenersi elevati per nessuna delle specie considerate tranne che nel caso di Natica hebraea e di Hinia reticulata che presentano elevati livelli di arsenico. Dati interessanti vengono dall’analisi del BMF, che risulta estremamente variabile non solo in funzione delle specie, ma anche dei livelli trofici considerati. Infatti se il BMF è inferiore ad 1 nel caso dei livelli più alti e più bassi per tutti i metalli tossici, per il livello intermedio questo è sempre superiore a 1, indicando una forte concentrazione di contaminanti in questa fascia trofica. Per quanto riguarda gli elementi essenziali, come per altro immaginabile, il BMF è invece sempre superiore a 1, indicando un loro attivo assorbimento ed accumulo. Un simile profilo di accumulo è a nostra conoscenza non comune e presenta aspetti interessanti dal punto di vista del trasferimento dei contaminanti perché sembra delineare, per lo meno nella catena corta da noi considerata, un ruolo fondamentale ed “amplificante” dei predatori intermedi nell’accumulo degli inquinanti. Va per altro sottolineato come il contributo che ciascuna di queste specie fornisce al carico totale di metalli del livello superiore viene influenzato anche dalla percentuale che esse rappresentano nella dieta dei loro predatori.

Aphanius fasciatus (Valenciennes), Atherina boyeri Risso and Knipowitschia panizzae (Verga) are considered resident fish species in Italian coastal lagoons, which spend their entire life cycle within the brackish waters. They are short-lived species, with a small size, and a rapid growth and attainment of sexual maturity. All these fish species are included in the IUCN Red List with the status of Least Concern. A. fasciatus and K. panizzae are additionally listed in the Appendix III of the Bern Convention and in the Annex II of the European Union Habitat Directive. The aim of this study was to determine the population structures, to assess the length-weight relationships (LWRs) and to estimate the growth parameters of the target species in the lagoons of Lesina and Varano. This information is necessary for population assessments, which provide information that may be used in the management of fish populations in lagoon systems. Sampling of specimens was seasonally conducted in the two lagoons from May 2008 to February 2010. Fishes were caught at eleven stations by fyke nets with 6 mm mesh size at the end. In the laboratory, all specimens were identified to species, measured for total length and weighted. Sex was macroscopically determined. A total of 3,242 specimens of A. fasciatus, 1,664 specimens of A. boyeri and 1,060 specimens of K. panizzae were analyzed. The length frequency distribution, the LWR and the growth parameters were derived for each species in each lagoon. LWRs were estimated by linear regression analysis of the log-converted weight and total length data. Parameters of the von Bertalanffy growth function were determined through the ELEFAN-I software, using length frequency distribution. This study presents the first estimation for K. panizzae of LWRs and von Bertalanffy growth model parameters. Comparisons of the results were performed in relation to the lagoon environments and considering the knowledge about the species.

In questo contributo la vulnerabilità degli ecosistemi acquatici ai cambiamenti climatici è analizzata in relazione ai meccanismi di organizzazione e mantenimento della biodiversità e dei processi ecosistemici. Dai processi degli ecosistemi derivano funzioni che forniscono una serie di benefici o servizi per il genere umano (Daily et al., 2009). Tali servizi sono in larga misura dipendenti dalle componenti biologiche degli ecosistemi86. Negli ecosistemi acquatici i processi biogeochimici (ad es. denitrificazione batterica e assimilazione da parte della vegetazione acquatica), garantiscono l’abbattimento dei nutrienti, una funzione ecosistemica che produce il servizio di depurazione dell’acqua. Altri servizi sono la laminazione delle piene, la ricarica degli acquiferi, la regolazione del microclima locale, la produzione di risorse alimentari quali pesci, crostacei, ecc. (Jones, 2013). Le alterazioni degli ecosistemi, in particolare la perdita di specie e la diminuzione della biodiversità danneggiano questi servizi, con ricadute anche di tipo economico(si pensi, ad esempio, ai costi della depurazione dell’acqua destinata al consumo umano).

Si propone un approccio macroecologico, grazie a cui si analizza la presenza di specie aliene in animali, piante e microrganismi in diversi habitat appartenenti ad ecosistemi d'acqua dolce italiani. In particolare, si analizza la presenza di specie aliene in 55 gruppi tassonomici di 182 siti. Sembra che la presenza di specie aliene sia determinata principalmente dalla pressione dei propaguli, espressa come distanza da zone densamente abitate. Le differenze nel tipo di habitat e nella comunità hanno invece effetti trascurabili. Questo è quindi il primo studio a supporto del l'ipotesi della pressione dei propaguli in una vasta gamma di taxa.

Biomonitoring with benthic macro-invertebrates is a major tool to evaluate ecological status of aquatic ecosystems. Macro-invertebrates represent also a key Biological Quality Element (BQE) for the evaluation of ecological status of all categories of water bodies in the EU Water Framework Directive (WFD). According to WFD, the evaluation and classification of ecological status is based on the comparison of metric values within the considered aquatic ecosystems with the same metric values in reference 'pristine' ecosystems of the same type. This approach is a major problem for the classification of Mediterranean transitional water ecosystems, since in the Mediterranean Ecoregion almost all relevant transitional waters have been used by human societies since centuries; there are not pristine transitional water in the Mediterranean. Here, we test the adequacy of a reciprocal approach, based on the use of extremely polluted conditions, as reference cases. To this aim, following the strong dystrophic crisis that has occurred to a portion of Lesina lagoon during the summer 2008, we have analysed the spatial and temporal patterns of most of the metrics proposed so far to evaluate the status of benthic macro-invertebrate guilds. They involve, simple and complex metrics, taxonomically based, functionally based and size spectra based, accounting for taxa sensitivity or considering all taxa with the same weight. Globally, more than forty metrics were tested and for the 25th percentile characterized by the highest redundancy and the lowest variability, the patterns of variation between polluted and unpolluted sites and along the temporal scale of the dystrophic crisis are described. The intercalibration of the different metrics and their adequacy to describe the ecological status of transitional waters is discussed.

Benthic macro-invertebrates represent a key component on Mediterranean lagoon ecosystems being the group of species whose life cycle and behavioural patterns fits are more exposed to the abiotic variability characteristic of these ecosystems. Here we describe the results of a field experiment carried out during the dystrophic crisis affecting Lesina lagoon in summer 2008. Benthic macro-invertebrate guilds were studied at weekly interval in two stations differently exposed to the crisis. Seasonal data on the same stations were also collected. The aim of the study was to evaluate the resistance and resilience components of structural and functional metrics of macro-invertebrate guilds, where body size structure and trophic groups were considered as functional metrics. Dystrophic crisis determined significant changes in all metrics considered: taxonomic richness decreased, species composition changed, functional richness decreased and size distribution widths decreased in the area affected by the crisis with respect to the control, unaffected, area. In the station inside the crisis area, only more opportunistic species (e.g., Chironomus salinarius, Hydrobia ventrosa) were able to outstand the anoxic conditions characterizing the dystrophic crisis. However, the time lag of the response, its amplitude and the recovery times vary greatly among taxonomic, functional and size structure descriptors of benthic macro-invertebrate guilds. The trajectories of change for everyone of these descriptor along the spatial and temporal gradients set by the dystrophic crisis are analysed and discussed. The overall data set seems to indicate that functional responses, including the metabolic based ones, are faster and more consistent than those shown by the taxonomic components, suggesting that a niche filtering process on functional traits is a driving force in the organization of macro-invertebrate guilds in Mediterranean lagoon ecosystems.