Promuovere la connettività ecologica attraverso reti e corridoi ecologici per favorire la biodiversità

Human infrastructure and activities are major drivers of habitat fragmentation and represent a significant threat to biodiversity and ecosystems. The consequences of fragmentation are particularly pronounced in developing countries, where rapid economic growth and increasing infrastructure development often caused negative impacts in areas of high biodiversity and conservation priority. Recognising the importance of maintaining ecological connectivity to support biological diversity and mitigate human-induced impacts, this thesis explores practical approaches to integrate connectivity into environmental planning and impact assessments (EIAs). The overall aim of the thesis is to develop and apply methods to assess the impacts of different infrastructures on ecological connectivity, to propose mitigation and compensation measures, and ultimately to balance infrastructure development with biodiversity conservation. To achieve this, the thesis is structured around three related case studies conducted at different spatial scales (landscape, regional and local), providing novel tools and frameworks applicable to real-world scenarios. At the landscape scale, Chapter 2 assesses the direct and cumulative impacts of existing and planned linear infrastructure, such as roads and transmission lines, on the structural connectivity of the landscape in two biodiversity-rich developing countries, South Sudan and Uganda (Africa). By comparing ecological networks under current conditions and a future scenario including planned infrastructures, the study identifies critical areas for connectivity conservation and highlights planned projects with potentially high impacts. This approach offers valuable insights for avoiding critical areas and reducing significant impacts on landscape connectivity in response to linear infrastructure development. At the regional scale, Chapter 3 introduces two novel concepts in road ecology - roadkill suitability and road crossability - to assess the relationship between wildlife-vehicle collisions and habitat connectivity for forest mammals in north-eastern Italy (Friuli Venezia Giulia region). By analysing multiple mammal species with different movement abilities in natural and anthropized landscapes, the study identifies priority areas within the road network for conservation and management: Priority Areas for Barrier Effect Mitigation (PABEMs), Potential Areas for Roadkill Mitigation (PARoMs) and Potential Areas for Connectivity Preservation (PACoPs). This multi-species approach provides a method for mitigating road impacts on wildlife and preserving habitat connectivity. At the local scale, Chapter 4 develops a method to integrate forest habitat connectivity into Environmental Impact Assessments. This method was applied to identify appropriate compensation measures for the impacts of a hydropower project in Nepal. The study assesses changes in forest connectivity before and after project implementation and prioritises reforestation areas to compensate for connectivity losses. The spatial analyses conducted allowed the identification of optimal reforestation sites to restore forest habitat connectivity for animal species with different movement abilities. The findings of this PhD thesis highlight the urgent need to integrate ecological connectivity into environmental planning and impact assessments. The methods and approaches developed in this thesis have proven effective in providing quantitative frameworks and practical solutions to guide the evaluation and mitigation of infrastructure impacts on connectivity. Ultimately, this work contributes to advancing strategies that balance infrastructure development with biodiversity conservation, supporting global efforts to maintain ecological connectivity in an increasingly fragmented world.

Le infrastrutture realizzate dall’uomo ed, in generale, le attività antropiche, sono tra i principali fattori responsabili della frammentazione degli habitat e rappresentano una minaccia per la biodiversità e gli ecosistemi. Le conseguenze della frammentazione sono particolarmente impattanti nei paesi in via di sviluppo, dove la rapida crescita economica e lo sviluppo delle infrastrutture spesso provocano impatti negativi in aree di elevata biodiversità e con alta priorità di conservazione. Considerando l'importanza di preservare la connettività ecologica per supportare la diversità biologica e mitigare gli impatti causati dall’uomo, questa tesi esplora approcci applicati al fine di integrare la connettività nella pianificazione ambientale e nelle valutazioni di impatto ambientale. L'obiettivo principale della ricerca è sviluppare e applicare metodi per valutare gli impatti delle diverse infrastrutture sulla connettività ecologica, proporre misure di mitigazione e compensazione e, in definitiva, proporre un sistema per bilanciare lo sviluppo infrastrutturale con la conservazione della biodiversità. Per raggiungere questo obiettivo questo lavoro di tesi si è sviluppato attraverso tre casi studio correlati, condotti a scale spaziali differenti (paesaggio, regionale e locale), che forniscono strumenti innovativi e applicabili a scenari reali. A scala di paesaggio, nel Capitolo 2 sono stati valutati gli impatti diretti e cumulativi delle infrastrutture lineari esistenti e pianificate, come strade e linee di trasmissione, sulla connettività strutturale del paesaggio in due paesi africani in via di sviluppo e ricchi di biodiversità: il Sud Sudan e l’Uganda. Confrontando le reti ecologiche nella situazione attuale e nello scenario futuro che include le infrastrutture pianificate, lo studio individua le aree critiche per la conservazione della connettività e identifica i progetti pianificati che avranno potenzialmente un maggiore impatto. A scala regionale, nel Capitolo 3 vengono introdotti due nuovi concetti - la roadkill suitability e la road crossability - per valutare la relazione tra gli investimenti stradali della fauna e la connettività degli habitat per i mammiferi forestali nel nord-est dell’Italia (regione Friuli Venezia Giulia). Analizzando più specie con diverse capacità di movimento in ambienti naturali e antropizzati, lo studio individua aree prioritarie nella rete stradale con differenti priorità di conservazione e gestione. Questo approccio fornisce un metodo robusto e multi-specie per mitigare gli impatti delle strade per la fauna e preservare la connettività degli habitat. A scala locale, nel Capitolo 4 viene sviluppato un metodo per integrare la connettività degli habitat forestali nella Valutazioni d’Impatto Ambientali. Tale metodo è stato poi applicato per identificare delle adeguate misure di compensazione per gli impatti di un progetto idroelettrico in Nepal. Questo studio valuta i cambiamenti nella connettività forestale prima e dopo l’implementazione del progetto e prioritizza le aree di riforestazione per compensare gli impatti sulla connettività. Le analisi spaziali sviluppate hanno permesso di individuare i siti da riforestate ottimali per ripristinare la connettività degli habitat forestali per specie animali con diverse capacità di movimento. I risultati della tesi di dottorato evidenziano l'urgente necessità di integrare la connettività ecologica nella pianificazione e nelle valutazioni di impatto ambientale. I metodi e gli approcci sviluppati in questa tesi si sono resi efficaci nel fornire approcci quantitativi e soluzioni pratiche per guidare la valutazione e la mitigazione degli impatti delle infrastrutture realizzate dall’uomo sulla connettività.