Molte attività antropiche sono localizzate lungo le coste e poggiano sui molteplici servizi offerti da questi particolari ecosistemi. Con l'aumentare della vulnerabilità e del sempre pi๠accentuato stato di degrado di queste aree, diverse politiche ambientali sono state sviluppate con lo scopo di promuovere una gestione sostenibile delle risorse naturali, tra cui la Direttiva Quadro sulla Strategia per l'Ambiente Marino (2008/56/EC) in Europa. Le realtà economiche e sociali sono strettamente connesse tra loro e con i sistemi ecologici su cui poggiano. Per comprendere come l'uomo interagisce con l'ambiente, il modello concettuale DPSIR viene ampiamente adottato. Inoltre, sul piano strettamente ecologico, una solida conoscenza del funzionamento dell'ecosistema costiero costituisce un prerequisito fondamentale. Questa tematica complessa deriva dall'integrazione di parametri sia strutturali (caratterizzazione chimica e delle comunità biologiche) che funzionali (quali i principali processi di produzione primaria, respirazione e degradazione della sostanza organica), che nell'insieme descrivono come le varie forme di carbonio sono stoccate e come si realizza il fluire di carbonio ed energia attraverso il sistema. Lo studio del funzionamento dell'ecosistema bentonico costituisce uno strumento particolarmente utile nello sviluppare forme sostenibili di gestione ambientale dal momento che il dominio bentonico funge da deposito di ciಠche avviene nella colonna d'acqua. I casi di studio presentati descrivono la parte PSI del modello concettuale DPSIR: come le Pressioni inducono cambiamenti nello Stato dell'ecosistema determinando di conseguenza alterazioni ambientali ed eventuali influenze negative sulle attività umane (Impatti). Lo scopo della tesi consiste nel contribuire a promuovere una gestione basata sull'ecosistema e sul suo funzionamento in aree costiere mediante una miglior conoscenza della sua funzionalità in presenza di specifici stress. I casi di studio vengono presentati secondo un ordine dettato dell'aumentare della complessità dell'approccio seguito: dal pi๠semplice, caratterizzato solo da parametri strutturali, al pi๠complesso, in cui sono stati indagati anche diversi parametri funzionali. La risposta della comunità microalgale bentonica (microfitobenthos - MPB) alle biodeposizioni derivanti dalle mitilicolture ਠstata studiata non solo paragonando una mitilicoltura con un controllo ma anche considerando le caratteristiche della comunità sotto ad un impianto pi๠recente e in un'area dove l'attività ਠstata rimossa (Capitolo 2). Questo approccio innovativo permette di indagare l'evoluzione temporale dell'impatto e se ਠpossibile un ripristino. Comparando le quattro aree, la comunità ਠcaratterizzata da una maggiore proliferazione dei taxa tolleranti a condizioni di arricchimento organico sotto alle mitilicolture attive rispetto agli altri due siti. L'area dismessa, inoltre, presenta un popolamento microalgale simile a quello del controllo suggerendo la resilienza del sistema e, di conseguenza, una certa sostenibilità dell'attività di mitilicoltura. Tre comunità bentoniche sono state studiate sinotticamente in un'area costiera soggetta a stress multipli, come l'influenza del Po, la presenza di piattaforme per l'estrazione del gas e il prelievo/scarico di sedimenti (Capitolo3). Insieme alla caratterizzazione chimica, lo studio del MPB, della meiofauna e della macrofauna forniscono una descrizione dello stato dell'ecosistema bentonico in un esempio di monitoraggio che costituisce una base di dati a cui fare riferimento prima di qualsiasi intervento nell'area d'interesse. Lo studio di mesocosmo (Capitolo 4) ਠfocalizzato sulla risposta della comunità microbica bentonica ad un abbassamento di pH dovuto alla fuoriuscita di CO2 da un suo sito di stoccaggio CCS (Carbon dioxide Capture and Storage). Costituisce un esempio di esperimento condotto in laboratorio con lo scopo di simulare eventuali scenari futuri derivanti da un intervento antropico in ambiente naturale prima della sua realizzazione. Relativamente a questo focus, sia i parametri strutturali (abbondanze picobentoniche, densità e composizione del MPB) che i funzionali relativi alla comunità microbica bentonica (attività enzimatiche, Produzione Procariotica di C e respirazione) sono stati studiati per la prima volta. I risultati suggeriscono che la comunità microbica ਠscarsamente sensibile anche ad un considerevole abbassamento di pH, probabilmente a causa di un effetto buffer esercitato dalla matrice sedimentaria. L'azione sinergica di idrocarburi e metalli pesanti sul funzionamento dell'ecosistema bentonico ਠstata studiata in un sistema fluviale-lagunare severamente contaminato (Capitolo 5). Numerosi parametri sono stati considerati e dalla loro integrazione deriva un'accurata descrizione del fluire di carbonio attraverso il sistema. I risultati relativi ai parametri microbici come le attività degradative, le produzioni primaria e secondaria e l'analisi del MPB, delineano una situazione inaspettata nel sito considerato pi๠impattato. Il sedimento di tale stazione ospita infatti una comunità microbica bentonica estremamente attiva sia in termini di produttori primari che di procarioti volti al recupero della sostanza organica e conseguente conversione in nuova biomassa. Gli studi presentati in questa tesi non hanno la pretesa di costituire una descrizione esaustiva e completa del funzionamento dell'ecosistema bentonico, ma sottolineano l'importanza di questo approccio innovativo nel contribuire a sviluppare forme sostenibili di gestione delle risorse costiere.
Benthic ecosystem functioning in coastal and shallow environments
-
2013
Abstract
Molte attività antropiche sono localizzate lungo le coste e poggiano sui molteplici servizi offerti da questi particolari ecosistemi. Con l'aumentare della vulnerabilità e del sempre pi๠accentuato stato di degrado di queste aree, diverse politiche ambientali sono state sviluppate con lo scopo di promuovere una gestione sostenibile delle risorse naturali, tra cui la Direttiva Quadro sulla Strategia per l'Ambiente Marino (2008/56/EC) in Europa. Le realtà economiche e sociali sono strettamente connesse tra loro e con i sistemi ecologici su cui poggiano. Per comprendere come l'uomo interagisce con l'ambiente, il modello concettuale DPSIR viene ampiamente adottato. Inoltre, sul piano strettamente ecologico, una solida conoscenza del funzionamento dell'ecosistema costiero costituisce un prerequisito fondamentale. Questa tematica complessa deriva dall'integrazione di parametri sia strutturali (caratterizzazione chimica e delle comunità biologiche) che funzionali (quali i principali processi di produzione primaria, respirazione e degradazione della sostanza organica), che nell'insieme descrivono come le varie forme di carbonio sono stoccate e come si realizza il fluire di carbonio ed energia attraverso il sistema. Lo studio del funzionamento dell'ecosistema bentonico costituisce uno strumento particolarmente utile nello sviluppare forme sostenibili di gestione ambientale dal momento che il dominio bentonico funge da deposito di ciಠche avviene nella colonna d'acqua. I casi di studio presentati descrivono la parte PSI del modello concettuale DPSIR: come le Pressioni inducono cambiamenti nello Stato dell'ecosistema determinando di conseguenza alterazioni ambientali ed eventuali influenze negative sulle attività umane (Impatti). Lo scopo della tesi consiste nel contribuire a promuovere una gestione basata sull'ecosistema e sul suo funzionamento in aree costiere mediante una miglior conoscenza della sua funzionalità in presenza di specifici stress. I casi di studio vengono presentati secondo un ordine dettato dell'aumentare della complessità dell'approccio seguito: dal pi๠semplice, caratterizzato solo da parametri strutturali, al pi๠complesso, in cui sono stati indagati anche diversi parametri funzionali. La risposta della comunità microalgale bentonica (microfitobenthos - MPB) alle biodeposizioni derivanti dalle mitilicolture ਠstata studiata non solo paragonando una mitilicoltura con un controllo ma anche considerando le caratteristiche della comunità sotto ad un impianto pi๠recente e in un'area dove l'attività ਠstata rimossa (Capitolo 2). Questo approccio innovativo permette di indagare l'evoluzione temporale dell'impatto e se ਠpossibile un ripristino. Comparando le quattro aree, la comunità ਠcaratterizzata da una maggiore proliferazione dei taxa tolleranti a condizioni di arricchimento organico sotto alle mitilicolture attive rispetto agli altri due siti. L'area dismessa, inoltre, presenta un popolamento microalgale simile a quello del controllo suggerendo la resilienza del sistema e, di conseguenza, una certa sostenibilità dell'attività di mitilicoltura. Tre comunità bentoniche sono state studiate sinotticamente in un'area costiera soggetta a stress multipli, come l'influenza del Po, la presenza di piattaforme per l'estrazione del gas e il prelievo/scarico di sedimenti (Capitolo3). Insieme alla caratterizzazione chimica, lo studio del MPB, della meiofauna e della macrofauna forniscono una descrizione dello stato dell'ecosistema bentonico in un esempio di monitoraggio che costituisce una base di dati a cui fare riferimento prima di qualsiasi intervento nell'area d'interesse. Lo studio di mesocosmo (Capitolo 4) ਠfocalizzato sulla risposta della comunità microbica bentonica ad un abbassamento di pH dovuto alla fuoriuscita di CO2 da un suo sito di stoccaggio CCS (Carbon dioxide Capture and Storage). Costituisce un esempio di esperimento condotto in laboratorio con lo scopo di simulare eventuali scenari futuri derivanti da un intervento antropico in ambiente naturale prima della sua realizzazione. Relativamente a questo focus, sia i parametri strutturali (abbondanze picobentoniche, densità e composizione del MPB) che i funzionali relativi alla comunità microbica bentonica (attività enzimatiche, Produzione Procariotica di C e respirazione) sono stati studiati per la prima volta. I risultati suggeriscono che la comunità microbica ਠscarsamente sensibile anche ad un considerevole abbassamento di pH, probabilmente a causa di un effetto buffer esercitato dalla matrice sedimentaria. L'azione sinergica di idrocarburi e metalli pesanti sul funzionamento dell'ecosistema bentonico ਠstata studiata in un sistema fluviale-lagunare severamente contaminato (Capitolo 5). Numerosi parametri sono stati considerati e dalla loro integrazione deriva un'accurata descrizione del fluire di carbonio attraverso il sistema. I risultati relativi ai parametri microbici come le attività degradative, le produzioni primaria e secondaria e l'analisi del MPB, delineano una situazione inaspettata nel sito considerato pi๠impattato. Il sedimento di tale stazione ospita infatti una comunità microbica bentonica estremamente attiva sia in termini di produttori primari che di procarioti volti al recupero della sostanza organica e conseguente conversione in nuova biomassa. Gli studi presentati in questa tesi non hanno la pretesa di costituire una descrizione esaustiva e completa del funzionamento dell'ecosistema bentonico, ma sottolineano l'importanza di questo approccio innovativo nel contribuire a sviluppare forme sostenibili di gestione delle risorse costiere.I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14242/269635
URN:NBN:IT:UNITS-269635