RICERCA ITALIANA     

RESISTENZA E RESILIENZA DELLA BIODIVERSITA' COSTIERA AGLI EFFETTI SINERGICI DI CAMBIAMENTI AMBIENTALI SU SCALA LOCALE E GLOBALE (BIORES)

Università di Pisa

Abstract

L'intensificazione delle attività umane in zone costiere, in combinazione con i cambiamenti climatici che si stanno verificando su scala globale, sta alterando in maniera drammatica la biodiversità di ambienti terrestri e marini. Allo scopo di sviluppare strategie adeguate a garantire un uso sostenibile delle risorse, è necessario determinare come il funzionamento degli ecosistemi e la loro capacità di fornire beni e servizi all'uomo possa essere mantenuta nonostante una maggiore incertezza ambientale. L'approccio tradizionale usato per esaminare gli effetti di disturbi di origine antropica è quello di concentrarsi su specifici agenti di cambiamento - ad esempio l'inquinamento puntiforme. Questo approccio non è tuttavia adeguato a comprendere la varietà di disturbi esterni a cui sono soggetti gli organismi che vivono in zone costiere. Una strategia alternativa per far fronte a tale complessità è quella di esaminare le fondamentali differenze nei pattern di variabilità tra processi che operano a grande e piccola scala. Mentre i processi che operano a grandi scale sono caratterizzati da elevata variabilità a basse frequenze, i processi locali, che cambiano bruscamente nello spazio o nel tempo, mostrano elevata variabilità ad alte frequenze. Perciò, la risposta della biodiversità alla esposizione simultanea a cambiamenti ambientali che operano su scale diverse può essere valutata attraverso l'alterazione dei pattern di variabilità degli agenti >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Lisandro Benedetti Cecchi Università degli Studi di PISA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Lo scopo principale della presente proposta di ricerca è quello di testare gli effetti sinergici di disturbi globali e locali sulla resistenza e sulla resilienza di sistemi costieri, mediante un approccio interdisciplinare che riesca ad incorporare il complesso insieme di risposte di ambienti terrestri e marini. Attraverso la combinazione di studi correlativi e sperimentali, questo progetto si propone di:

(1) quantificare gli spettri di varianza di variabili fisiche e biologiche che sono potenzialmente legate da relazioni di causa-effetto;

(2) testare l'ipotesi generale secondo cui le variabili ambientali causali caratterizzate da dinamiche rapide amplificheranno gli impatti di processi a bassa frequenza, autocorrelati, come osservato in altri sistemi quali i circuiti elettronici, i neuroni sensoriali (Wiesenfield and Moss 1995) e, più recentemente, come ipotizzato per la diversità ecologica (Lai and Liu 2005);

(3) usare i risultati degli studi sperimentali per parametrizzare modelli statistici capaci di prevedere la risposta di specie ed ecosistemi a cambiamenti della variabilità ambientale;

(4) identificare le strategie di gestione necessarie per preservare la biodiversità in vista di drastici cambiamenti ambientali.

I prodotti specifici del progetto consistono in:

- articoli scientifici su riviste internazionali recensite ISI;
- presenatione dei risultati a congressi >>>

Risultati parziali attesi

Il maggiore elemento di originalità ed innovazione di BIORES è l’analisi degli effetti dei cambiamenti ambientali integrata tra scale (globale e locale) e sistemi (marino e terrestre). La forza del nostro approccio è quella di considerare il sinergismo tra autocorrelazione e noise di variabili ambientali, piuttosto che singoli agenti di cambiamento, allo scopo di considerare l'intera gamma di variabilità ambientale prevista come conseguenza di cambiamenti climatici e disturbi locali. Questo approccio permetterà di identificare i principi generali che governano la risposta dei popolamenti naturali a maggiori fluttuazioni ambientali, indipendentemente dall'identità delle variabili ambientali che determinano i cambiamenti, e porterà ad una maggior comprensione delle forze che regolano i pattern naturali di biodiversità.

Oltre agli elementi di originalità da un punto di vista teorico, BIORES è anche innovativo da un punto di vista applicativo. Per la sua lunga storia di disturbo da parte dell’uomo, la fascia costiera è infatti una delle zone più a rischio di fronte alle minacce di cambiamenti globali, e drammatici eventi recenti hanno evidenziato gap conoscitivi sulle cause e conseguenze dell’erosione della biodiversità costiera e sulle relazioni tra la resistenza/resilienza degli ecosistemi costieri e gli spettri di varianza di determinanti ambientali. BIORES si propone di colmare questi gap conoscitivi, di integrare le informazioni con quelle gi >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Introduzione

Gran parte della popolazione umana è insediata presso zone costiere e preleva importanti risorse, come cibo ed energia, dall'ambiente marino. L'intensificazione delle attività umane lungo la costa (sviluppo urbano, rilascio di nutrienti ed inquinanti, pesca ed acquacoltura), in combinazione con i cambiamenti climatici che avvengono su grandi scale spaziali, stanno causando importanti alterazioni alla biodiversità marina e terrestre (Suchanek 1994, Gray 1997, Lotze et al. 2006, Airoldi and Beck 2007). Gli esempi di una fallimentare linea politica, gestione e valutazione in campo ambientale sono molteplici e sono il risultato della mancata attenzione per la complessità delle dinamiche scala-dipendenti in sistemi influenzati da attività umane (Millennium Ecosystem Assessment 2005). Lo sviluppo di strategie che possano consentire un uso sostenibile delle risorse costiere richiede la conoscenza di come la funzionalità e la capacità di fornire beni e servizi degli ecosistemi possano essere mantenute in presenza di disturbi locali di natura antropica che interagiscono con le variazioni delle condizioni climatiche a scale regionale e globale.

La "scala" può essere definita come la dimensione spaziale, temporale, quantitativa o analitica usata per misurare e studiare ogni fenomeno naturale (Gibson et al 2000). I fenomeni ecologici ed ambientali sono in genere spazialmente e temporalmente scala-dipendenti, sebbene >>>