L`analisi delle comunità bentoniche dei fondi mobili

AGENZIA
REGIONALE
PER LA PROTEZIONE
AMBIENTALE
DELLE MARCHE
L’analisi delle comunità
bentoniche dei fondi mobili
nella valutazione dell’ambiente
marino costiero
Dott.ssa Claudia Ferri
ARPAM Dipartimento Provinciale di Pesaro
“Le Marche e la qualità del mare”
Ancona, 18 luglio 2006
Il termine biocenosi viene correntemente utilizzato per
indicare un raggruppamento di organismi viventi, animali e
vegetali, che per la composizione in specie e per il numero di
individui corrisponde in modo stabile a determinate
condizioni medie di un dato ambiente.
Questi organismi, oltre a dipendere dalle caratteristiche
fisiche del luogo in cui vivono, sono strettamente legati gli
uni agli altri da vari tipi di rapporti reciproci tanto che da
queste interazione può dipendere la loro sopravvivenza.
Le biocenosi sono composte da
specie
caratteristiche
che,
indipendentemente dalla loro abbondanza,
vivono preferenzialmente o esclusivamente in
quel particolare biotopo
specie accompagnatrici
presenti in diversi biotopi
che
risultano
specie accidentali che si ritrovano in un
ambiente solo occasionalmente in quanto
esclusive di un’altra biocenosi.
Il dominio bentonico è popolato da differenti biocenosi
la cui distribuzione è legata alla natura del substrato,
alla profondità e alle caratteristiche idrodinamiche e
chimico-fisiche dei diversi luoghi.
Il fondale marino crea diversi ambienti biologici
influenzati da fattori fisici (luminosità, moto ondoso,
temperatura etc), dipendenti dalla profondità e
diversificati tra loro dalla composizione del substrato
che può essere mobile o duro. Ognuno di questi
ambienti è popolato da una diversa biocenosi.
Le
principali
biocenosi
bentoniche
del
Mediterraneo sono state identificate da Pérès e
Picard in funzione del piano (Sopralitorale,
Mesolitorale, Infralitorale, Circalitorale) e del tipo di
fondale.
Piano
Substrato
solido
Sigla
Descrizione
RMS
biocenosi del mediolitorale superiore
RMI
biocenosi del mediolitorale inferiore
GM
biocenosi delle grotte
DM
biocenosi dei fondi detritici
SM
biocenosi delle sabbie
SVLE
biocenosi delle sabbie fangose, lagune, estuari
AP
biocenosi delle alghe fotofile
IETP
biocenosi delle acque inquinate
GI
biocenosi delle ghiaie
SGBV
biocenosi delle ghiaie fini e sabbie grossolane rimosse dalle
onde
SRPV
biocenosi delle sabbie in zone protette
SVMC
biocenosi delle sabbie fangose in zone calme
LEE
biocenosi lagunari eurialine ed euriterme
STP
biocenosi dei sedimenti inquinati
SFBC
biocenosi delle sabbie fini ben calibrate
SFS
biocenosi delle sabbie fini superficiali
IIP
biocenosi delle praterie di Poseidonia
C
biocenosi del coralligeno
GSO
biocenosi delle grotte semioscure
GO
biocenosi delle grotte oscure
RL
biocenosi delle rocce al largo
DC
biocenosi dei fondi detritici costieri
DE
biocenosi dei fondi detritici invasi da fango
VTC
biocenosi dei fanghi terrigeni costieri
DL
biocenosi dei fondi detritici del largo
SGCF
biocenosi delle sabbie e ghiaie con correnti di fondo
MI
biocenosi dei fondi mobili instabili
Mesolitorale
mobile
solido
Infralitorale
mobile
solido
Circalitorale
mobile
indipendenti dal piano
Principali biocenosi bentoniche secondo la nomenclatura introdotta da Pérès e Picard
L’analisi delle comunità bentoniche di fondi mobili è parte
integrante della valutazione delle caratteristiche dell’ambiente
marino.
La composizione e la struttura delle comunità bentoniche dei
fondi mobili può essere utilizzata, infatti, per caratterizzare le
condizioni ambientali di aree da indagare e classificare
l’estensione di eventuali impatti ambientali.
Le MOTIVAZIONI per utilizzare gli organismi bentonici,
rispetto a pesci e plancton, nella valutazione dello stato
ecologico sono molteplici:
organismi prevalentemente sessili
strettamente associati al sedimento
sensibili a diversi tipi di inquinanti che si accumulano
proprio a livello dei sedimenti
ciclo vitale relativamente lungo
importanti componenti della rete trofica
Una biocenosi, in condizioni ambientali stabili, pur
essendo sottoposta a cambiamenti nel tempo, sia
qualitativi che quantitativi, a piccola scala, evolve sempre
verso un alto numero di specie e biomassa ma con una
moderata abbondanza.
Quando si verifica un fenomeno inquinante si assiste ad
una riduzione del numero di specie (diminuisce la
diversità) che preesistevano accompagnata dal
cambiamento o dalla sostituzione di specie con altre che
meglio si adattano ai nuovi parametri chimico-fisici;
contemporaneamente aumenta in totale l’abbondanza.
PROBLEMA
- La struttura del benthos riflette lo stress antropico
ma anche quello dovuto a variazioni naturali
- Spesso è molto difficile separare le cause delle
variazioni, se antropiche o naturali
MACROINVERTEBRATI BENTONICI
E QUALITA’ AMBIENTALE
Programma di monitoraggio per il controllo
dell’ambiente marino-costiero (2001-2003)
D. Lgs. 152/99 e succ. – indagini “addizionali”
Direttiva 2000/60/CE
D. Lgs. 152/2006
Nell’ambito del Programma di monitoraggio per il controllo
dell’ambiente marino-costiero a partire dall’anno 2002 è
stata attivata l’analisi delle comunità bentoniche di fondi
mobili.
La caratterizzazione delle condizioni ambientali
generalmente è basata su metodi quantitativi,
mettendo in relazione il numero di specie e di individui
prelevati con un’area di fondale conosciuta.
L’indagine relativa alle biocenosi S.F.B.C. è stata condotta
con frequenza annuale, in periodo di fine inverno, su 5
stazioni di campionamento di cui una scelta come “bianco”
regionale.
Area compresa tra il fiume Foglia e il fiume Metauro
Area compresa tra il Comune di Montemarciano e quello di
Ancona, promontorio del Guasco
Area prospiciente il Monte Conero
Area compresa tra i Comuni di Porto Civitanova e di
Porto S. Elpidio
Area compresa i Comuni di Cupramarittima e
di San Benedetto del Tronto
Il protocollo adottato per l’analisi delle biocenosi S.F.B.C.
prevede di caratterizzare la comunità bentonica in termini
di numero di specie e di abbondanza.
Quindi, per ogni campione deve essere determinato il
numero di specie identificato all’interno dei vari taxa ed il
numero di individui.
Questa matrice di dati, a sua volta, deve servire per
elaborare i parametri strutturali della comunità.
Numero di specie
Numero di individui
Indice di diversità specifica (Shannon e Weaver, 1949)
Indice di ricchezza specifica (Margalef, 1958)
Indice di equiripartizione o “evenness” (Pielou, 1966)
Indice di dominanza (Simpson, 1949)
Stazione ESINO
Stazione FOGLIA
1366
1500
1000
908
543
433
500
32
39
31
25
2003
2004
2005
2006
24
2848
3000
1268
N°individui
2000
N° specie
1000
N°individui
0
0
2002
616
533
100
22
27
2002
2003
2004
N° specie
38 10919
34
2005
2006
Stazione CONERO
1500
1000
1040
822
649
N°individui
389
N° specie
24
273
28
27
28
32
2002
2003
2004
2005
2006
500
0
Stazione TRONTO
Stazione CHIENTI
800
5000
4000
3000
2000
1000
0
4327
600
3529
2295
1313
333
44
30
2002
2003
35
2004
686
522
35
40
2005
2006
N°individui
400
N° specie
200
368
302
N°individui
N° specie
75
10
36
36
33
39
2003
2004
2005
2006
0
2002
Presenza di specie esclusive e preferenziali delle biocenosi SFBC
Anno
Specie caratteristiche
esclusive SFBC
FOGLIA
ESINO
Tellina fabula
0,88%
1,00%
Tellina nitida
CONERO
CHIENTI
0,15%
Nassarius mutabilis
0,33%
1,00%
Prionospio malmgreni
1,87%
1,00%
Sigalion mathildae
0,46%
0,60%
1,00%
2002
Specie caratteristiche
preferenziali SFBC
Chamelea gallina
0,77%
4,00%
Nassarius pygmeus
Owenia fusiformis
15,92%
0,15%
68,94%
38,00%
Nephtys hombergi
Diogenes pungilator
43,30%
42,30%
18,32%
0,30%
0,11%
3,00%
TRONTO
Anno
Specie caratteristiche
esclusive SFBC
FOGLIA
Tellina fabula
1,24%
Tellina nitida
0,07%
ESINO
CONERO
TRONTO
0,04%
1,83%
Nassarius mutabilis
Prionospio malmgreni
CHIENTI
0,04%
0,04%
0,02%
2003
Specie caratteristiche
preferenziali SFBC
Chamelea gallina
Spisula subtruncata
26,28%
0,19%
0,13%
0,19%
0,07%
Owenia fusiformis
46,78%
7,50%
7,69%
85,93%
50,57%
Nephtys hombergi
0,22%
0,56%
1,10%
0,17%
0,19%
Anno
Specie caratteristiche
esclusive SFBC
FOGLIA
ESINO
CONERO
Tellina fabula
0,55%
0,25%
0,24%
Tellina nitida
0,08%
0,28%
0,36%
Nassarius mutabilis
Prionospio malmgreni
CHIENTI
TRONTO
0,44%
2004
0,21%
1,17%
0,28%
0,44%
88,42%
20,70%
1,73%
18,95%
0,12%
3,15%
3,65%
Sigalion mathildae
Specie caratteristiche
preferenziali SFBC
Chamelea gallina
Spisula subtruncata
Owenia fusiformis
Nephtys hombergi
17,82%
31,21%
9,00%
2,84%
2,18%
14,23%
19,09%
0,04%
0,25%
0,61%
0,15%
Anno
Specie caratteristiche
esclusive SFBC
FOGLIA
ESINO
CONERO
CHIENTI
TRONTO
Tellina fabula
Tellina nitida
0,32%
Nassarius mutabilis
0,32%
Tellimya ferruginosa
0,32%
Prionospio malmgreni
1,10%
3,86%
0,65%
0,27%
Sigalion mathildae
2005
0,03%
0,27%
0,06%
0,82%
24,68%
42,25%
4,89%
1,03%
0,09%
Specie caratteristiche
preferenziali SFBC
Chamelea gallina
3,31%
0,32%
5,91%
Spisula subtruncata
8,84%
6,82%
2,31%
Owenia fusiformis
4,97%
Nephtys hombergi
0,55%
0,16%
Spiphones bombyx
Diogenes pungilator
0,03%
0,16%
Anno
Specie caratteristiche
esclusive SFBC
FOGLIA
ESINO
CONERO
Tellina fabula
0,69%
1,83%
0,48%
Tellina nitida
1,62%
11,93%
0,38%
Tellimya ferruginosa
Pharus legumen
0,23%
0,48%
Thracia papyracea
0,48%
Prionospio malmgreni
0,10%
2006
Sigalion mathildae
1,83%
CHIENTI
TRONTO
0,30%
1,32%
0,30%
10,60%
0,15%
0,99%
0,08%
Specie caratteristiche
preferenziali SFBC
Chamelea gallina
14,32%
21,10%
4,62%
6,93%
11,00%
11,54%
Owenia fusiformis
24,48%
11,00%
12,21%
Nephtys hombergi
0,46%
0,92%
0,38%
Spisula subtruncata
Diogenes pungilator
2,75%
2,90%
1,32%
32,78%
32,29%
4,30%
3,31%
V ari az i o ni t emp o r ali d el la co mp o siz io ne
t asso no mi ca d ell a st az i o ne ESI N O
V ar i az i o ni t emp o r al i d el la co mp o si z i o ne
t asso no mi ca d ell a st az i o ne F OG LI A
100%
100%
90%
10,9
34,8
80%
26,8
35,6
56,5
60%
60%
Polichet i
86,5
54
40%
65
63,3
53,2
70%
M olluschi
30%
29,2
80%
70%
50%
5,4
17
90%
Crost acei
50%
Echinodermi
40%
28,9
90,2
66
90,4
63,8
30%
20%
36,7
20%
10%
2,6
0%
0,1
1,1
18,7
14,5
Campion. Campion. Campion. Campion. Campion.
2002
2003
2004
2005
2006
V ar i az i o ni t emp o r al i d el l a co mp o si z i o ne t asso no mi ca
d el l a st az io ne C ON ER O
100%
10%
16
0%
1
Campion.
2002
3,9 0,3
Campion.
2003
8,7
1,1
Campion.
2004
2,8
7,3
0,2
Campion.
Campion.
2005
2006
6,8
8,8
90%
26,2
28,4
80%
70%
52,1
61,1
60%
27,4
50%
85,3
52,4
40%
30%
20%
46,8
32,2
0%
42,5
21,3
10%
1,10,2
Campion.
2002
5,5 0,4
Campion.
2003
1,9
6,7
Campion.
2004
Campion.
2005
Campion.
2006
V ar iaz i o ni t emp o r ali d ella co mp o siz i o ne
t asso no mica d ell a st az io ne T R O N T O
V ar iaz io ni t emp o r ali d el l a co mp o si z io ne
t asso no mi ca d ell a st az i o ne C HIE N T I
100%
2,6
100%
1,1
4,4
90%
80%
29,6
34,8
80%
32,1
33,33
70%
60%
92,5
40%
95,7
85,1
66,9
77
50%
57
51,4
72,8
60%
40%
49,33
61,1
30%
20%
20%
12,6
0%
13,7
13,4
4
0,1
0
0,3
Campion. Campion. Campion. Campion. Campion.
2002
2003
2004
2005
2006
1, 2
4,9
10%
17,4
17,33
18,2
0%
Campion.
2002
Campion.
2003
24,8
6,8
9,5
11,6
Campion.
2004
Campion.
2005
Campion.
2006
INDICI
Stazione
H'
Indice
diversità
specifica
D
Indice di
ricchezza
spec.
J
Indice di
evenness
c
Indice di
dominanza
Data
FOGLIA
13-mar-02
1,85
3,38
0,40
0,49
ESINO
13-mar-02
3,31
5,65
0,70
0,20
CONERO
12-mar-02
3,62
3,55
0,79
0,37
CHIENTI
12-mar-02
3,96
7,40
0,73
0,11
TRONTO
04-mar-02
3,45
3,71
0,85
0,12
FOGLIA
27-feb-03
2,28
4,29
0,46
0,31
ESINO
27-feb-03
1,96
5,65
0,44
0,47
CONERO
11-mar-03
2,30
4,82
0,48
0,01
CHIENTI
11-mar-03
1,11
3,75
0,23
0,74
TRONTO
11-mar-03
4,34
5,59
0,84
0,28
FOGLIA
26-mar-04
3,59
5,32
0,68
0,22
ESINO
26-mar-04
2,48
4,15
0,49
0,29
CONERO
05-apr-04
3,35
3,87
0,70
0,14
CHIENTI
05-apr-04
0,94
4,06
0,18
0,78
TRONTO
05-apr-04
3,08
5,36
0,60
0,17
FOGLIA
05-apr-05
3,78
4,76
0,76
0,11
ESINO
05-apr-05
3,90
5,76
0,74
0,10
CONERO
27-mag-05
3,79
4,53
0,79
0,11
CHIENTI
27-mag-05
2,26
4,16
0,44
0,29
TRONTO
27-mag-05
2,38
5,42
0,47
0,42
FOGLIA
17-mag-06
3,04
3,95
0,66
0,17
ESINO
17-mag-06
3,50
3,84
0,82
0,12
CONERO
17-mag-06
3,05
4,46
0,61
0,20
CHIENTI
18-mag-06
3,13
5,43
0,59
0,18
TRONTO
18-mag-06
4,05
6,65
0,77
0,13
Gli indici biotici sono strumenti di sintesi, calcolati sulla
base di diverse misure operate sulle comunità, finalizzati
a meglio interpretare lo stato dell’ambiente.
Sviluppati inizialmente per le comunità fluviali, gli indici
biotici possono trovare una applicazione anche nello
studio delle comunità marine costiere anche se non
sempre fruttuosi sono risultati i tentativi di sviluppare
indici specifici in questo ambito.
Gli indici di diversità utilizzati in questo protocollo
descrivono la comunità misurandone la ricchezza in
specie ed in individui e la distribuzione degli individui
all’interno delle specie.
Tra questi indici e l’inquinamento non intercorre però
una relazione univoca, quindi sono utili solo se
considerati in un contesto temporale o spaziale ma
unicamente per confrontare comunità simili.
In ambito marino, nel corso degli anni sono stati elaborati
diversi lavori che hanno utilizzato svariati indicatori ed
indici biotici per stime di qualità dell’ambiente marino,
ma attualmente nessuno sembra rivestire una valenza
prioritaria su tutti gli altri.
CONCLUSIONI
L’esigenza di poter disporre di efficaci strumenti di
biomonitoraggio è ormai sentita a vari livelli anche a
fronte delle novità introdotte dal nuovo D. Lgs. 152/2006.
La possibilità di poter ricorrere all’analisi del benthos,
nell’ambito della valutazione della qualità dell’ambiente
marino necessita, da un lato di una conoscenza
adeguata delle comunità bentoniche delle varie aree e
dall’altro dell’applicabilità di indici biotici più completi da
un punto di vista del loro significato intrinseco .
Sicuramente, si deve al Programma nazionale di
monitoraggio marino costiero il riconoscimento di aver
portato tutte le Regioni costiere a realizzare uno studio
sulle biocenosi di pregio ambientale seguendo uno
stesso protocollo operativo.
Eventuali futuri Programmi nazionali di monitoraggio
potrebbero essere implementati soprattutto per
testare nuovi sistemi di valutazione ecologica
disponibili e sviluppati in altri Paesi.