Appunti Fitogeografia

Geobotanica: campi d'indagine e definizioni

(Studio delle piante e delle comunità vegetali nella loro situazione nella biosfera)

Corologia

Corologia: studio specie singole.

Forme biologiche (Raunkiær): classificazione ecologica che mette in evidenza tra clima e flora e gli adattamenti ai quali le piante ricorrono per proteggere le loro gemme durante la stagione avversa.

Gruppi corologici: una flora (le specie vegetali presenti in una data area) risulta costituita, dal punto di vista corologico, da elementi, ciascuno dei quali comprende un gruppo di specie aventi eguale distribuzione (“elementi geografici”).

Fitosociologia

Fitosociologia: studio associazioni vegetali.

Dinamismo della vegetazione: le serie e il climax.

I piani altitudinali: ad ogni climax corrisponde un clima ben determinato. Ai successivi strati di vegetazione che si susseguono al variare dell’altitudine viene dato il nome di Piani altitudinali.

Sinecologia

La Sinecologia è lo studio dei rapporti fra le associazioni vegetali e l'ambiente.

I fattori ambientali che influenzano le associazioni vegetali sono distribuiti in 3 gruppi:

• Fattori topografici (altitudine, esposizione, inclinazione)
• Fattori climatici (T, luce, pioggia, neve, nebbia, umidità atmosferica, vento)
• Fattori del terreno (caratteri fisici, chimici, biotici)

Sintassonomia

La Sintassonomia è la sistematica degli aggruppamenti vegetali per la quale essi vengono ordinati secondo le seguenti unità:

• Associazione: suffisso -etum
• Alleanza: suffisso -ion
• Ordine: suffisso -etalia
• Classe: suffisso -etea

Le unità della sistematica delle associazioni vegetali sono individuate da specie caratteristiche o comunque altrimenti significative ed il loro nome è derivato dai nomi di tali specie:

• Un esempio: associazione Orno-Quercetum ilicis - bosco misto di specie sempreverdi e alleanza Quercion ilicis
• Ordine Quercetalia ilicis
• Classe Quercetea ilicis - Bosco subtropicale sempreverde dell'area

Geobotanica: campi d’indagine e definizioni

(Studio delle piante e delle comunità vegetali nella loro situazione nella biosfera)

Corologia

Corologia: studio specie singole.

Forme biologiche (Raunkiaer): classificazione ecologica che mette in evidenza tra clima e flora e gli adattamenti ai quali le piante ricorrono per proteggere le loro gemme durante la stagione avversa.

Gruppi corologici: una flora (le specie vegetali presenti in una data area) risulti costituita, dal punto di vista corologico, da elementi, ciascuno dei quali comprende un gruppo di specie aventi eguale distribuzione (“elementi geografici”).

Fitosociologia

Fitosociologia: studio associazioni vegetali.

Dinamismo della vegetazione: le serie e il climax.

I piani altitudinali: ad ogni climax corrisponde un clima ben determinato. Ai successivi strati di vegetazione che si susseguono al variare dell’altitudine viene dato il nome di Piani altitudinali.

Sinecologia

La Sinecologia è lo studio dei rapporti fra le associazioni vegetali e l’ambiente.

I fattori ambientali che influenzano le associazioni vegetali sono distribuiti in 3 gruppi:

• Fattori topografici (altitudine, esposizione, inclinazione)
• Fattori climatici (T, luce, pioggia, neve, nebbia, umidità atmosferica, vento)
• Fattori del terreno (caratteri fisici, chimici, biotici)

Sintassonomia

La Sintassonomia è la sistematica degli aggruppamenti vegetali per la quale essi vengono ordinati secondo le seguenti unità:

• Associazione: suffisso -etum
• Alleanza: suffisso -ion
• Ordine: suffisso -etalia
• Classe: suffisso -etea

Le unità della sistematica delle associazioni vegetali sono individuate da specie caratteristiche o comunque altamente significative ed il loro nome è derivato dai nomi di tali specie.

• Un esempio: associazione Orno - Quercetum ilicis
• Alleanza Querion ilicis
• Ordine Quercetalia ilicis
• Classe Quercetea ilicis - Bosco subericolo sempreverde dell'area mediterranea - macaronisiana

Il mondo delle piante

Il regno Plantae annovera oltre 500.000 specie dalle microscopiche alghe azzurre ai giganti vegetali (es. le sequoie: oltre 100 m di altezza per 10-12 m di diametro alla base del tronco).

Hanno colonizzato tutti gli ambienti della terra (marini, d'acqua dolce e terrestri) e sono organismi fotosintetici in grado cioè di elaborare sostanze organiche complesse a partire da sostanze inorganiche semplici (anidride carbonica e acqua) catturando l'energia luminosa, grazie alla clorofilla.

Le prime piante comparvero circa 2 miliardi di anni fa, ma solo 500 milioni di anni fa comparvero le piante terrestri.

I grandi gruppi

• Phylum Schizophyta: Alghe azzurre, uni e pluricellulari, prive di un nucleo distinto dal citoplasma. Aspetti comuni: vivono in acqua dolce (es. Nostoc).
• Phylum Protochyta: Diatomee (unicellulari, forma allungata e comunicante, ricchi silicati, acque dolci e marine).
• Phylum Euphya: Alghe brune (Puneofilamentose, laminaria e fucus, acque marine, es. Sargassum). Alghe verdi (uni e pluricellulari, autotrofe e filamentose, acque dolci e marine, autotrofi, es. Ulva). Briofite (muschi ed epatiche, pluricellulari, terrestri). Pteridofite (felci e piumellesfcilari, terrestri da Equisetum, Pteridium). Gimnosperme (pluricellulari, terrestri, piante a fiori, ovuli nudi, es. Pinus, Abies). Angiosperme (unicellulari, terrestri, piante a fiori, ovuli contenuti in un organo chiuso detto ‘ovario’ che poi darà fiore), es. Castanea, Fagus).

Alcune famiglie di angiosperme

• Fam. Tiliaceae: Tilia platyphyllos (Foglie cuoriformi, fiori penduli, frutti piccole noci, boschi)
• Fam. Corylacee: Corylus avellana (Foglie cuoriformi, fiori unisessuali, ricci di frutti legnosi, boschi umidi).
• Fam. Fagaceae: Castanea sativa (Foglie lanceolate, fiori in lunghi grappoli, noci acuminate di riccio, boschi).
• Fam. Ulmaceae: Ulmus minor (Foglie ellittiche, fiori in ombrelle odorose, frutti leggiadri a noci, siepi)
• Fam. Rosaceae: Crataegus monogyna (Foglie ovali profondamente lobate, fiori bianchi unisessuali, frutti rossi, siepi)
• Fam. Aceraceae: Acer campestre (Foglie e semi lobati, fiori in racemi, frutti samara a 2 ali, margini boschi, siepi)
• Fam. Cornaceae: Cornus sanguinea (Foglie ellittiche lobate, fiori bianchi tomentosi, frutti drupe nere, margini siepi)

Cosa e come osservare

Le piante non si muovono e per conoscerle basta spirito di osservazione e capacità di coglierne i particolari.

Le caratteristiche da osservare: le foglie, i fiori, i frutti, l'aspetto generale della pianta.

Anche il luogo dove la pianta vive è importante: ci sono piante tipiche di zone umide e di zone secche.

Per conoscere bene una pianta è necessario osservarla nell'arco di tutte le stagioni.

Parti di una pianta: (foglie, frutti, fiori) possono essere raccolti per una più attenta osservazione in laboratorio.

Evitare la raccolta di specie rare e comunque limitare al minimo necessario la raccolta di campioni vegetali.

Associazioni vegetali e climax

L'associazione è un raggruppamento vegetale più o meno stabile ed in equilibrio con il mezzo ambiente, caratterizzato da una composizione floristica determinata, in cui certi elementi quasi esclusivi (specie caratteristiche) rivelano con la loro presenza un'ecologia particolare ed autonoma.

Una tendenza generale della vegetazione è quella di organizzarsi in tipi sempre più complessi. Un insieme di associazioni legate da rapporti dinamici di questo tipo costituisce una SERIE. La fase finale di una serie di questo genere è detta CLIMAX.

L'ASSOCIAZIONE-CLIMAX rappresenta la più complessa vegetazione che si può sviluppare sotto determinate condizioni climatiche.

Esempio di serie

Piani altitudinali della vegetazione italiana:

• Piano Mediterraneo
• Piano Submediterraneo
• Piano Montano
• Piano Subalpino
• Piano Alpino

Quote s.l.m.:

• 100m
• 500m (Alpi)
• 900m (Zsoleo)
• 1000m (Appennino)
• 1200m (Alpi)
• 1500m
• 1800m
• 2000m (Appennino)

Associazioni Climax:

• Quercetum ilicis e Oleo-Lentiscetum
• Quercetum petraeae e Quercetum pubescentis
• Fagetum
• Picetum subalpinum, Rhodero-Vaccinietum
• Festucetum halleri, Curvuletum

Querc-Carpinetum (Piano Pianura)

Consorzi discontinui di Licheni crostosi (Piano nivale > 2800m)

Ecologia: definizioni

Popolazione: un gruppo di individui appartenenti alla stessa specie che vivono in una data area.

Comunità biotica (o biocenosi): l'insieme delle popolazioni vegetali ed animali di una data area.

Ecosistema: l'insieme della comunità biotica con il suo ambiente fisico, strutturale e suddiviso in 4 componenti:

1. Sostanze abiotiche
2. Produttori, organismi autotrofi (piante verdi)
3. Macrocunsumatori, eterotrofi (animali) che si nutrono di altri organismi
4. Decompositori o microconsumatori, eterotrofi (batteri e funghi) che demoliscono le sostanze organiche morte e rimettono in circolo sostanze semplici per i produttori

Biosfera: parte del globo in cui gli ecosistemi possono operare, cioè il suolo, l'aria e l'acqua biologicamente abitati.

Biomassa permanente: la quantità di sostanza vivente che si trova nei vari livelli trofici o in uno dei vari livelli (misura in Kg/m²).

Produttività primaria: velocità in cui, in una data comunità, viene prodotta biomassa da parte delle piante.

P.p.lorda (PPL): fissazione totale di energia per opera della fotosintesi.

P.p.netta (PPN): differenza tra PPL e respirazione da parte delle piante e rappresenta la velocità effettiva di produzione di nuova biomassa disponibile per essere consumata dagli eterotrofi.

Produttività secondaria: velocità di predazione di biomassa per opera degli organismi eterotrofi.

Nichia ecologica: l'insieme delle condizioni (es., temperatura) e delle risorse (es., acqua, luce) che permettono ad una specie in un determinato ambiente di mantenere una popolazione vitale ("funzione" che essa svolge all'interno di un ecosistema).

Comunità climax: lo stadio finale di una successione ecologica in equilibrio con l'ambiente fisico con il massimo grado di stabilità ed omeostasi (cioè capace di smorzare le oscillazioni dell'ambiente) e generalmente caratterizzata da maggiore varietà di specie e da maggior complessità delle reti trofiche, dove tutta l'energia fissata viene utilizzata nella respirazione complessiva di piante ed organismi eterotrofi e non si consuma alcun accumulo annuo netto di biomassa.

Bioma: la comunità biotica caratteristica di una regione climatica ampia, influenzata da due principali fattori ambientali: temperatura e piovosità.

Esempi di biomi: Foresta pluviale, tundra, taiga.

L'evoluzione della biosfera

Atmosfera primitiva

H₂O CH₄ NH₃ H₂S molto abbondanti.

CO₂ H₂ N₂ poco abbondanti.

Comparsa dell'ossigeno nell'atmosfera.

Formazione dell'atmosfera ossidante attuale.

O₂ N₂ molto abbondanti (99% in volume).

CO₂ H₂O (vap) O₃ NH₃ H₂ poco abbondanti.

3 miliardi di anni.

Primo organismo conosciuto Eobacterium.

2 miliardi di anni.

Comparsa dei primi organismi fotosintetici: alghe azzurre.

500 milioni di anni.

Prime piante ed animali terrestri.

Il meccanismo della fotosintesi

Fase 1^a (Luminosa)

Luce (RFA) + clorofilla + 2 H₂O fotolisi O₂.

RFA: Radiazione fotointicamente attiva (400-700A)

(2H₄⁺) sintesi di 2 ATP e 2 NADPH₂ (aggi ricinucere)

Fase 2^a (Oscura)

3 CO₂3 PC P 3 ATP6 Ac P G 6 Ald P G 6 ATP 6 NADPH₂1 Ald P G CHOH (anoditimo: sintesi glucoso)

Ac P G = acido fosfoglicerico C₃

Ald P G = aldeide fosfoglicerica C₃

C₅P = ribulosio fosfato

PC P = ribulosio difosfato

Il rendimento fotosintetico (rapporto tra la quantità di energia chimica in cui una pianta verde converte una data quantità di energia solare ricevuta e questa quantità) è non superiore al 3-4%.

Gli ambienti della biosfera: l'ambiente terrestre, i biomi

Fattori limitanti: T, Luce, Acqua, Sostanze nutritive minerali.

Produttori: Dominanti le piante verdi vascolari (dalle Felci alle Angiosperme).

Macroconsumatori: Dominanti i gruppi degli Insetti e dei Vertebrati.

Le comunità caratteristiche di regioni climatiche ampie sono dette biomi. Essi sono rappresentati dal tipo di vegetazione climax ma includono l'intera comunità biotica. La distribuzione dei biomi può essere ben rappresentata da due fattori: la temperatura annua media e la precipitazione annua media.

• Deserti: P_ann < 25 cm o assente (Sahara) Tam = 5-25°C
• Tundra: P_ann < 50 cm F.I. è bassa T è breve stagione vegetativa (circa 2 mesi) Tam = -15-5°C
• Taiga: P_ann 50-100 cm Inverno prolungato (oltre 8 mesi) Tam = 0-5°C
• Foresta temperata decidua: P_ann 75-150 cm Tam = 15°C
• Prateria Temperata: P_ann: 25-60 cm Inverni rigidi estati calde Tam = 5-20°C
• Savana tropicale: P_ann 55-120 cm Singola stagione umida che si alterna con una stagione secca prolungata Tam = 20-30°C
• Chaparral: P_ann < 100 cm Estati calde e secche, inverni miti e piovosi Tam = 5-20°C
• Foresta pluviale tropicale: P_ann > 200 cm Tam = 25°C