Acque interne, lezione 5 Ecologia applicata

Nel contesto dell’analisi ecologica dei corsi d’acqua, uno degli aspetti

fondamentali è la classificazione e la caratterizzazione dei microhabitat,

sia fisici che biologici, presenti all’interno dell’alveo. Tali elementi

costituiscono l’ambiente immediato in cui si sviluppano le comunità

bentoniche, in particolare i macroinvertebrati, organismi ampiamente

utilizzati nella valutazione dello stato ecologico dei corpi idrici.

Tra le varie tipologie di microhabitat, merita una menzione particolare la

componente idropetrica, che si riferisce a porzioni di corso d’acqua in cui

lo strato d’acqua presente è molto sottile e scorre sopra superfici lapidee,

frequentemente colonizzate da muschi e vegetazione. Si tratta di ambienti

peculiari che, pur con limitata profondità idrica, offrono nicchie ecologiche

fondamentali per numerose specie.

Microhabitat fisici e protocollo di campionamento

Nel protocollo di campionamento si procede innanzitutto all’individuazione

di sezioni omogenee del corso d’acqua. All'interno di ciascuna sezione,

si stimano le percentuali di copertura delle diverse componenti

granulometriche e strutturali del substrato, come sabbia, ghiaia, limo,

argilla e differenti frazioni litoidi. L’obiettivo è garantire una

rappresentatività adeguata dei vari microhabitat attraverso un

campionamento proporzionale.

Il principio metodologico consiste nell’associare a ciascuna tipologia di

substrato un numero di campioni proporzionale alla sua estensione

relativa. Ad esempio, qualora si rilevi una presenza del 10% di sabbia e

ghiaia, verrà prelevato un campione in tale area; se il microlital (piccoli

ciottoli e pietre) copre il 40%, saranno prelevati quattro campioni; per un

50% di mesolital (pietre di dimensioni intermedie), si preleveranno

cinque campioni. Il totale deve rappresentare il 100% della copertura del

transetto esaminato.

Questa procedura permette una valutazione biologica accurata, in

quanto riflette fedelmente l’effettiva struttura fisica del corso d’acqua. Le

frazioni litoidi, suddivise secondo dimensioni crescenti (microlital,

mesolital, macrolital), vengono integrate con le componenti a grana più

fine, e ogni frazione contribuisce alla costruzione di un quadro ambientale

rappresentativo dell’ecosistema fluviale.

Microhabitat biologici

Parallelamente all’analisi fisica, si procede alla classificazione dei

microhabitat su base biotica, tenendo conto della presenza di

organismi autotrofi o di materiale organico che funge da substrato e

risorsa trofica per i macroinvertebrati.

Tra gli elementi considerati vi sono:

Alghe filamentose, spesso associate a batteri, diatomee e altri

 microrganismi, che formano biofilm complessi e rappresentano

un’importante fonte di nutrimento.

Macrofite sommerse, piante acquatiche radicate nel fondo

 dell’alveo, tra cui muschi e altre piante vascolari.

Macrofitie emergenti, come tifa, cannucce di palude

 (Phragmites), carici e lilium, dotate della capacità di trasferire

ossigeno atmosferico alle radici e quindi contribuire

all’ossigenazione dell’ambiente acquatico. Questa proprietà le rende

strumenti efficaci anche nei processi di fitodepurazione.

Detriti vegetali di origine terrestre, introdotti nel corso d’acqua

 tramite fenomeni di erosione, ruscellamento e trasporto solido. Tali

detriti rappresentano un substrato essenziale per molti organismi

bentonici.

Frammenti lignei e particolato organico, suddiviso in fine e

 grossolano, che forniscono supporto alla crescita di microorganismi

e fungono da fonte alimentare.

Un ulteriore elemento rilevante è costituito dai film microbici, strutture

complesse costituite da batteri, lieviti, funghi e altri microrganismi. Questi

biofilm svolgono un duplice ruolo: da un lato, fungono da nutrimento per

la fauna bentonica, dall’altro, contribuiscono alla creazione di microhabitat

complessi.

La procedura di campionamento dei microhabitat biologici segue lo stesso

criterio proporzionale adottato per i microhabitat fisici. Se, ad esempio, si

osserva una copertura del 20% di particolato organico fine, saranno

prelevati due campioni da tale area; nel caso di una presenza del 30% di

macrofite sommerse, si procederà con tre campioni. La somma dei

campioni dovrà nuovamente rappresentare il 100% del transetto

analizzato.

Strumentazione e modalità di campionamento

Il campionamento dei macroinvertebrati viene effettuato mediante uno

strumento semplice ma efficace chiamato retino immanicato, un

dispositivo manuale costituito da una rete fissata a un manico. Questo

viene trascinato sul fondo del corso d’acqua in modo da raccogliere gli

organismi presenti nel substrato e negli anfratti.

Nel caso in cui le condizioni ambientali impediscano l’ingresso diretto nel

corso d’acqua, si rende necessario adottare metodologie alternative per il

campionamento. Tuttavia, l’accesso diretto e l’impiego del retino

immanicato rimangono preferibili per garantire l’accuratezza della

raccolta.

Riconoscimento dei macroinvertebrati

Una volta prelevati i campioni, si passa alla fase di riconoscimento. Gli

organismi vengono generalmente collocati in bacinelle e osservati ad

occhio nudo, talvolta con l’ausilio di una lente o di un microscopio nei casi

più complessi. Il riconoscimento avviene a livello di famiglia, un livello

tassonomico considerato sufficientemente preciso per gli scopi ecologici,

ma che non richiede competenze specialistiche troppo approfondite.

Le famiglie identificate vengono quindi catalogate e utilizzate per la

costruzione dell’indice biologico STAR_ICMi, uno strumento complesso che

integra diversi aspetti della struttura delle comunità bentoniche.

Costruzione dell’indice STAR_ICMi

L’indice STAR_ICMi (Standardisation of River Classifications -

Intercalibration Common Metrics index) è un indice multimetrico che

combina sei metriche biologiche, ciascuna ponderata con un determinato

peso relativo.

Le metriche principali sono:

1. ASPT (Average Score Per Taxon): misura la tolleranza

complessiva della comunità bentonica, calcolando la media dei

punteggi assegnati alle famiglie in base alla loro sensibilità

all’inquinamento. Tra le famiglie considerate vi sono i tricotteri (T), i

plecotteri (P) e altri organismi sensibili.

2. EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera): questa metrica

si basa sulla presenza e abbondanza di efemerotteri, plecotteri e

tricotteri, considerate famiglie altamente sensibili ai cambiamenti

ambientali. Si tratta di un indice che riflette la qualità dell’habitat.

3. Indice 1-GOLD: misura l’abbondanza relativa di organismi

considerati meno sensibili, come gastropodi, oligochaeti e

ditteri. L’indice viene espresso come 1 meno la loro abbondanza

relativa, al fine di ottenere un valore più elevato in presenza di

comunità più sensibili.

4. Numero di famiglie: rappresenta la ricchezza tassonomica, cioè

la diversità delle famiglie presenti in un dato campione.

5. Numero di famiglie EPT: oltre al semplice numero di famiglie,

viene valutato specificamente il numero di famiglie appartenenti ai

gruppi EPT, come indicatore di qualità.

6. Indice di diversità di Shannon-Wiener (o di non-linearità):

calcolato in base alla distribuzione delle famiglie rispetto all’area,

misura l’equilibrio e la complessità della comunità bentonica.

Ciascuna metrica viene pesata secondo specifici coefficienti (ad esempio,

l’ASPT pesa per circa il 33%, le due metriche EPT sommate per circa un

altro 33%, mentre le metriche legate alla ricchezza e diversità

tassonomica pesano per il restante 33%).

Calcolo del rapporto di qualità ecologica

Il valore finale dell’indice STAR_ICMi viene utilizzato per calcolare il

rapporto di qualità ecologica (RQE), espresso come rapporto tra il

valore osservato e quello teorico atteso in condizioni di riferimento per

ciascuna tipologia fluviale.

I corpi idrici vengono classificati all’interno di specifici macrotipi fluviali,

ciascuno dei quali è caratterizzato da valori di riferimento diversi. Ad

esempio, per un macrotipo fluviale classificato come A1, il valore soglia

per uno stato ecologico “elevato” è 0,97. Al contrario, si considera scarsa

o cattiva qualità se il valore del RQE è inferiore o pari a 0,24, ossia

inferiore a un quarto del valore di riferimento.

L’attribuzione della classe di qualità segue le soglie indicate nei decreti

attuativi della Direttiva Quadro sulle Acque (WFD), e prevede cinque

classi: elevato, buono, sufficiente, scarso e cattivo.

Nel caso in cui vengano considerati più indici biologici (macroinvertebrati,

diatomee, macrofite, fauna ittica), si assume come valore rappresentativo

la classe peggiore tra quelle ottenute.

Classificazione chimico-fisica dei corpi idrici

superficiali

Oltre alla componente biologica, la valutazione dello stato ecologico

dei corpi idrici superficiali richiede l’analisi di parametri chimico-

fisici, i quali consentono di comprendere in modo più completo le

condizioni ambientali dell’ecosistema fluviale. Tali parametri, pur non

essendo sufficienti da soli a definire lo stato ecologico, svolgono un ruolo

di supporto, in quanto possono spiegare variazioni o anomalie osservate

a livello biologico.

I parametri chimico-fisici vengono suddivisi in due categorie principali:

Parametri generali, che includono variabili fondamentali per la

 vita acquatica come ossigeno disciolto, temperatura, conducibilità

elettrica, pH, azoto ammoniacale, azoto nitrico, fosforo totale,

ortofosfati, e solidi sospesi.

Inquinanti specifici non prioritari, tra cui rientrano metalli

 pesanti (ad esempio, nichel e zinco), tensioattivi, pesticidi non

prioritari, idrocarburi e altri composti di origine industriale o

agricola.

Parametri generali

Tra i parametri generali, alcuni assumono particolare rilievo in relazione

alla vita acquatica:

Ossigeno disciolto: è un indicatore fondamentale per la

 respirazione degli organismi acquatici. Valori troppo bassi possono

causare ipossia o anossia, con conseguente moria di fauna.

Temperatura: influenza la solubilità dell’ossigeno e la velocità delle

 reazioni biochimiche. Variazioni anomale, come l’innalzamento

dovuto a scarichi termici, possono compromettere gli equilibri

biologici.

Conducibilità elettrica: misura la quantità di sali disciolti

 nell’acqua, fornendo informazioni sulla mineralizzazione e

sull’influenza di scarichi antropici.

pH: valori estremi (troppo acidi o troppo basici) possono risu