Appunti lezione Botanica ambientale

Botanica ambientale

La botanica ambientale studia come è fatta e come funziona una pianta

Tiene conto dell'ambiente di sviluppo → studia le strategie adattative

Piante → 85% della biomassa

Fattori biotici → gli esseri viventi che influenzano ecosistema

Fattori abiotici → elementi non viventi dell'ambiente che influenzano organismi (Luce, pioggia, vento, altitudine, minerali)

Legge del minimo (Liebig, 1840)

La crescita delle piante dipende dal fattore ambientale presente in quantità minore → elemento limitante

È valida solo in condizioni di stabilità

Piante sciafile → stanno nel sottobosco

Piante liofile → stanno al sole (per lo zinco)

Legge del massimo (Shelford)

Ogni organismo ha per ciascun fattore ambientale un intervallo di tolleranza compreso tra un minimo e un massimo entro il quale sopravvivere

• 3 zone in questo intervallo:
• Zona ottimale (optimum ecologico): condizioni ideali
• Zona di stress/tolleranza: vicino al limite minimo/massimo
• Oltre i limiti di tolleranza: organismo non può più sopravvivere

Esempi:

• troppa acqua compatta il suolo e manca ossigeno alle radici (anossia)
• troppa luce danneggia fotosintesi della pianta

Botanica ambientale

La botanica ambientale studia come è fatta e come funziona una pianta

Tiene conto dell’ambiente di sviluppo → studia le strategie adattative

Piante → 85% della biomassa

Fattori biotici → gli esseri viventi che influenzano ecosistema

Fattori abiotici → elementi non viventi dell’ambiente che influenzano organismi (luce, pioggia, vento, altitudine, minerali)

Legge del minimo _{(Liebig, 1840)}

La crescita delle piante dipende dal fattore ambientale presente in quantità minore

→ elemento limitante

È valida solo in condizioni di stabilità

Piante sciafile → stanno nel sottobosco

Piante eliofile → stanno al sole (per lo zinco)

Legge del massimo _(Shelford)

Ogni organismo ha per ciascun fattore ambientale un intervallo di tolleranza

compreso tra un minimo e un massimo entro il quale sopravvivere

- 3 zone in questo intervallo:

• Zona ottimale (optimum ecologico): condizioni ideali
• Zona di stress/tolleranza: vicino al limite minimo/massimo
• Oltre i limiti di tolleranza: organismo non può più sopravvivere

Esempi:

• Troppa acqua compatta il suolo e manca ossigeno alle radici (anossia)
• Troppa luce danneggia fotosintesi della pianta

In natura non ho mai OPTIMUM ECOLOGICO

CLIMA: insieme di condizioni chimiche e atmosferiche studiate in 30 anni in una determinata zona

ELEMENTI DEL CLIMA:

• irradiazione
• temperatura
• umidità
• precipitazioni
• venti

FATTORI DEL CLIMA:

• forma della Terra
• rotazione terrestre
• inclinazione asse
• distribuzione terre e mari

ELEMENTI DEL CLIMA CHE CAMBIANO:

• Radiazione solare
• Temperatura T°
• Umidità
• Precipitazione

La LATITUDINE (dist. da equatore) è un fattore da considerare

Stessa LAT = stesso clima

Sistema di classificazione climatica di Köppen

• basati su T⁰ e precipitazioni
• categorie principali:

Clima equatoriale - A

• T⁰ ≥ 18^o
• abbondanti piogge
• no stagione secco ➔ solo alcune zone (influenza monsoni/venti)
• umidità elevate

Climi aridi - B

• precipitazioni scarse
• alta evaporazione

Climi temperati - C

• inverni miti, estati calde
• T⁰ tra -3^o e 18^o

Climi freddi o continentali - D

• inverni rigidi
• T⁰ ≤ -3^o C in inverno
• estati calde/miti

Clima polare - E

• Freddo tutto l'anno
• T⁰ media < 10^o C tutto l'anno

Elementi del clima (nel dettaglio)

• Radiazione solare
• dipende da ➔ LAT; LONG; condizioni atm; fattori orografici (montagne, valli...)

• determina -> il clima globale
• controlla -> T° e circolazione atmosferica con precipitazioni associate

Alla Terra arriva il 45% dei raggi solari

• 35% viene riflesso (da atm/nubi/Terra)
• 20% assorbito da nuvole

Le PIANTE ne hanno a disposizione il 20% ma non lo usano tutto

L'OZONO (presente nella stratosfera) svolge un ruolo fondamentale:

• protegge la Terra da raggi ultravioletti (UV) emessi dal sole
• La "fascia di ozono" assorbe la maggiorparte dei raggi UV-B e UV-C dannosi per la vita

La parte visibile (di raggi solari/luce)

• va dai 400nm ai 700 nm
• in termini di colore va dal blu (400) al rosso (700)

• Le lunghezze d'onda
• fra 380nm e 750nm sono indispensabili per FOTOSINTESI -> linee onda spettro visibile

Come si muovono le radiazioni tra spazio e atmosfera?

• movimento ondulatorio
• Se la lunghezza d'onda è molto piccola -> energia molto alta (non c'è dispendio energia)
• Frequenza radiazione -> quanti picchi passano in un punto in un periodo di tempo.

La LUCE è costituita da particelle di energia:

• Fotoni (o quanti)

Per essere utilizzata da sistemi viventi, l'energia luminosa deve essere assorbita.

- Come?

I pigmenti sono molecole che assorbono la luceMA non sono tutti uguali.

• quelle che assorbono qualsiasi lunghezza d'onda appaiono NERI
• la maggior parte assorbe solo determinate lunghezze e trasmette o riflette la luce di altre lunghezze

Solo una piccola parte dell'energia totale che incide sulla foglia viene assorbita da pigmenti e sfruttata per fotosintesi.

Clorofilla A e B: piante terrestriClorofilla C: algheNon assorbono verde quindi ci appaiono verdi. (lo riflettono)

Oltre le clorofille nelle foglie ci sono i carotenoidi che assorbono blu e verde e riflettono giallo/arancione-> In autunno si degradano clorofille e loro diventano visibili.

Temperatura (T^o)

• Sono importanti le variazioni di T^o su scala giornaliera/annuale
• sappiamo in quali condizioni estreme si troverà la pianta

Umidità dell'aria (ù)

• misurabile in termini assoluti o relativi
• importante per le piante -> determina traspirazione, se non avviene va in stress idrico
• alcune piante sempreverdi sono adattate a ridurre

traspirazione in ambienti aridi

• nelle caducifoglie perdendo foglie non hanno bisogno di ridurre traspirazione.

Precipitazioni

• Variazione latitudinale
• possono essere:
  • costanti
  • stagionali: picco stagione piogge
  • mediterraneo: autunno/inverno

Un sempreverde → mantiene foglie per più anni e le rimuove gradualmente

• primavera nuove foglie su cui le vecchie trasferiscono nutrienti
• graduale rinnovamento (sfalsato)
• longevità fogliare è specie-specifica
  • es. leccio 3 anni in natura, 1 anno in città

Mancanza piogge primaverili dannosa per i sempreverdi:

• coincide con formazione foglie
• compromette la loro sopravvivenza

Venti

• Causati da spostamenti della massa d’aria in seguito a variazione pressione ATM → dipendono da T° e altitudine
• Influenza caratteristiche strutturali e fisiologiche piante
• La pianta può perdere più acqua sotto forma di vapore con tanto vento
• Nelle dune il vento porta con se salsedine, piante adattate al sale.

Clima

Condizioni metereologiche che caratterizzano un territorio

Fondamentale! per studiare distribuzione organismi sulla Terra

• Bioclima: insieme condizioni climatiche che influenzano i viventi
• Fitoclima: influenza distribuzione delle piante
• Indice bioclimatico: definire clima di una data zona (con 10 o piú elementi climatici)

↓

Esempi: indice di aridità di De Martonne → i = _P/^T+10

• se i < 5 = vegetazione desertica
• se i > 20 = forestale

• Riforestazione: Rimettere/aggiungere alberi
• Afforestazione: mettere alberi in un’area che non li vede da tanto

Indice di Emberger → Indice bioclimatico utilizzato per classificare

i climi mediterranei e semi-aridi

Q = ^1000•P/_(M²-m²) utilizza → T° e piovosità

P = precipitazione annuale medio (in mm)

M = media delle Tmax mese più caldo

m = media Tmin mese più freddo

Q basso = clima arido → quando P ≤ 2T

Q alto = clima umido

Indice di termicità di Rivas-Martinez

Solo termico

I_t = (T + t + M) ⋅ 10 efficace per i tipi di inverno

T_t = T^°media ann

Indice di Thornthwaite

evapotraspirazione

quantità di vapore acqueo che passa nell'atmosfera per evaporazione dal suolo e traspirazione dalle piante

• Reale
• Potenziale

Indice di aridità di Thornthwaite

rapporto tra precipitazioni (P) e evapotras. potenziale (ET₀)

AI = P / ET₀ sempre con media annuale

Diagrammi climatici di Bagnouls e Gaussen

Per visualizzare relazione tra T^° e P → individuare periodo aridità

periodo di aridità

Diagramma di Mitrakos

Valutare stress climatico (termico e idrico) che le piante

subiscono nel corso dell’anno (specialmente nei climi mediterranei)

stress da freddo (c) C=8(6σ-T)

stress da aridità (o) O=2(50-P)

CLASSIFICAZIONE FITOCLIMATICA

• distribuzione geografica della vegetazione sulla base del clima -> individuare vegetazione potenziale di una regione

Veg. potenziale: Climax

Dopo che un ambiente viene colonizzato la vegetazione cambia gradualmente -> climax quando diventa stabile

In base alle classificazione l’Italia è divisa in 2 regioni:

• Regione temperata (verde) e temperata di transizione
• Regione mediterranea (giallo-rosso) e mediterranea di transizione

Se aggiungiamo l'informazione bioclimatica, cioè la distribuzione delle piante, l'umidità, il suolo, ecc, vengono fuori 9 bioclimi.

Associazione vegetale -> insieme di piante che vivono in un certo ambiente

Le condizioni ecologiche rispecchiano le esigenze di ogni specie.

Ogni associazione prende il nome della specie dominante

Sere di vegetazione

tutte le associazioni vegetali in un territorio omogeneo (stesse potenzialità ecologiche)

Per studiare i processi dinamici della vegetazione

osservare tipi di piante commesse che evolvono verso il climax (stabilità)

Se le sere sono frammentate: biodiversità diminuita Problemi ecologici?

Vegetazione potenziale

veg. in un territorio in condizioni naturali non alterate (climax)

Il clima globale può essere modificato da 4 fattori:

• Topografia
• Vegetazione
• Biodiversità
• Attività antropiche

La distribuzione delle piante dipende da fattori ecologici su diverse scale

• MACROSCALA → il clima definisce i biomi
• MESOSCALA → fattori locali (conformazione del suolo)
• MICROSCALA → fattori puntiformi (presenza di rocce ecc..)

Possiamo distinguere il clima in:

• MACROCLIMA → clima globale/regionale

MESOCLIMA

• Più dettaglio, versante montagna
• Valli, bacini idrografici

MICROCLIMA

• Magior dettaglio

Es. presenza albero con chioma densa, al di sotto ha specie sciafile.

Variazione anche all'interno della chioma.

Foglie + esposte a luce sono meno grandi.

Bioma

Raggruppamento vegetale con stesse bisogni ecologici.

Non da info sulla specie, si può avere stesso biomi in diverse regioni.

Associazione vegetale

Composizione floristica precisa.

In due biomi simili possono avere stesso genere ma specie diverso.

Bioma Mediterraneo

• Uno dei 5 biomi mediterranei
• Poco esteso
• Molta biodiversità → 20% piante conosciute
• Vegetazione med.: (arbusti, sempreverde)
• Aridità estiva

Origine

"Il bacino del Mediterraneo" si è orignato 20-26 mln di anni fa

Non c'era aridità, era sub-tropicale.

Ma a seguito della chiusura della soglia di Gibilterra si è prosugato.

5,4 mln di anni fa si è riempito.

È rimasta aridità come caratteristica.

Sono presenti specie relitte, rimaste confinate in poche zone ma poi si sono adattate al nuovo, derivano dal clima tropicale.

→ specie: Pistacia lentiscus L , Quercus

Le specie indigene si sono evolute dal prosciugamento

→ 3 specie: Arbutus, Cistus, Rosmarinus,

Il Cistus creticus ha un adattamento al fuoco

• semi vengono accumulati nel suolo
• quando non c'è un incendio la pianta si riproduce vegetativamente
• (rip. asessuata, rigenerazione da parti della pianta madre)
• Quando c'è un incendio, il calore stimola germinazione semi nascosti.

Le piante aghiformi (es. rosmarino) soffre di più l'aridità, a

causa dell'apparato radicale molto superficiale (assorbe acqua da

→ foglie aghiformi riducono traspirazione ma non basta strat. superficiali

terreno)

Classificazione fitoclimatica

Capire distribuz. piante in base a parametri climatici.

• La distribuzione della vegetazione permette di dividere
• un territorio in zone
• → ogni fascia ha T° diverse
• 6 FASCE ALTITUDINALI DI VEGETAZIONE:

• Fascia alpina:
• NIVALE : nevi perenni, veg. frammentana
• ALPINA : praterie alpine, al di sopra del limite del bosco (non crescono
• alberi)
• Fascia montana:
• SUBALPINA : limite del bosco, conifere
• MONTANA : freddo umido, boschi estesi
• Fascia pede-montana:
• COLLINARE : temperato, caduca foglie
• PLANIZIALE : mite, terreno fertile

Classificazione geomorfologica