Ecologia applicata - Appunti

Gaia è il nome che gli antichi davano alla terra. L’ipotesi Gaia è stata inventata tra gli anni 60-70 da

Lovelock e Margulis. Si sono occupati di meccanismi ecologici e di regolazione dell’ecosistema. L’ipotesi è

importante per la pratica. Dice che gli organismi usano i substrati geologici per l’organizzazione e lo

sviluppo dei processi metabolici, modificando l’ambiente in cui vivono. C’è una co-evoluzione,

trasformazione simultanea e correlata della componente abiotica e biotica che insieme costituiscono

l’ecosistema. Avviene una selezione degli organismi che stabilizzano le condizioni ambientali attraverso

continue e impercettibili modificazioni reciproche. In primis si ha la selezione naturale degli organismi che

son più favoriti in una situazione. Il secondo punto indica che si selezionano le condizioni ambientali più

stabili che consentono la vita degli organismi. Ci sono delle inter-relazioni che fanno sì di mantenere un

certo equilibrio. Inoltre l’equilibrio anche se definito come stato stazionario, non è mai ferma ma è

dinamico. Ci sono delle variazioni che portano da uno stato stazionario a un altro. Questi passaggi sono

detti omeoresi. Quando da uno stato stazionario di partenza ci sono delle modifiche delle condizioni

ambientali, si ha la co-evoluzione dell’ambiente e degli organismi che porta a definire un nuovo stato

stazionario, più conveniente per le nuove condizioni. Lo stato stazionario è mantenuto da tutti i

meccanismi che generano omeostasi che è il mantenimento di un equilibrio reciproco tra le componenti

abiotiche e biotiche. Il meccanismo è regolato da feedback positivi o negativi. Quando si ha un intervento

esterno che modifica uno stato stazionario, i meccanismi di interazione biotica-abiotica determinano il

risultato successivo.

Le variazioni si hanno grazie al ciclo degli elementi. Uno dei più importanti è il ciclo del carbonio. C passa

dall’atmosfera alle piante, agli animali, decompositori e ritorna all’atmosfera. Il trasferimento dell’energia

è dell’ordine del 10% passando da un gradino all’altro della piramide dei produttori e consumatori. Si

perde sempre energia. la fonte primaria di energia della vita è quella solare. Per la materia, si ha un riciclo

grazie ai decompositori che liberano gli elementi necessari per la produzione primaria. I due meccanismi

principali sono: respirazione e fotosintesi. Con la respirazione si ha il consumo della sostanza organica, si ha

ossidazione. C6H12O6 + O6 -> 6H20 + energia. la fotosintesi sta alla base della produzione primaria. 6CO2 +

6H20 + energia solare -> C6H12O6 + 6 O2. Sfrutta l’energia solare per ottenere carbonio organico. La

respirazione libera in atmosfera i suoi prodotti. La decomposizione libera prodotti gassosi. Dall’atmosfera si

forma sostanza organica grazie alla fotosintesi. CO2 diventa sostanza organica. Fotosintesi è fatta dalle

piante che sono consumate da animali. Ricomincia il giro. Gli animali respirano e poi sono decomposti.

Le fonti di energia e carbonio differenziano i metabolismi degli organismi. Piante, alghe e cianobatteri sono

autotrofi e fototrofici. Usano CO2 e luce solare per l’energia. altri batteri come i purpurei e fotoeterotrofi

usano luce solare per l’energia, ma hanno bisogno di sostanza organica. Tra gli eterotrofi ci sono tutti gli

animali, protozoi, funghi e la maggior parte dei batteri. Essi però sono chemiotrofici cioè ricavano energia

dalla trasformazione dei composti organici. Svolgono la respirazione e ricavano energia. i batteri

chemioautotrofici usano la CO2 come fonte di carbonio. Ricavano energia da reazioni di ossidoriduzione

che svolgono.

Ci sono relazioni strette tra energia e materia. A ogni passaggio si perde energia. all’aumentare del livello

trofico si ha una dispersione di energia non usata. ci sono le diverse componenti della catena trofica. In

primis ci sono i produttori primari che sono i vegetali. Perdono energia con calore e respirazione. I

consumatori primari respirano e perdono energia. poi ci sono i consumatori secondari.

La presenza dell’uomo è una fonte di pressione continua. La popolazione continua a crescere come le

richieste specifiche. Questo significa consumo di risorse, inquinamento ambientale e produzione di rifiuti.

Tutti hanno un impatto. Si impatta aria, acqua, suolo e biodiversità.

Nella riunione ONU del 2000 si è fatta una valutazione dello stato dell’ambiente prendendo i dati dal 2001

e 2005. Gli obietti del millenium ecosystem assessment: 1. Verifica delle condizioni attuali e delle tendenze

evolutive degli ecosistemi e dei servizi correlati 2. Previsione dei cambiamenti negli ecosistemi, nella

disponibilità e nella domanda di servizi ecosistemici e, di conseguenza, nella salute, nei mezzi di

sussistenza, nella sicurezza e in altre componenti del benessere dell’umanità 3. Valutazione delle

necessarie azioni di tutela 4. Analisi delle conoscenze sui servizi ecosistemici e sulla loro applicabilità in

ambito politico e gestionale 5. Valutazione dell’efficacia degli strumenti e delle metodologie adottate per il

MA nel valutare gli ecosistemi e la loro gestione.

La definizione di servizi ecosistemici è un ponte tra le valutazioni economiche e di valore. L’ambiente è un

valore, non un bene economico. In valori strategici è difficile salvaguardare un valore senza essere un bene

economico. Si dava, in passato, un valore al costo degli interventi per ripristinare una buona situazione

ambientale. Nella definizione di servizi ecosistemici entra un po’ tutto: ecosistema vien visto come risorsa,

per i suoi servizi di regolazione e culturali. Tra le risorse troviamo il cibo, le materie prime, principi attivi per

i farmaci, acqua. Tra i servizi di regolazione troviamo qualità dell’aria, clima risorse idriche, erosione,

purificazione acqua, trattamento dei rifiuti, regolazione malattie e pandemie, impollinazione e mitigazione

eventi estremi. Nella regolazione troviamo molte cose che fanno parte della co-evoluzione. In essa

troviamo anche il supporto che comprende formazione del suolo, fotosintesi e ciclo dei nutrienti. Supporto

e risorse vanno di pari passo. Dal punto di vista culturale troviamo salute fisica e mentale, ricreazione e

ecoculturismo, valori estetici, spirituali e religiosi.

Risorse: 1) Cibo: • raccolti • allevamenti • Zone di pesca • Acquacultura • Cibo non coltivato 2) Fibre: •

Legno • Cotone, lana, seta • Combustibile vegetale 3) Risorse genetiche 4) Biochimiche 5) Acque dolci 6)

Elementi. L’agricoltura è una fonte di impatto consistente.

Servizi di regolazione: • Qualità dell’aria • Clima: Globale (sequestro di CO2 ) o Regionale e locale •

Regolazione dell’erosione • Autodepurazione dell’acqua • Regolazione delle malattie • Regolazione degli

organismi nocivi • Impollinazione • Regolazione dei rischi naturali. Sono fenomeni e processi in cui gli

organismi viventi interagiscono con le risorse abiotiche.

Servizi culturali: • Valori spirituali e religiosi • Sistemi di conoscenza • Valori educativi • Ispirazione • Valori

estetici • Relazioni sociali • Senso di appartenenza • Divertimento ed ecoturismo. Anche nelle valutazioni

del paesaggio intervengono molti aspetti culturali.

L’ONU già all’epoca guarda a soluzioni per la tutela dell’ambiente. Nei sistemi di gestione, valutazione e

recupero si cerca di operare in modo iterativo, cioè con una analisi ciclica dell’efficacia degli interventi

messi a punto.

Una valutazione fatta ciclicamente su scala mondiale si basa su indice di prestazione ambientale (EPI,

Environmental Performance Index), sviluppato da Yale University e Columbia University in collaborazione

con il Forum Economico Mondiale e il JRC di Ispra. È un sistema di valutazione basati su indici prestazionali

in cui sono valutati due aspetti principali cioè la salute ambientale e vitalità dell’ecosistema. La salute

ambientale indica il 40% del valore finale, mentre la vitalità

dell’ecosistema al 60%. Nella salute ambientale sono

analizzati 7 indicatori per 4 categorie: qualità dell’aria

(50%), condizioni igienico sanitarie e potabilità dell’acqua

(40%), metalli pesanti (5%) e gestione delle acque (5%). I

metalli pesanti sono risorse importanti e fondamentali per

la vita a basse concentrazioni, ma possono essere tossici

per i diversi compartimenti/anelli della catena trofica.

Esistono molti metalli nel suolo, ma se in concentrazioni

elevate in altri compartimenti sono tossici (arsenico sta nel

suolo, ma tossico in acqua). Le attività dell’uomo possono

contribuire alla mobilizzazione di alcuni metalli,

provocando danni. Le percentuali delle categorie indicano il peso per dare il giudizio finale. Il peso della

qualità dell’aria è molto alto perché l’aria non è sostituibile. Nella vitalità dell’ecosistema ci sono 25

indicatori per 7 categorie: biodiversità e habitat (25%), servizi ecosistemici (10%), pesca (10%),

cambiamenti climatici (40%), emissioni inquinanti (5%), agricoltura (5%) e risorse idriche (5%). L’indice è

applicato su scala globale in modo diversificato per ogni paese e aggiornato di anno in anno. Poi si creano

delle mappe globali dove in blu scuro abbiamo gli stati con EPI più basso, quindi maggiore pressione

sull’ambiente.

Ci possono essere diversi tipi di alterazioni dell’ecosistema: 1) Fisiche: sono più superficialmente

identificabili. Esempi: • Occupazione del territorio, consumo e impermeabilizzazione del suolo e

distruzione degli ecosistemi preesistenti • Frammentazione degli habitat • Modifica dei regimi idraulici dei

corpi idrici • Cementificazione delle sponde marine, fluviali e lacustri. Sono alterazioni che modificano le

proprietà fisiche dei comparti ambientali che limitano la disponibilità di habitat, alterano le condizioni di

vita degli organismi e interferiscono nell’equilibrio organismi-ambiente. 2) Chimiche: • Alterazione dei cicli

biogeochimici delle sostanze naturali • Immissione di inquinanti (naturali o xenobiotici) nell’ambiente.

Funzioni suolo: • Funzione produttiva in funzione della fertilità e, quindi, della capacità dei suoli di

sostenere e favorire la produzione di alimenti, foraggio e biomassa vegetale in genere; • Funzione

protettiva in funzione della capacità dei suoli di agire da tampone e da filtro nei confronti di potenziali

inquinanti; • Funzione naturalistica: ruolo dei suoli nel formare habitat naturali, nel proteggere la

biodiversità e nel conservare importanti patrimoni culturali per l'umanità.

La capacità d’uso dei suoli è un criterio di valutazione del

suolo e del suo valore produttivo ai fini dell’utilizzo agro-silvo-

pastorale ed è valutata in base alle caratteristiche intrinseche

del suolo stesso (profondità, pietrosità, fertilità) e a quelle

dell’ambiente (pendenza, erosione, inondabilità ecc.). si ha la

classificazione della capacità d’uso (LCC =Land Capability

Classification). Ci sono 8 classi con limitazioni d’uso crescenti.

Le prime 4 classi sono compatibili con l’uso agricolo e

forestale, le classi dalla quinta alla settima escludono l’uso

intensivo, l’ottava non prevede alcuna forma di utilizzazione

produttiva.

Suoli adatti all'agricoltura: 1. Suoli che presentano pochissimi fattori

limitanti il loro uso e che sono quindi utilizzabili per tutte le colture. 2.

Suoli che presentano moderate limitazioni che richiedono una

opportuna scelta delle colture e/o moderate pratiche conservative 3.

Suoli che presentano severe limitazioni, tali da ridurre la scelta delle

colture e da richiedere speciali pratiche conservative 4. Suoli che

presentano limitazioni molto severe, tali da ridurre drasticamente la

scelta delle colture e da richiedere accurate pratiche di coltivazione

Suoli adatti al pascolo ed alla forestazione: 5. Suoli che, pur non

mostrando fenomeni di erosione, presentano tuttavia altre limitazioni

difficilmente eliminabili tali da restringere l'uso al pascolo o alla forestazione

o come habitat naturale. 6. Suoli che presentano limitazioni severe, tali da

renderli inadatti alla coltivazione e da restringere l'uso, seppur con qualche

ostacolo, al pascolo, alla forestazione o come habitat naturale. 7. Suoli che

presentano limitazioni severissime, tali da mostrare difficoltà anche per l'uso

silvo pastorale

Suoli inadatti ad utilizzazioni agro-silvopastorali: 8. Suoli che presentano limitazioni tali da precludere

qualsiasi uso agrosilvo-pastorale e che, pertanto, possono venire adibiti a fini ricreativi, estetici,

naturalistici, o come zona di raccolta delle acque. In questa classe rientrano anche zone calanchive e gli

affioramenti di roccia. Per l’inquinamento delle acque sotterranee, la differenza la

fa la permeabilità e le caratteristiche di composizione. La

componente colloidale del suolo costituisce la capacità del

suolo di trattenere anche gli inquinanti. Maggiore è la

capacità protettiva dei suoli verso le acque sotterranee,

sarà minore verso quelle superficiali. Quando piove,

l’acqua filtra oppure corre superficialmente. Quindi è

importante la capacità protettiva verso le acque

sotterranee e

quelle superficiali. Nelle acque superficiali si ha lo stesso tipo

di valutazione che porta a vedere in modo opposto la capacità

protettiva del suolo. Dal punto di vista normativo, tutte queste

caratteristiche sono mappate. Si parla di gruppo idrologico

poiché tutti i terreni sono mappati per le loro caratteristiche di

indice di runoff superficiale, legato alle caratteristiche del

suolo e alla sua pendenza. Il runoff, lo scorriento superficiale

di acqua porta a erosione e trasposto di ciò che c’è nella

pioggia e nel suolo. Le acque di pioggia non sono bianche

perché dilava gli inquinanti dell’atmosfera. L’inquinamento

sarà anche di concentrazione di ordini di grandezza inferiori

ma possono essere più tossiche. L’acqua scorrendo sul suolo

dilava tutto ciò che c’è su di esso. Si parla di contaminazione macroscopica quando sono dilavati suoli

agricoli fertilizzati. Si ha anche il dilavamento delle superfici. Ad esempio le superfici dei tetti dove si ha la

deposizione secca degli inquinanti dell’atmosfera. Dilavamento urbano: sui suoli asfaltati e

impermeabilizzati si deposita tutto ciò che c’è nell’atmosfera e ciò che l’uomo deposita. Quinid le acque

bianche sono un concetto ideale. L’inondabilità è un problema morfologico e strutturale del terreno. Dove

ci sono inondazioni, anche i meccanismi di trasporto aumentano. La carta della protettività delle acque

sotterranee della Lombardia è molto variegata. Ci sono diverse zone che sono in rosso perché hanno bassa

capacità protettiva delle acque sotterranee. Il problema è che magari sono zone agricole. In esse con

coltura intensiva, la lavorazione del terreno aumenta la permeabilità del suolo e quindi le possibili

infiltrazioni. In verde è la zona di Mantova e Cremona.

Il suolo è habitat (vegetazione e fauna). Se impermeabilizziamo o contaminiamo o

sottraiamo, perdiamo una risorsa.

Il consumo di suolo è definito come la variazione della copertura del suolo che lo porta

a non essere più naturale. È un passaggio da naturale a artificiale. Può dipendere da

diversi interventi: 1) impermeabilizzazione: se copriamo suolo con asfalto impermeabile, l’acqua scorre più

velocemente, ma non si infiltra più, non arricchisce le falde sottostanti. Il suolo così non è più disponibile.

La capacità protettiva è massima per le acque sotterranee, ma è azzerata a quelle superficiali (runoff

massimo). Si ha un aumento dell’evaporazione, si perde acqua. Non si ricarica più la falda. È una

sottrazione del suolo rispetto a funzioni produttive e protettive. Impermeabilizzazione non altera le

caratteristiche di partenza del suolo, ma lo rende indisponibile. 2) asportazione per escavazione: si tratta di

attività di scavo, estrazione e costruzione. Sono attività che coprono il suolo e possono anche asportarlo.

Rende indisponibile il suolo. Esistono anche classificazioni di qualità del suolo in base al valore naturalistico

del suolo tenendo conto la pedogenesi e l’origine del suolo. Si vede l’idoneità a sostenere biodiversità e

tenere carbonio organico. In tanti casi, si cerca di accumulare il suolo mantenendo la disposizione degli

strati per riusarli. Sennò ci sarebbe un ulteriore perdita di risorse. 3) Perdita parziale, più o meno

rimediabile, della funzionalità della risorsa a causa di fenomeni quali la contaminazione e la

compattazione: il passaggio ripetuto di persone o mezzi fa sì che il suolo perda la sua struttura, si compatta

e quindi diventa meno permeabile. Ha gli stessi effetti circa dell’impermeabilizzazione. Perde le sue

caratteristiche originali.

Il consumo di suolo da strategie europee fino a quelle regionali (numero 31 della Lombardia) è considerato

solo quello della superficie agricola. Ma i sono terreni naturali e aree protette che non sono considerate. Si

ritiene che il consumo di suolo riguardi la prima variazione da suolo agricolo a suolo urbanizzato o

urbanizzante. Le destinazioni del suolo e territorio sono mappate nei piani di governo del territorio.

Definiziani:

a) superficie agricola: terreni qualificati dagli strumenti di governo del territorio come agro-silvopastorali;

b) superficie urbanizzata e urbanizzabile: terreni urbanizzati o in via di urbanizzazione calcolati sommando

le parti del territorio su cui è già avvenuta la trasformazione e le parti interessate da previsioni pubbliche o

private della stessa natura non ancora attuate. Indica la porzione del