Ecologia dei cambiamenti climatici

In presenza di climi aridi, con falde acquifere molto profonde, l’acqua è presente nei sistemi fluviali esclusivamente in seguito a

intense precipitazioni: si parla in questo caso di fiumi effimeri. Aree con clima mediterraneo o semiarido, con falde più superficiali,

possono presentare sistemi fluviali intermittenti, cioè, caratterizzati dalla scomparsa delle acque superficiali nella stagione secca.

Infine, i fiumi perenni sono quei sistemi caratterizzati dalla presenza continua di acqua e da una buona connessione con il sistema

delle acque sotterranee.

A causa del riscaldamento globale, si prevede che lo scioglimento della neve e la copertura di ghiaccio si ridurranno

considerevolmente, mentre il vapore acqueo atmosferico e le precipitazioni aumenteranno a livello globale. Gran parte di questo

aumento delle precipitazioni potrebbe essere localizzata in alcune regioni, come le alte latitudini dell'emisfero settentrionale, i

tropici africani, l'Asia meridionale e orientale, mentre altre aree, come il bacino del Mediterraneo, potrebbero diventare più aride.

3. Nei sistemi fluviali delle aree temperate, come la nostra, in quale stagione si raggiunge il massimo della diversità ed

abbondanza nelle comunità biologiche? Come può il cambiamento climatico alterare questa situazione?

La massima biodiversità si raggiunge nel periodo invernale, ovvero in seguito al grande apporto dall’esterno di CPOM (materia

organica particolata grossolana), in seguito, cioè all’autunno, in quanto tutti gli invertebrati presenti sottoforma di uova o di stati

ninfali si accrescono grazie all’enorme quantità di cibo.

È noto che il ciclo vitale di questi insetti acquatici dipende dalla temperatura dell’acqua, e anche un suo lieve aumento può

accelerarne lo sviluppo portando a uno sfarfallamento anticipato di immagini di piccola taglia. Ogni specie ha le sue specifiche

esigenze per quanto riguarda la temperatura. È quindi ragionevole avanzare l’ipotesi che il progressivo aumento della temperatura

dell’acqua possa in futuro modificare la distribuzione geografica e altitudinale di tutte le specie. Insomma, il cc in questo caso può

avere gravi conseguenze sulla fenologia delle specie, provocando un mismatch tra la caduta delle foglie (in quanto posticipano con

le maggiori temperature) e i primi stadi di sviluppo degli invertebrati (che non dispongono di una sufficiente quantità trofica per

accrescersi).

Inoltre, il riscaldamento globale aumenta la probabilità di una rapida espansione e insediamento di specie invasive, che potrebbero

esercitare una forte concorrenza verso le specie autoctone aumentando la pressione predatoria.

4. Quali sono le cause ‘locali’ che concorrono alla progressiva alterazione dei regimi fluviali, in sinergia con gli effetti ‘globali’ del

cambiamento climatico?

Le cause locali risiedono in particolar modo in quello che il metodo di utilizzo d’acqua proveniente dai fiumi: i paesi mediterranei

(trai i primi troviamo l’Italia) sono tra i territori caratterizzati dal maggior prelievo d’acqua, che in gran parte, è utilizzata per

l’irrigazione; questa avviene in maniere inefficiente: infatti il 65% circa dell’acqua utilizzata è sprecata, in quanto si perde per

scorrimento superficiale e/o sommersione (soprattutto nelle colture).

5. Nei prossimi anni, quali sono gli scenari di possibile evoluzione dei sistemi fluviali della nostra regione, dal punto di vista delle

portate e dei regimi?

Vi sarà una riduzione del 25% della portata media mensile dei corsi d’acqua nel periodo 2041-2070, in confronto ai dati relativi al

periodo 2000-2016; inoltre sempre più spesso si andrà incontro a fenomeni di secca.

6. Da quali fattori dipende la temperatura delle acque correnti?

Quando si studia la temperatura del fiume, sono coinvolti molti fattori che possono essere generalmente classificati in quattro

diversi gruppi: (i) condizioni atmosferiche; (ii) topografia (ombreggiatura, latitudine/altitudine, orientamento del flusso); (iii)

scarico del flusso; e (iv) flusso (dimensioni del corso).

7. Quali sono gli impatti diretti ed indiretti del cambiamento climatico sul biota delle acque correnti?

Tra gli effetti diretti si possono considerare l'innalzamento della temperatura delle acque interne, l'interruzione dei cicli idrologici,

l'alterazione delle precipitazioni piovose e del manto nevoso in diverse regioni e l'aumento degli eventi di precipitazione estrema.

Parallelamente, l'alterazione generale delle condizioni climatiche potrebbe portare ad alcuni effetti indiretti, quali la

trasformazione del paesaggio, l'aumento dell'alterazione della morfologia fluviale, l'aumento del fabbisogno irriguo agricolo,

l'aumento della costruzione di dighe con la conseguente frammentazione fluviale, peggioramento della qualità dell'acqua e

invasione di specie alloctone.

8. Perché le alluvioni sono sempre più ‘dannose’?

Il cc incide sulle alluvioni, aumentandone la frequenza e la dannosità. Anche in questo caso agiscono cause “globali” e cause

“locali”: con il cambiamento climatico le piogge stanno diminuendo in frequenza e aumentando in intensità (diventando sempre

più concentrate); bisogna evidenziare inoltre l’influenza umana, basata su 1) la cementificazione degli argini, 2) la rettificazione dei

meandri (riducendone lo sviluppo longitudinale e quindi aumentandone la pendenza, cioè la velocità), 3) la costruzione negli alvei,

dimenticando le variazioni stagionali naturali del fiume, 4) utilizzo di diversi tipi vegetazionali non igrofili, 5) utilizzo smisurato della

ghiaia dai fiumi con mezzi meccanici.

9. È corretto definire il biota fluviale come, in generale, caratterizzato da specie stenoterme? O è meglio parlare di euriterme?

Cosa implica tutto questo nel contesto del cambiamento climatico globale?

Le comunità degli ambienti fluviali di basso ordine sono dominate da Insetti, e specialmente da ordini particolarmente sensibili alle

variazioni ambientali, generalmente stenotermi e stenossibionti, mentre i grandi ambienti fluviali presentano comunità dominate

da Anellidi, Crostacei, Molluschi (oltre che da alcuni ordini di Insetti), generalmente euritermi e tolleranti alle variazioni ambientali.

Il cambiamento climatico sta provocando una complessa serie di trasformazioni a livello biologico ed ecologico, selezionando

all’inter-no delle comunità taxa che, per le loro caratteristiche ecologiche e biologiche, verranno sfavoriti ed altri che al contrario

potranno addirittura essere avvantaggiati. È molto probabile, in questo contesto una riduzione della biodiversità complessiva, con

la scomparsa dei taxa stenotermi freddi e meno resilienti e l’espansione dei taxa più euritermi e tolleranti.

10. Nella gestione dei sistemi fluviali, quali possono essere le strategie che si oppongono e mitigano gli effetti del cambiamento

climatico globale?

Maggior utilizzo delle energie rinnovabili – il 72% della nostra energia deriva da centrali termoelettriche alimentate perlopiù da

fonti fossili; maggior utilizzo di auto ibride o elettriche; cambiamenti nell’alimentazione privilegiando le colture meno idro-esigenti

e più adattate a contesti di aridità. Bonelli

1. Descrivi i principali punti di vulnerabilità degli invertebrati terrestri rispetto ai cambiamenti climatici.

I principali punti di vulnerabilità degli invertebrati terrestri rispetto ai cambiamenti climatici sono

• Stenofagia, (poca plasticità alimentare). La maggior parte degli artropodi sono specialisti trofici, in quanto hanno

sviluppato, nel tempo evolutivo, bauplan specifici per raggiungere particolari nicchie trofiche.

• Overwintering stages, cioè il superamento dell’inverno è adibito a strutture quiescenti, come uova, o diapausa (funzioni

molto ridotte). È però una risorsa molto rigida, superspecializzata.

• Stadi di svernamento: moltissime specie alpine hanno bisogno durante l’inverno di un manto nevoso di un certo spesso e

durata

• Ciclo emimetaboli: specie che possiedono due ambienti diversi nelle fasi della loro vita, quindi una doppia possibilità di

rischio perché devono avere un doppio adattamento.

• Cicli vitali molto lunghi: dall’uovo all’adulto possono volerci molti anni; cicli riproduttivi corti.

• Non hanno meccanismi per superare la scarsità d’acqua.

• Non sono molto mobili, infatti poche specie sono veramente migratrici, perché la maggior parte degli insetti si sposta di

qualche km. La coccinella ad esempio pagano l’ispessimento delle ali (elitre), che consente loro di vivere nel terreno, tra

l’erba, con una ridotta capacità di movimento.

2. Puoi fare degli esempi di risposta ai cambiamenti climatici registrata in invertebrati terrestri?

Esempi delle conseguenze delle tre principali risposte ritardate al riscaldamento per le interazioni tra le specie: cambiamenti nella

fenologia, nella distribuzione e nelle dimensioni del corpo; tutto ciò può alterare sostanzialmente le interazioni tra le specie.

Per ciò che riguarda la fenologia, per esempio, il periodo di copertura verde si allunga di 3-4 giorni per decennio a causa

dell'avanzare degli eventi primaverili e del ritardo della caduta delle foglie in autunno. Questi cambiamenti fenologici possono

portare a discrepanze temporali tra le specie e alterare le interazioni trofiche e mutualistiche. Mentre i cambiamenti nella fenologia

e nelle aree di distribuzione sono meglio compresi negli ecosistemi terrestri, gli effetti del cambiamento delle dimensioni del corpo

sono particolarmente importanti per gli habitat acquatici.

Gli areali di distribuzione di molte farfalle europee si sono spostati verso nord di 35-240 km durante il XX secolo in risposta al

cambiamento climatico, sebbene alcune specie si siano spostate anche verso sud in Gran Bretagna. Allo stesso modo, nei coleotteri

e nelle cavallette britanniche è stata segnalata un'elevata variazione nei cambiamenti di gamma distributiva specifici per specie,

attribuibili a risposte ritardate delle specie, differenze nei vincoli fisiologici e fattori alternativi di cambiamento. Questi tassi specifici

per specie e le estensioni degli spostamenti dell'areale distributivo possono indurre discrepanze spaziali nelle specie interagenti e

interrompere gli attuali processi ecosistemici, ma questo fenomeno è poco compreso.

Infine, la diminuzione delle dimensioni del corpo con il riscaldamento è comune negli insetti e le tendenze documentate a lungo

termine delle dimensioni del corpo sono state collegate al cambiamento climatico. L'entità del cambiamento delle dimensioni

corporee con la temperatura varia tra i taxa e gli habitat degli insetti, con riduzioni delle dimensioni più forti nelle specie acquatiche

e risposte più deboli o addirittura invertite in quelle terr