Appunti di Ecologia

FORESTE TEMPERATE

- Nelle regioni umide a medie latitudini: presenza di foreste temperate di alberi decidui a foglia larga,

in cui la fine della stagione di crescita è riconoscibile con l’ingiallimento delle foglie in autunno, poco

prima della stagione invernale, che è caratterizzata dalla totale assenza di copertura fogliare. Gli

alberi ricominciano a crescere in primavera in risposta all’aumento della temperatura e della durata

del giorno.

Nell’emisfero australe: presenza di foreste sempreverdi, poiché il clima è meno freddo rispetto

all’emisfero boreale.

- Le foreste temperate sono molto frequenti in Europa centrale e in nord America.

- Presentano quattro livelli verticali:

1) Volta delle chiome, costituita dalle specie dominanti di alberi

2) Piano delle chiome inferiori

3) Strato di cespugli

4) Strato del terreno costituito da erbe, felci e muschio.

- La concentrazione più alta di specie animali vivono a livello del terreno: invertebrati del suolo che

rimangono confinati nello strato sotterraneo, topi, scoiattoli, salamandre.

PRATERIA

- Le praterie naturali occupano regioni con precipitazioni comprese tra 250 e 800 mm/anno.

- L’attività antropica ha determinato l’incremento delle praterie in zone occupate precedentemente da

foreste, per trasformarle in terreni agricoli, piantagioni di fieno e terre da pascolo. Le praterie naturali

che un tempo ricoprivano il 42% della superficie terrestre, ora sono ridotte a meno del 12% della loro

estensione originaria.

- Le praterie naturali si trovano alle latitudini centrali in regioni interne ai continenti, dove le

precipitazioni diminuiscono progressivamente in relazione al movimento delle masse d’aria dalle

coste verso l’entroterra.

- Nell’emisfero boreale troviamo le praterie del nord America e le steppe dell’Eurasia centrale, mentre

nell’emisfero australe troviamo le pampas argentine e da altopiani dell’africa meridionale.

- Vegetazione e animali sono condizionati dal clima: le praterie più povere si hanno dove le

precipitazioni sono molto scarse e le temperature molto elevate, mentre dove il valore medio

annuale di precipitazioni è sopra gli 800mm e la temperatura annuale media superiore ai 15 gradi, si

hanno praterie con erbe alte e produttive.

- La comunità animale è dominata da erbivori, vertebrati (roditori) e invertebrati (nematodi). Presenza

anche di carnivori e canguri, considerati equivalenti ecologici dei mammiferi placentati delle praterie.

FORESTE DI CONIFERE

- Sono dominate da aghifoglie sempreverdi e sono distribuite lungo un’ampia fascia circumpolare

dell’emisfero boreale e in ambienti montani d’alta quota dove le basse temperature limitano la

stagione di crescita a pochi mesi dell’anno.

1) TAIGA

- È la foresta di conifere più estesa, abbraccia le latitudini alte dell’emisfero boreale e copre circa

l’11% della superficie terrestre.

- È costituita da tre zone vegetazionali:

1) Ecotono foresta-tundra: ha spazi aperti e di radi abeti rossi, licheni e muschi

2) Bosco aperto: formato da licheni e abeti neri

3) Vera foresta boreale: ha boschi continui di abeti e pini, interrotti da pioppi e betulle in aree

disturbate.

- Il clima è continentale freddo con ampie variazioni stagionali: le estati sono brevi, fredde, umide, e gli

inverni lunghi, rigidi e secchi con nevicate intense e continue.

- La maggior parte della taiga dipende dall’azione regolatrice del PERMAFROST (lastre di ghiaccio

che si formano sotto la superficie del terreno raggiungendo anche 100 metri di profondità), che

impedisce all’infiltrazione dell’acqua e mantiene elevata l’umidità del suolo. Si sviluppa dove le

temperature al suolo rimangono inferiori a 0 gradi centigradi per lunghi periodi di tempo, e solo il suo

strato superiore (strato attivo) può subire il disgelo in estate e gelare nuovamente in inverno.

Essendo che è impermeabile, fa sì che l’acqua rimanga in superficie e quindi il terreno rimane umido

nonostante le scarse precipitazioni, permettendo la crescita delle piante anche in queste aree

estremamente siccitose dell’artico.

- In estate sono molto frequenti gli incendi, e se non sono troppo violenti promuovono la formazione di

un letto di semi utile al rinnovamento degli alberi e favoriscono il processo di successione e

insediamento di nuove specie pioniere decidue. Incendi violenti invece eliminano la competizione tra

specie decidue e favoriscono il rinnovamento di pini e abeti rossi.

- Animali frequenti: caribù, alci, scoiattoli rossi, linci, lupi, uccelli migratori subtropicali che vengono per

riprodursi.

- La produttività primaria netta è piuttosto contenuta vista la scarsità di nutrienti, dalle temperature

molto basse e dalla breve durata delle stagioni di crescita.

1) TUNDRA

- È una fascia che circonda l’estremità settentrionale dell’emisfero boreale

- È costituita da una pianura gelata cosparsa di laghi e attraversata da torrenti.

- Può essere di due tipi:

1) Tundra con copertura vegetale fino al 100% e suolo bagnato o umido

2) Deserto polare con copertura vegetale inferiore al 5% e suolo arido

- Le condizioni uniche della tundra sono il prodotto di tre forze tra loro interagenti: lo strato spesso e

permanentemente congelato del permafrost, lo strato superficiale attivo composto da sostanza

organica e suolo minerale che ogni estate disgela per poi ricongelarsi l’inverno successivo

(trasferimento di calore) e la vegetazione che riduce il riscaldamento e ritarda il disgelo del suolo in

estate.

Il permafrost raffredda il terreno e ritarda la crescita delle parti sia sotterranee sia aeree delle piante,

rallenta il metabolismo dei microrganismi del suolo e limita l’areazione e il contenuto di nutrienti nel

suolo.

L’alternarsi di fasi di congelamento e disgelo degli strati superficiali del suolo crea variazioni del

terreno in altezza e lateralmente.

- La vegetazione è strutturalmente semplice, il numero delle specie è scarso e la crescita è molto

rallentata: possono sopravvivere solo le specie in grado di sopportare il movimento continuo del

suolo, l’azione del vento, e l’abrasione causata dalle particelle di suolo e di ghiaccio trasportate dal

vento.

Nelle località ben drenate si trovano cespugli, salici, betulle nane, erbe, muschi e licheni. Nei siti più

esposti e asciutti sono presenti cespugli bassi e licheni fogliosi e crostosi che crescono direttamente

sulle rocce. Si riproducono per via vegetativa, ma tuttavia semi vecchi centinaia di anni sopravvivono

in stati di quiescenza all’interno del suolo.

La fotosintesi dura tre mesi all’anno e le piante hanno modificazioni adattative:

1) Fanno una fotosintesi continua, anche durante la notte, per ottimizzare la loro attività nel corso

della breve stagione di crescita.

2) Le foglie sono erette, per permettere una completa ricezione del basso angolo di incidenza della

radiazione luminosa del sole artico.

3) Prima della fine della stagione di crescita, le piante trasferiscono i nutrienti prodotti dalle foglie

alle radici e alla biomassa sotterranea, con un’efficienza del processo dieci volte superiore a

quella delle piante delle praterie temperate.

- La diversità di specie è bassa, ma la tundra ospita una vita animale sorprendente: invertebrati, molti

insetti, oligocheti (lombrichi), vertebrati erbivori (lepri, caribù, bue, lemmings) e carnivori (lupi, volpi,

civette delle nevi, stercorari).

Habitat e nicchia ecologica

HABITAT = luogo fisico dove vive un organismi/specie.

NICCHIA ECOLOGICA = include non solo lo spazio fisico, ma anche il ruolo funzionale dell’individuo

in una comunità (come ad esempio la sua posizione trofica). Viene quantificata dall’ampiezza di

nicchia e dalla sovrapposizione di nicchia. C’è spesso interazione tra diverse specie per la

competizione delle risorse (cibo, luce, partners…), ma due specie non potranno mai sovrapporsi

totalmente, ma solo parzialmente.

GUILDS (o corporazioni) = gruppi di specie con ruoli e dimensioni di nicchia simili all’interno di una

comunità.

L’habitat è l’indirizzo di un organismo, mentre la nicchia ecologica rappresenta la sua professione,

interessi, ruolo nella società.

Storia del concetto di nicchia:

- Joseph Grinnell (1917-1928): utilizzò la parola nicchia per indicare il concetto di unità di

distribuzione, all’interno della quale ogni specie è contenuta dai propri limiti strutturali ed istintivi. Due

specie nello stesso territorio non possono occupare a lungo la stessa nicchia ecologica.

- Hutchinson (1957): suggerì che la nicchia potesse essere visualizzata come uno spazio

multidimensionale (ipervolume), all’interno del quale l’ambiente consente ad un individuo o ad una

specie di sopravvivere indefinitamente.

Ogni specie avrà degli intervalli (optimum = intervallo ideale) per vari fattori (luce, piovosità, nutrienti)

e prendendo queste condizioni creò una sfera che contiene tutti e tre i fattori: creazione di un

ipervolume che rappresenta la nicchia ecologica di ogni specie, in cui la specie vive in maniera

ottimale.

Hutchinson individuò due nicchie:

1) Nicchia fondamentale = massima dimensione raggiungibile dall’ipervolume abitabile

2) Nicchia realizzata = reale ipervolume occupato, dovuto alle diverse interazioni esistenti

(predazione, competizione).

- Van Halen (1965): ha notato che misure di caratteristiche morfometriche di animali o piante possono

essere indici nel confronto tra nicchie (es. becchi dei diversi uccelli). Le differenze nella lunghezza e

larghezza del becco di un uccello fornisce un indice di ampiezza di nicchia: il coefficiente di

variazione della larghezza del becco di sei specie di uccelli peninsulari era maggiore di quello delle

specie della terraferma.

- Grant (1986): separò le nicchie alimentari dei fringuelli delle Galapagos misurando la morfologia del

becco. Queste differenze nella morfologia del becco sono associate a differenze nella dieta.

EQUIVALENTI ECOLOGICI = specie che occupano nicchie ecologiche simili in differenti regioni

geografiche (canguri – bisonti – antilopi).

CICLI BIOGEOCHIMICI

Senza il ciclo dell’acqua, tutti gli altri cicli sarebbero bloccati. L’acqua è il mezzo attraverso cui gli

elementi chimici e gli altri materiali si spostano entro un dato ecosistema.

Esistono due tipi di cicli:

- Cicli gassosi: in questi cicli, le riserve maggiori sono l’atmosfera e gli oceani, infatti questi cicli hanno

carattere globale. I gas più importanti sono l’anidride carbonica, l’azoto e l’ossigeno.

- Cicli sedimentari: le riserve principali sono il suolo, le rocce e i minerali. I Sali minerali solubili sono<