QBS come indice per la valutazione della qualità biologica dei suoi

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELLA BASILICATA

POTENZA

***

SCUOLA DI SCIENZE AGRARIE, FORESTALI, ALIMENTARI ED AMBIENTALI

CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN

SCIENZE FORESTALI E AMBIENTALI

TESI DI LAUREA

IL QBS COME INDICE SEMPLICE PER LA

VALUTAZIONE DELLA QUALITÀ

BIOLOGICA DEI SUOLI

RELATORE: CANDIDATO:

Prof.ssa Patrizia FALABELLA Tommaso LATRONICO

Matr. 31164

CORRELATORE:

Prof.ssa Donatella BATTAGLIA –

ANNO ACCADEMICO 2016 2017

A mio padre

“Ogni cosa che puoi immaginare,

la natura l’ha già creata”

Albert Einstein

RIASSUNTO

In questa tesi si descrive il QBS-ar come indice sintetico per la

valutazione della Qualità Biologica del Suolo in relazione alla

conservazione della Biodiversità. Inoltre si considera e si descrive il

lavoro svolto presso l’Azienda Agricola Sperimentale Dimostrativa

“Bosco Galdo”, nel Comune di Marsicovetere (PZ), dove si è provveduto

al Biomonitoraggio Ambientale attraverso vari metodi, tra cui il QBS-ar.

ABSTRACT

In this thesis, QBS-ar is described as a synthetic index for the evaluation

of Soil Biological Quality in relation to the conservation of Biodiversity.

“Bosco

In addition, I describe my work done at the Galdo” Experimental

Farm (Marsicovetere, PZ, Southern Italy), where the Environmental Bio-

monitoring was carried out through various methods, including QBS-ar.

INDICE

STRUTTURA DELLA TESI………………...………………................................1

1 STATO DELLE CONOSCENZE…………………................................................2

Cos’è la Biodiversità……………………………………………….............….....2

1.1

1.2 Il biomonitoraggio quale strumento per la conservazione della

forestale………………………………………….……………...….5

biodiversità della biodiversità……………………………...........................5

1.2.1 La conservazione e biomonitoraggio ……………...............................6

1.2.2 Definizione di monitoraggio

Il biomonitoraggio forestale……….......................................................................9

1.2.3 biologici……..……………….………………………......10

1.2.4 Bioindicatori e indici il biomonitoraggio……............................13

1.3 La fauna edafica quale strumento per

edafica…………………..………………...........................13

1.3.1 Definizione di fauna nel suolo………………………………………….…...18

1.3.2 Il ruolo della pedofauna

edafici………………………………………..………….….....19

1.3.3 I microartropodi del suolo……………………….........................20

1.3.4 Bioindicatori e indici biologici

2 INDICE DI QUALITÁ BIOLOGICA DEL SUOLO (QBS-ar) E SUE

APPLICAZIONI………………………………………………………..................23

DELL’INDICE DI QUALITÁ

3 CASO DI STUDIO: APPLICAZIONE ALL’IMPIANTO

BIOLOGICA DEL SUOLO (QBS-ar) IN RELAZIONE

DI BORDI CAMPO MULTIFUNZIONALI……………………………………30

Premessa: l’impianto di multifunzionali………………………….30

3.1 bordi campo

Materiali e Metodi………………………………………..…..............................33

3.2 Area di Studio…………………………...……………………………………....33

3.2.1

3.2.2 Procedimento…………………………………...…………………………….…36

Risultati……………………………………………………………...………….41

3.2.3

4 DISCUSSIONE E CONCLUSIONE…………………..………………...…....….44

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………….…45

ALLEGATI………………………………………………….………………….…51

Allegato 1 Chiave dicotomica per il riconoscimento dei microartropodi

edafici........................................................................................52

Microartropodi edafici………….…………...57

Allegato 2 Schede dei principali

2

3

STRUTTURA DELLA TESI

Nella prima parte della tesi (capitolo 1 - Stato delle conoscenze) vengono introdotti i

concetti di Biodiversità, monitoraggio, biomonitoraggio, indici, indicatori,

bioindicatori e indici biologici, prima in generale e poi in riferimento alla matrice

suolo. Per quel che riguarda il suolo la maggiore attenzione è rivolta al ruolo della

pedofauna ed in particolar modo a quello dei microartropodi edafici. Nell’ultima

parte del primo capitolo vengono illustrati alcuni bioindicatori usati per il

biomonitoraggio dei suoli. alla descrizione dell’Indice della Qualità Biologica del

Il secondo capitolo è dedicato

Suolo (QBS-ar) utilizzato in questo studio e i suoi ambiti di applicazione.

Nel terzo capitolo sono invece illustrati gli obiettivi di questo studio legati a fornire

informazioni sull’effetto dell’impianto di bordi campo multifunzione e multiessenza

(siepi), attraverso l’Indice QBS-ar.

Il quarto capitolo è dedicato alla discussione dei risultati ottenuti confrontandoli con i

valori dati dalla letteratura a disposizione; vengono enunciate le considerazioni a cui

l’utilità

si è potuti arrivare dopo questo studio e si valuta del biomonitoraggio

attraverso indici sintetici per comprendere la complessità dell’ecosistema agro-

nell’ottica di

forestale una gestione sostenibile.

Infine, in allegato sono riportati: una chiave dicotomica utilizzata per il

riconoscimento dei microartropodi edafici (allegato 1); le descrizioni e le illustrazioni

dei microartropodi edafici maggiormente presenti nei campionamenti (allegato 2).

Le attività destinate al lavoro di questa tesi sono state svolte presso il Dipartimento di

Scienze dell’Univesrsità degli Studi della Basilicata, sotto la supervisione della

Professoressa Patrizia Falabella e della Professoressa Donatella Battaglia. Hanno

–

collaborato inoltre il Dottor Mario Campana (ALSIA Agenzia Lucana per lo

Sviluppo e Innovazione in Agricoltura), il Dottor Vincenzo Trotta (Dipartimento di

Scienze dell’Univesrsità degli Studi della Basilicata) e la Dottoressa Rosanna Salvia

(Dipartimento di Scienze dell’Univesrsità degli Studi della Basilicata).

1

1 STATO DELLE CONOSCENZE

Cos’è la Biodiversità

1.1

La biodiversità, o diversità biologica, è definita dalla Conferenza dell'ONU su

ambiente e sviluppo tenutasi a Rio de Janeiro nel 1992 (art. 2 della Convenzione sulla

diversità biologica) "ogni tipo di variabilità tra gli organismi viventi, compresi, tra gli

altri, gli ecosistemi terrestri, marini e altri acquatici e i complessi ecologici di cui essi

sono parte; essa comprende la diversità entro specie, tra specie e tra ecosistemi". La

‒ genetica,

Convenzione riconosce, quindi, tre ordini gerarchici di diversità biologica

specifica ed ecosistemica ‒ che rappresentano aspetti abbastanza differenti dei sistemi

viventi.

La diversità genetica si riferisce alla variazione dei geni entro la specie, ossia entro e

tra popolazioni della stessa specie. Essa è alla base e garantisce la diversità agli altri

due livelli, in quanto consente la perpetuazione della vita, ossia il superamento delle

avversità ambientali a cui un organismo o una popolazione possono trovarsi esposti. A

ogni generazione, grazie alla fecondazione e alla ricombinazione, si ha la nascita di

nuovi individui, un certo numero dei quali sarà in grado di rispondere ai cambiamenti

ambientali e assicurare la continuità della popolazione. È classico il caso della

sopravvivenza della farfalla Biston betularia nei bacini minerari della Gran Bretagna a

partire dalla seconda metà del XIX secolo. La sostituzione della forza idrica con quella

a vapore, prodotta col carbone, che costituiva anche il combustibile domestico,

determinò l'accumularsi, sulle costruzioni e sulla vegetazione, di uno strato di polvere

scura, contro cui spiccava il colore chiaro con punti scuri della farfalla, che divenne

così facile preda degli uccelli. La presenza di variabilità per la colorazione delle ali

nell'ambito delle popolazioni di B. betularia consentì agli esemplari più scuri di

sfuggire agli uccelli, di moltiplicarsi e di diventare dominanti.

La diversità specifica si riferisce alla presenza di specie diverse in un territorio e alle

relazioni tra di esse. La ricchezza di specie rappresenta l'indicatore più immediato per

valutare la diversità specifica. La diminuzione numerica e poi la scomparsa di una

specie, cioè l'erosione della variabilità, sono eventi ampiamente divulgati e quelli

contro i quali più facilmente si mobilita l'opinione pubblica. La diversità ecosistemica

si riferisce alla differenziazione di ambienti fisici, di raggruppamenti di organismi,

piante, animali e microrganismi e di processi e interazioni che si stabiliscono tra loro.

La comunità biologica dell'ecosistema si conserva nel tempo, nello spazio e nella

2

funzione, rimpiazzando con nuovi individui e nuove specie gli individui che muoiono

e le specie che scompaiono.

La diversità biologica è di fondamentale importanza per la continuità della vita; essa

consente agli ecosistemi, alle specie e alle popolazioni di adattarsi, superando i

cambiamenti che gli eventi impongono. È una risorsa insostituibile per il genere

umano. Eclatante esempio dell'utilità della diversità biologica sono le foreste tropicali,

ricche di biodiversità e delle quali è nota soprattutto la capacità di assorbire anidride

carbonica e di emettere ossigeno, due gas la cui concentrazione relativa nell'atmosfera

è oggetto di continua e preoccupata attenzione perché influenza grandemente le

caratteristiche atmosferiche. Ma queste foreste rendono all'umanità altri numerosi e

importanti servizi. Un'essenziale funzione della vegetazione, sia naturale che coltivata,

consiste, in effetti, nel restituire all'atmosfera, sotto forma di vapore, acqua che

altrimenti confluirebbe in mare, regolando allo stesso tempo la temperatura ambientale

nel corso di questo ciclo continuo. Una coltura di mais che produca 14 t/ha di

biomassa secca trasferisce dal suolo all'atmosfera nei pochi mesi del suo ciclo oltre

4500 t/ha di acqua; un singolo albero di una foresta tropicale può trasferirne, in un

anno, oltre 100 t. Ma la vegetazione influenza anche lo scorrimento idrico superficiale,

riduce la forza con cui le gocce di pioggia arrivano al terreno e, trattenendo la terra

con le radici, ne evita l'erosione. Il terreno è così in grado di assorbire l'acqua delle

precipitazioni rilasciandola gradualmente a fonti e sorgenti fluviali o percolandola

negli spazi acquiferi profondi. Ma il ruolo della vegetazione dei bacini imbriferi nel

rifornimento di acqua pulita viene ignorato fino a quando la sua mancanza non

provoca gravi inconvenienti. Inoltre, le radici delle piante aiutano a mantenere il

terreno in loco: infatti, negli ecosistemi non modificati dall'uomo la quota di terreno

persa è bilanciata da quella di nuova formazione, misurabile in millimetri per

millennio; mentre, se la copertura vegetale è rimossa, come avviene per

deforestazione, sovrapascolamento o terreno nudo, il terreno viene rapidamente eroso

e ruscellato verso i corsi d'acqua. Il risultato finale è spesso la desertificazione, come è

ben dimostrato da molti deserti di clima temperato e come sta avvenendo con

l'abbattimento delle foreste tropicali. Gli esseri viventi cooperano alla stessa genesi del

terreno, che non è mera polvere di roccia ma un complesso sistema, ricco di flora, di

fauna e di forme inferiori di vita, essenziali per la sua fertilità, fonte di crescita di

colture agrarie e di foreste. Un grammo di terreno forestale può contenere oltre 1

milione di batteri, 100.000 cellule di lieviti, 50.000 ife o spore di funghi. Un grammo

di terreno agricolo può contenere oltre 2,5 miliardi di batteri, 400.000 funghi, 50.000

3

alghe, 30.000 protozoi. Si può insomma dire che una parte non trascurabile della

massa del terreno sia costituita da esseri viventi. Ma più del loro numero è importante

il ruolo che queste forme di vita svolgono. Esse contribuiscono attraverso i loro

cataboliti alla trasformazione in terreno agrario delle particelle derivanti da

logoramento della roccia e alla formazione con i residui della componente chiave del

terreno, l'humus. In tal modo cooperano a determinare e mantenere la struttura del

terreno e a trattenere l'acqua e le sostanze nutritive essenziali per le piante superiori.

Inoltre aggrediscono la massa di materia organica (escrementi, rifiuti urbani e

industriali, residui della vegetazione, animali morti, ecc.) che raggiunge il suolo, la

degradano in sostanze progressivamente meno complesse, fino ad arrivare alle

componenti minerali essenziali per la vita delle piante. È risaputo che una parte

notevole delle perdite di raccolto delle piante coltivate è dovuta a microrganismi del

terreno agenti di malattie delle piante, oppure a insetti e microrganismi che si cibano

di parti di piante. Le popolazioni di questi patogeni sono tenute sotto stretto controllo

a opera di altri organismi, insetti, funghi, batteri e virus, che di esse si alimentano. Ma

un uso improprio dei metodi di lotta contro questi nemici naturali provoca spesso la

crescita incontrollata delle popolazioni di parassiti, con aumento della probabilità di

evoluzione di resistenze sia ai loro nemici naturali sia ai fitofarmaci. È dunque una

lotta coevolutiva tra parassiti e piante, molte delle quali hanno sviluppato la capacità

di produrre metaboliti antimicrobici, alcuni abbastanza noti perché contenuti nelle

spezie, nelle droghe, nei fitofarmaci. Nel sempre più importante campo delle relazioni

tra specie viventi in uno stesso ecosistema, si rilevano però anche casi di Insetti che

svolgono azioni utili per l'uomo, come per esempio nel trasporto di polline nelle

colture di specie allogame. In Malesia l'impollinazione della palma da olio era

tradizionalmente effettuata a mano, fino a quando, alla metà del XX sec., non fu

introdotto dall'Africa occidentale un insetto pronubo che si stima faccia risparmiare

circa 140 milioni di dollari americani all'anno. Anche gli animali superiori hanno un

ruolo importante, per esempio diffondendo semi e così ricostituendo il manto vegetale.

È emblematico quanto avvenuto a Puerto Rico, le cui montagne, quasi interamente

coltivate fino alla Seconda guerra mondiale, a partire dagli anni Cinquanta del XX sec.

furono oggetto di un intenso programma di riforestazione con specie importate; la

fauna e in particolare gli Uccelli, che hanno popolato le nuove piantagioni provenendo

dalle poche foreste naturali rimaste, ne hanno disseminato le specie favorendo la

ricomparsa di aree riforestate con tipiche specie endemiche. Il valore della diversità

interspecifica è particolarmente evidente in agricoltura. Per generazioni, l'uomo ha

4

coltivato una vasta gamma di vegetali e allevato animali con l'intento di ridurre

fluttuazioni di produzione e carestie e diversificare l'alimentazione. Queste specie

costituiscono oggi il materiale utilizzato nella formazione di nuove varietà di piante e

di razze animali, rappresentando altresì la riserva di adattabilità genetica che agisce

per tamponare i cambiamenti ambientali ed economici potenzialmente dannosi: esse

sono quindi la base biologica della sicurezza alimentare in quanto, direttamente o

indirettamente, sostengono la vita di ogni essere umano.

1.2 Il biomonitoraggio quale strumento per la conservazione della biodiversità

forestale

1.2.1 La conservazione della biodiversità

La Convenzione Internazionale sulla Biodiversità siglata a Rio de Janeiro nel 1992 nel

corso del Vertice della Terra, costituisce il quadro principale di riferimento per quanto

concerne la salvaguardia e l'uso sostenibile della Biodiversità. Dopo aver firmato la

Convenzione di Rio, l&