WP 1.7 Ecosistemi montani e biodiversità

Questo WP è dedicato al monitoraggio quantitativo di alcune delle principali caratteristiche degli ecosistemi e della biodiversità montana, e si sviluppa in sinergia con due iniziative rilevanti, con cui vi è scambio continuo di dati e informazioni e arricchimento reciproco: la rete italiana di ricerche ecologiche di lungo termine – LTER Italia, inserita nella Long-Term Ecological Research network europea (LTER-Europe) e il progetto europeo H2020 ECOPOTENTIAL, uno dei più grandi progetti europei sugli ecosistemi terrestri, coordinato dal CNR. Particolare attenzione verrà anche data alla possibilità di utilizzare le Essential Biodiversity/Climate Variables per la caratterizzazione dell'ambiente montano italiano e dei suoi cambiamenti.

Attività svolte

• Task 1. Dati da stazioni LTER montane italiane. Raccolta, armonizzazione, validazione e controllo di qualità di dati e informazioni provenienti da stazioni LTER (Long-Term Ecological Research) montane italiane, con adeguamento agli standard di dati e metadati del Drupal Ecological Information Management System (DEIMS) e LTER Europe (eLTER H2020). Le attività sono partite dallo sviluppo e implementazione dell’infrastruttura informatica in connessione con gli standard europei (DEIMS, per i dati relativi alle occorrenze e alla presenza/assenza di specie) e quelli del software GET-IT (per i dati provenienti da sensori). Sono stati poi censiti i metadati per la descrizione dei dataset, identificandone i problemi e proponendo soluzioni. Il sistema GET-IT è stato utilizzato per i sensori di misura, seguendo gli standard OGC e SOS. Le attività hanno riguardato poi l’inserimento di dataset di siti lacustri e terrestri nei due nodi sviluppati.

• Task 2. Monitoraggio della biodiversità animale in aree montane. Con particolare riferimento ai monitoraggi di diversi taxa di invertebrati (ragni, farfalle diurne, stafilinidi, carabidi, formiche) e di uccelli, in diverse aree montane protette. Le misure di biodiversità sono state completate dall’analisi della dinamica di popolazione di specie particolarmente importanti utilizzate come indicatori dell'ambiente. Gli inventari sulla biodiversità sono spesso utilizzati per tracciare traiettorie di biodiversità a lungo termine e rappresentano anche una fonte di informazioni per i confronti di serie temporali.  A tal proposito è stato creato un database relativo alla fauna italiana che riguarda più di 550.000 segnalazioni di circa 10.000 taxa. Inoltre è stato creato un database sulle abitudini alimentari del barbagianni (Tyto alba) in tutta Italia. Poiché la dieta dei predatori è influenzata dalle condizioni locali (ad esempio caratteristiche di habitat e microhabitat, stagionalità, disponibilità delle prede) è possibile che queste tendano a cambiare nel tempo. Il database include dati raccolti negli ultimi 40 anni e sono utili per modellare la ricchezza delle piccole comunità di mammiferi.

• Task 3. Dinamica delle praterie alpine d'alta quota. Quantificazione e analisi dei cambiamenti in corso nelle praterie alpine, in sinergia con il progetto H2020 ECOPOTENTIAL: composizione vegetazionale e animale delle praterie; misura dei flussi di acqua e carbonio fra suolo, vegetazione e atmosfera. Nell'ambito del task sono stati studiati gli effetti dei due importanti cambiamenti che affliggono le praterie montane: cambiamenti climatici e cambiamenti nell'uso del suolo. Lo studio è stato condotto in due praterie montane: il prato pascolo di Brocon (1730 m s.l.m.) e la prateria di Torgnon (2160 m s.l.m.). Gli effetti dei cambiamenti climatici sono stati studiati raccogliendo i dati continui sullo scambio di CO₂ e H₂O tra gli ecosistemi e l'atmosfera e analizzando le variazioni stagionali e interannuali del bilancio di carbonio. Le conseguenze della variazione della pressione di pascolo e del completo abbandono delle praterie sulla diversità della vegetazione e della comunità microbica e sulla capacità del sistema di sequestrare il carbonio sono state affrontate mediante un approccio multidisciplinare, integrando insieme lo studio floristico e fisiologico della vegetazione, abbinato alle analisi chimiche e biochimiche del suolo.

Risultati ottenuti

• Task 1. Dati da stazioni LTER montane italiane. I risultati per i siti lacustri e terrestri montani considerati dal task possono essere così riassunti: verifica, aggiornamento e normalizzazione dei dati vettoriali e dei metadati dei siti, delle persone e dei relativi dataset; inserimento dei metadati di dataset nelle facility IT di LTER Europe (DEIMSSDR) per 10 “simple site”, per un totale di nuovi 71 metadati di dataset; creazione di un infrastruttura interoperabile distribuita costituita da due nodi, CNR-IRSA di Pallanza per i dati di siti lacustri (http://sk.ise.cnr.it ) e CNR IREA di Milano per i dati di siti terrestri (http://nextdata.get-it.it); connessione dei due nodi al DEIMS-SDR e attivazione delle interfacce SOS per i due nodi; inserimento di 71 nuovi dataset all’interno dei due nodi. Utilizzando GET-IT dei nodi di Milano e Pallanza è possibile visualizzare, sotto formati di grafico temporale, e scaricare, i dataset in formato CSV e XML, ed accedere alle interfacce standard SOS.

• Task 2. Monitoraggio della biodiversità animale in aree montane. Un database sulla distribuzione della fauna italiana è stato implementato e integrato con la ricostruzione ad alta risoluzione della temperatura mensile e delle precipitazioni per ogni località da cui proviene ogni esemplare. L'elaborazione di questo database è ancora in corso. Le serie temporali di raccolta dati sull’alimentazione del barbagianni sono correlate a distinti indici di diversità tassonomica. La diversità delle specie è diminuita significativamente nel corso degli anni e anche l'equiripartizione è diminuita significativamente nel tempo.

• Task 3. Dinamica delle praterie alpine d'alta quota. Entrambe le praterie si sono dimostrate molto dinamiche e hanno risposto velocemente ai cambiamenti del clima locale. La quantità di neve in inverno e all'inizio della primavera ha guidato l'inizio della stagione vegetativa e i tassi di assimilazione della CO₂ primaverile. L'ammontare delle precipitazioni ha influenzato in modo diverso lo scambio netto estivo nelle due praterie; la risposta è stata influenzata dal tipo di gestione applicata. Gli importanti servizi ecosistemici svolti dalle praterie, come la conservazione della biodiversità e il sequestro di carbonio, sono stati influenzati da diversi regimi di pascolo. L'abbandono completo ha determinato la perdita di C dal sistema e ha influenzato negativamente il funzionamento microbico e la biodiversità e lo stato fisiologico della vegetazione. I risultati ottenuti possono essere presi in considerazione per lo sviluppo delle pratiche di conservazione dei pascoli.