Con il termine di macroinvertebrati bentonici, o macrozoobenthos, si intendono tutti gli invertebrati che vivono, per almeno una parte del loro ciclo vitale, a stretto contatto col fondo del corso d’acqua, e i cui ultimi stadi di sviluppo raggiungono almeno i 3-5 mm di lunghezza. I gruppi faunistici più frequenti sono: Insetti, in particolare Plecotteri, Efemerotteri, Ditteri, Tricotteri, Crostacei (gamberi, gammaridi), Molluschi (bivalvi e gasteropodi), Anellidi (vermi e sanguisughe) e Platelminti (planarie). Il loro ciclo vitale può durare da poche settimane fino ad alcuni anni a secondo dei diversi gruppi, che presentano anche differenti modalità di reperimento ed assunzione delle risorse nutritizie. Questi organismi mostrano inoltre adattamenti per la resistenza alla corrente, come organi adesivi e una forma del corpo appiattita dorso-ventralmente, e per la respirazione in situazioni di basse concentrazioni di O2, come tracheobranchie addominali, sifoni e pigmenti respiratori. I macroinvertebrati bentonici presentano caratteristiche che li rendono dei buoni indicatori dello stato di qualità delle acque, i diversi gruppi presentano infatti differenti sensibilità all’inquinamento, oltre che diversi ruoli trofici; sono abbastanza stabili e poco mobili, indicando quindi con immediatezza le eventuali alterazioni dell’ambiente; hanno un ciclo vitale abbastanza lungo che permette di rilevare impatti minimi protratti nel tempo; e sono facilmente campionabili ed identificabili.

Il lavoro di ricerca, svolto presso ARPA Valle d’Aosta ha avuto due finalità principali:

- la messa a punto di uno o più indicatori per stimare il valore naturalistico (proxy della biodiversità) sulla base della presenza di taxa di macrozoobenthos all’interno del reticolo idrografico valdostano;
- e lo studio della relazione tra tali indicatori e le caratteristiche complessive dei siti e dei bacini sottesi, sia in termini di pressioni antropiche sia in termini di attributi naturali.

L’informazione derivante dal benthos, può essere infatti considerata un indicatore di qualità ambientale da utilizzare in termini di gestione degli idrosistemi; eventuali revisioni della rete di monitoraggio; o possibili approfondimenti tematici.

Come area di studio è stata considerata l’intera regione Valle d’Aosta, con un reticolo torrentizio che si estende per oltre 5000 km lineari. Sono stati indagati 71 siti ed è stato costituito un dataset contenente i dati di presenza di macrozoobenthos relativi a 17 anni, dal 1997 al 2013, a cui sono stati associati anche dati stazionali derivati da cartografia GIS. L’area di studio presenta caratteristiche molto particolari: una quota media elevata, temperature dell’acqua molto basse, pendenze notevoli dei bacini, velocità di corrente molto alta, substrati rocciosi diffusi e privi di vegetazione acquatica, una superficie glacializzata abbastanza estesa (circa il 6% del totale), un carico di solidi sospesi elevato, una superficie agricola ridotta e una variabilità naturale delle portate, letti incassati, con salti naturali e insolazione ridotta. Queste condizioni complessive comportano a livello di biocenosi una capacità biogenica ridotta; inoltre alle limitanti naturali si aggiungono le alterazioni antropiche accumulate più recentemente, come le modificazioni fisiche per la realizzazione di opere di sicurezza idraulica, le captazioni idroelettriche e irrigue, e gli scarichi autorizzati di reflui, soprattutto urbani.
La raccolta dei dati biologici ha previsto il prelievo degli organismi in alveo tramite retino apposito ed un primo riconoscimento e conteggio dei taxa, effettuato direttamente in campo; seguito dalla determinazione in laboratorio tramite microscopio e l’utilizzo di chiavi dicotomiche. Sono stati compilati elenchi faunistici dei taxa rinvenuti per l’elaborazione di 2 indici:

1- l’IBE, previsto in normativa fino al 2006, che si basa su un campionamento qualitativo effettuato tramite un retino immanicato;

2- lo STAR ICMi, che è attualmente l’indice ufficiale e si basa su un campionamento quantitativo da effettuarsi tramite Rete Surber. Il campionamento secondo il metodo IBE viene effettuato lungo un transetto completo da sponda a sponda, tracciato obliquamente contro corrente, per comprendere tutti i microhabitat rappresentativi dell’alveo. Il metodo di campionamento previsto per l’elaborazione dell’indice STAR ICMi, viene invece effettuato su una superficie nota in maniera proporzionale alla percentuale di microhabitat presenti nel tratto campionato.
E’ stato considerato un gran numero di variabili esplicative: l’origine, la distanza dalla sorgente, la quota, la pendenza, l’esposizione, la superficie dei bacini, la granulometria, la conducibilità, il pH, i solidi sospesi, la temperatura e la portata di scarichi urbani autorizzati. Ad ognuna è stata associata una rappresentazione cartografica mediante GIS. La variabile numero massimo di taxa è stata ritenuta un buon indicatore del valore di biodiversità, essendo influenzata dalle caratteristiche del sito di campionamento e del bacino da esso sotteso, e pertanto è stata considerata come variabile di risposta dello studio. Le variabili quantitative sono state descritte utilizzando come misura di posizione la mediana, e come misura di dispersione i 25^ e 75^ percentile; le variabili qualitative sono state invece descritte utilizzando la frequenza percentuale.

Si è condotta un’analisi preliminare di tipo esplorativo per lo studio della relazione tra l’indicatore di biodiversità e le variabili esplicative utilizzando:

- il coefficiente di correlazione non parametrico Rho di Spearman per quelle quantitative,

- i test non parametrici di Mann-Whitney e Kruskal-Wallis per quelle qualitative.

Le variabili associate in modo statisticamente significativo all'indicatore sono poi state inserite come variabili indipendenti in un modello di regressione di Poisson, il quale esprime la relazione tra un conteggio e un set di n variabili indipendenti sia quantitative, sia qualitative. Il modello più precisamente misura quanto queste variabili influiscano nel determinare il numero massimo di taxa che:

- si riduce di circa il 16% passando da corsi d’acqua a scorrimento superficiale a quelli glaciali
- diminuisce dell’1% per un aumento dei solidi sospesi di 1 mg/l
- aumenta del 10.5% quando la portata degli scarichi autorizzati aumenta di 100 l/sec
- aumenta del 2% quando l’esposizione aumenta di 10°, all’interno del range di esposizione considerato (137°-270°) .

I fattori che influiscono maggiormente sul numero massimo di taxa nell’area di studio sono di tipo naturale (origine, solidi sospesi, esposizione) e non sono riferibili a pressioni e impatti antropici. Tuttavia, il numero massimo di taxa è una metrica considerata dagli indici utilizzati dalla normativa di riferimento per la definizione della qualità dei corpi idrici in relazione alle pressioni di origine antropica. Di conseguenza, il giudizio di stato di qualità ambientale è influenzato in modo significativo dai parametri naturali più che dalle pressioni antropiche correlate in particolare alla presenza di scarichi. Questa considerazione fornisce elementi quantitativi importanti per interpretare correttamente la base dati derivante dai monitoraggi istituzionali, la conseguente formulazione di stato ecologico e le relative misure di riqualificazione.
Il livello di integrità ambientale/impatto sul corso d’acqua è difficile da definire analizzando unicamente le comunità bentoniche in quanto, nel contesto oligotrofico dell’area di studio, esse sono sostenute da una capacità portante naturalmente limitata. Questa condizione si riflette anche sulla logica di assegnazione del giudizio di qualità, ai sensi della normativa vigente D.M. 260/2010 che assegna un valore fondamentale agli elementi di qualità biologica (EQB: Macroinvertebrati - Diatomee - Macrofite - Ittiofauna). In particolare lo stato di qualità del corpo idrico è determinato dal peggiore tra gli EQB (“vince il peggiore”). In altre parole una comunità bentonica soggetta a limitanti naturali molto forti può portare a una sottostima dello stato ecologico dei corpi idrici.
Il possesso di un dato cartografico e quantitativo riferibile alle condizioni ambientali dei corsi d’acqua risulta essere inoltre fondamentale per la gestione dei conflitti d’uso tra i diversi portatori di interesse (conservazione e mantenimento delle condizioni ambientali, fruizione idroelettrica, fruizione agricola, turismo, tutela del paesaggio, pesca sportiva) in particolare per supportare modelli gestionali basati sull’analisi multicriterio.

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