Titolo Insegnamento A.A. 2015/2016

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1 CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE Titolo Insegnamento A.A. 2015/2016 Docente: Dott.sa Annamaria Testi, Dipartimento di Biologia Ambientale, Orto Botanico, L.go Cristina di Svezia 24, Roma Tel Studenti target: III anno II semestre Livello dell Unità: introduttivo e specifico Pre-requisiti: nessuno Crediti: 6 Modalità di erogazione: tradizionale Frequenza:Facoltativa/Obbligatoria Descrizione del programma PRESENTAZIONE DELL ECOLOGIA Cenni storici Definizioni e livelli: Ambiente, Individuo-Popolazione- Comunità, Ecosistema L Ecosistema Terra: l ipotesi Gaia Introduzione ai grandi problemi attuali: cambiamenti climatici, inquinamento, perdità della biodiversità, effetto serra, desertificazione, precipitazioni acide Cenni sulla teoria dei sistemi: sistemi isolati, sistemi chiusi e aperti, entropia, strutture dissipative, feedback, omeostasi, auto-organizzazione ORGANISMI Relazioni organismi/ambiente: Fattori fisici e chimici in ambienti marini e continentali Risorse per gli organismi (luce, acqua, sostanza organica e inorganica) Nicchie ecologiche Clima (microclima, mesoclima, bioclima) Suolo: substrati, suoli, pedogenesi, humus, profilo Le forme di humus associate alla vegetazione come indicatori ambientali Il fuoco come fattore ecologico: regimi degli incendi, germinazione dopo il fuoco, turnover di specie e di comunità, vantaggi e svantaggi per piante ed animali, gestione degli incendi in Italia e in altri paesi di clima mediterraneo POPOLAZIONI Competizione intraspecifica, interspecifica Predazione, simbiosi, mutualismi Stabilità, fluttuazioni, abbondanza Costo della riproduzione, Strategie riproduttive, cicli vitali SPECIE E COMUNITA NELLO SPAZIO Flore e faune: approccio qualitativo Biomassa: approccio quantitativo Vegetazione: approccio quali-quantitativo Comunità, biomi, ecosistemi marini e continentali Suoli e biomi Cartografia ambientale (carte della vegetazione e carte derivate) Zonazioni in ambiente marino e continentale Dimensione spaziale/temporale: dispersione, areali, fito e zoogeografia SPECIE E COMUNITA NEL TEMPO Successioni, climax, equilibrio/non equilibrio, complessità

2 DINAMICHE DI COMUNITA Gradienti in ambienti marini e continentali Diversità: il multiconcetto, i livelli d indagine, Indici (Ricchezza, Equitabilità, Informazionali), metodi e misure, applicazioni sperimentali Comunità insulari e biogeografia delle isole Teoria dell equilibrio di Mac-Arthur & Wilson Reti trofiche e flussi d energia: livelli, modelli in ambienti marini e continentali CICLI BIOGEOCHIMICI Acqua Carbonio Ossigeno Azoto Fosforo ALTERAZIONE DEI CICLI NATURALI Inquinamento Eutrofizzazione Bioindicatori e modelli di bioindicazione Ecosistemi sinantropici: agro ecosistemi, ecosistemi urbani GESTIONE E CONSERVAZIONE DELLA NATURA Le Reti Ecologiche Il Monitoraggio Ambientale con particolare attenzione al monitoraggio delle foreste Saperi pregressi (da corsi degli anni precedenti o dalla carriera scolastica precedente) Saperi imprescindibili (1) Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi (conoscenze, competenze e abilità) Obiettivi formativi: Il corso intende offrire agli studenti un quadro sintetico ed integrato dei principali processi ecologici che sono alla base della struttura e della funzione del vivente in relazione ai fattori abiotici dell ambiente. Risultati dell apprendimento: Conoscenze acquisite: lo studente conoscerà le relazioni tra organismi e ambiente e apprenderà l uso dell approccio ecosistemico per valutare la qualità e il livello di funzionalità di un ambiente. Conoscenza dei concetti di base dell ecologia vegetale. Competenze acquisite: Alla fine del corso lo studente sarà in grado di leggere e comprendere, almeno negli aspetti di base, un lavoro scientifico che descriva l ecologia di un area. Sarà in grado di effettuare, sul terreno, un rilievo di vegetazione, un profilo di humus, di imparare a distinguere gli orizzonti diagnostici, di associare le differenze tra le forme di humus alle differenze nelle comunità vegetali, di elaborare i dati acquisiti e di scrivere una relazione scientifica. Lo studente avrà anche acquisito capacità di realizzare, leggere e interpretare carte della vegetazione e carte ecologiche sensu latu.

3 CONTENUTO (CFU) 5 Lezioni frontali 1 Escursione giornaliera con laboratorio di campo Ore in aula Ore studente a Ore studente casa totali Verifiche del profitto Prova scritta e Prova orale Valutazione finale Descrizione delle modalità di valutazione finale L esame finale consta di una prova scritta e di una prova orale. Prova scritta. Risposte sintetiche a quesiti di ecologia relativi ai principali livelli, scale, e processi illustrati nel corso. Prova orale. L esame verte sui temi trattati nelle lezioni frontali e durante l escursione. Durante il corso il dialogo tra docente e studenti sarà utilizzato come strumento di verifica dell apprendimento. Testi consigliati L. Bullini, S. Pignatti, A. Virzo De Santo, Ecologia Generale. Ed. UTET S. Pignatti, Ecologia vegetale. Ed. UTET Per approfondimenti sul background culturale e su alcuni aspetti di rilievo dell ecologia funzionale: Odum E., Ecologia per il nostro ambiente minacciato. Piccin, Padova Capra F., La rete della vita. Ed. Rizzoli, Milano Parte integrante del materiale didattico da utilizzare nella preparazione per l esame sono i lucidi delle lezioni e le presentazioni in PPT. Agli studenti verrà consigliata la lettura di articoli scientifici inerenti argomenti trattati nel corso del corso. Note (1) Saperi minimali per il superamento dell'esame. (2) Indicare il numero di CFU dell insegnamento, considerando che 1 CFU = 25 ore di impegno globali da parte dello studente. (3) 1 CFU corrisponde a 8 ore di didattica frontale, oppure a 12 CFU di esercitazioni e laboratorio, oppure a 2 giornate di escursione sul campo, equivalenti a 25 ore (che possono essere ripartite in modo diverso tra lavoro sul terreno e lavoro a casa). (4) Il valore, espresso in ore, deve essere il complemento a 25 per i CFU di ogni tipologia del contenuto. (5) Le ore totali devono essere uguali a 25 per i CFU di ogni tipologia del contenuto. (6) Indicare se è prevista solo una prova orale o prova orale più prova pratica o altre modalità di esame (test attitudinale, valutazione progetto, valutazione tirocinio, prova pratica). (7) Solo in questo caso la voce "Ore in aula" corrisponde a "Ore di escursione". (8) Cognome autore/i, titolo libro, anno, casa editrice

4 BACHELOR OF SCIENCE IN GEOLOGY Course Title A.Y. 2015/2016 Teacher: Dott.sa Annamaria Testi, Dipartimento di Biologia Ambientale, Orto Botanico, L.go Cristina di Svezia 24, Roma tel Target Students: III year, II semester Unit level: introductory and specific Pre-requisites: Credits (CFU): 6 Teaching modality: traditional Attendance: optional/compulsory Description of the contents PRESENTATION OF ECOLOGY Historical background Definitions and levels: Environment, Individual-Population- Community, Ecosystem Gaia hypothesis Introduction to large current problems: climatic change, pollution, biodiversity, gas emissions, desertification, acid rainfall Systems Theory: isolated, close and open systems, entropy, dissipative structures, feedbacks, homeostasis, self-organization ORGANISMS Relationships organisms/environment: Physical and chemical factors in marine and continental environments Resources: light, water, organic matter Ecological niches Climate: microclimate, mesoclimate, bioclimate Soil: substrates, soil types, pedogenesis, humus, profile Humus forms and vegetation as environmental indicators Fire Ecology: fire regimes, post-fire germination, turn-over of species and communities, benefits and disadvantages for plants and animals, fire management in Italy and in other Mediterranean Regions. POPULATIONS Intra- and inter-specific competition Predation, symbiosis. Stability, fluctuations, abundance Cost of reproduction, reproduction strategies, life cycles SPECIES AND COMMUNITIES IN THE ECOLOGICAL SPACE Floras and faunas: qualitative approach Biomass: quantitative approach Vegetation: quali-quantitative approach Communities, biomes, aquatic and terrestrial ecosystems Soils and biomes Environmental cartography (vegetation and ecological maps) Zonations in marine and continental environments Spatio-temporal dimension: plant and animal geographic distribution, dispersion SPECIES AND COMMUNITIES IN TEMPORAL GRADIENTS

5 Successions, climax, complessity COMMUNITY DINAMICS Gradients in marine and continental environments Diversity: conceps, levels of analysis, indices of richness, eveness, entropy, methods and measurements, experimental applications Island biogeography: Mac-Arthur & Wilson Theory Trophic chains and energy flowes: levels and models in marine and continental environments BIOGEOCHEMICAL CYCLES Water Carbon Oxygen Nitrogen Phosphorus CHANGES OF THE NATURAL CYCLES Pollution Eutrophication Bioindicators and bioindication models Synanthropic Ecosystems: agricultural and urban ecosystems MANAGEMENT AND CONSERVATION OF NATURAL RESOURCES Ecological networks Environmental Monitoring with focus on the Forest Monitoring Previous knowledge (from past courses or from the educational career) Unavoidable knowledge Developing competences and learning outcomes Educational goals: The course will offer to the students a synthetic description of the main ecological processes concerning the structure and function of the living organisms in relation to the environmental factors. Learning Outcomes The student will learn the principal mechanisms concerning the relationships between organisms and environment and will know the use of the ecosystemic approach to estimate the quality and the functionality level of an environment. Knowledge of the basic concepts of the plant ecology. Skills At the end of the course, the student will be able to read and understand, at least at a basic level, a scientific paper describing the ecology of an area. He/she will be able to do, in the field, a vegetation relevé, a soil/humus profile, to distinguish the soil and humus diagnostic horizons, to associate the differences in the humus forms to the differences in the plant communities, to elaborate the acquired data and write a scientific report. The student will also be able to build, read and interpret vegetation and ecological maps.

6 Contents (CFU) Classrooms hours Homework hours Total hours for the student 5 Lectures Daily Excursion and field laboratory Finals Written exam and oral exam Final evaluation The final exam consists of a practical and an oral test. Practical test. Synthetic answers to topics concerning levels, scales and processes discussed in the course. Oral test. The oral test will deal with the subjects discussed in the lectures and during the excursion. During the course the discussion between teacher and students will be utilized as a tool to verify the level of learning. Texts A fundamental source for the preparation of the exam consists in the lecture slides and electronic forms which will be provided to the students. The arguments treated in the course cannot be found in a unique book. The basic notions are contained in a few chapters of the following volumes: - L. Bullini, S. Pignatti, A. Virzo De Santo, Ecologia Generale. Ed. UTET - S. Pignatti, Ecologia vegetale. Ed. UTET In order to study in deep the cultural background and some points of the functional ecology, the following texts are suggested: -Odum E., Ecologia per il nostro ambiente minacciato. Piccin, Padova -Capra F., La rete della vita. Ed. Rizzoli, Milano The reading of scientific papers will be suggested to the students.