Argomenti. Educazione Ambientale / Ecologia. Introduzione Crisi ambientale odierna: mito o realtà?

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1 Argomenti Educazione Ambientale / Ecologia Emilio Padoa-Schioppa Ecologia Evoluzione e selezione naturale Rapporto uomo-natura Biodiversità e biofilia Problemi ambientali odierni Attività didattiche finalizzate all educazione ambientale Introduzione Crisi ambientale odierna: mito o realtà? Introduzione e presentazione del corso Perché si parla di crisi ambientale? Alcuni esempi Brevi cenni di ecologia Che cosa è l ecologia? Sistemi ecologici e spettro biologico Auto-ecologia Ecologia di popolazione Ecologia di comunità Ecologia ecosistemica Ecologia del paesaggio Ecologia globale Storia dell ecologia Concetto di ambiente, ecologia ed ecologismo Sviluppo delle idee ecologiche Rapporti tra ecologia ed ambientalismo Storia dell ambientalismo italiano

2 Evoluzione e selezione naturale Storia evolutiva dell uomo Concetto di specie Evoluzione Darwin/Wallace La sintesi moderna Selezione naturale Selezione sessuale fitness Gli antenati dell uomo La dispersione dall Africa al resto del mondo Geni, popoli e lingue Evoluzione culturale Agricoltura e domesticazione Le differenze tra evoluzione biologica ed evoluzione culturale Il linguaggio quale veicolo dell evoluzione culturale Evoluzione culturale in popolazioni animali ed umane Il processo di domesticazione di piante ed animali A chi ha sarà dato o della inuguale diffusione di piante e animali domesticabili Un arma a doppio taglio Biodiversità Concetto di biodiversità Crisi della biodiversità Quanto vale la biodiversità? Come conservare la biodiversità: idee, strumenti e paradigmi Cambiamento climatico E corretto parlare di cambiamento climatico? Quali sono le cause principali? Quali sono gli effetti sui sistemi ecologici?

3 Sviluppo sostenibile Concetto di sviluppo sostenibile Problemi e contraddizioni Un esempio: il turismo nelle valli Sherpa del Nepal Elementi di didattica ambientale Biodiversità nella vita quotidiana Obbiettivi del corso Acquisire le competenze teoriche necessarie per leggere consapevolmente le trasformazioni ambientali Indirizzare gli studenti ad orientarsi attraverso il dissonante coro di notizie riguardanti l ambiente che viene quotidianamente propinato dai massmedia

4 Definizione di ambiente Il concetto di ambiente viene proposto per la prima volta con la parola tedesca Umwelt che deriva dalla fusione di um (attorno) e Welt (mondo): indica dunque il mondo attorno a un osservatore in posizione centrale. Scienze Ambientali Studio sistematico del nostro ambiente e dello spazio che occupiamo all interno di esso. Interdisciplinari Integrano Scienze naturali Scienze sociali Scienze umane Applicative E corretto parlare di crisi ambientale? Oggi emergono problemi nuovi, causati dall incremento della popolazione umana, dalla capacità (mai avuta prima) di intervenire e modificare direttamente gli equilibri primari della biosfera da parte dell uomo, da un consumo di risorse senza precedenti In questo contesto è corretto parlare di crisi ambientale. Le soluzioni ai problemi posti da questa crisi possono non essere convenzionali (e sicuramente non semplici). Statistica e rigore scientifico La statistica è stata spesso accusata di essere una disciplina con la quale si può dimostrare qualunque cosa Vi sono bugie, maledette bugie e statistiche Statistica e rigore scientifico In realtà con la statistica non si dimostra nulla: lo scopo della statistica non è quello di dimostrare qualche cosa. L analisi statistica serve per attribuire un livello di confidenza (fiducia) alle conclusioni che si possono voler trarre. L ecologia, come le altre scienze, è una ricerca non di enunciati di cui è dimostrata la verità, ma di conclusioni nelle quali poter riporre fiducia. Espressioni critiche riguardo la statistica vengono in genere usate da chi non ha nulla di meglio da dire per continuare a credere in ciò in cui desidera credere. In alcuni casi, effettivamente la statistica viene usata impropriamente per dedurre conclusioni di dubbia validità. Organizzazione dei dati Scala nominale: dati classificati e raggruppati in categorie che devono escludersi a vicenda (i.e. specie, sesso, tipologia di habitat ) Scala ordinale: dati classificati e raggruppati in categorie ordinate secondo un criterio gerarchico (i.e. classi di abbondanza ) Scala per intervalli: dati classificati e raggruppati in categorie ordinate secondo un criterio gerarchico in cui i numeri rappresentano anche la distanza da un dato all altro; è priva di uno zero assoluto (i.e. datazione ) Scala razionale: dati oltre a possedere le proprietà dei livelli precedenti ha uno zero assoluto e dunque sono possibili tutte le operazioni di somma/sottrazione/moltiplicazione e divisione (i.e. specie, sesso, tipologia di habitat )

5 Etichettta 1 3 Nominale Specie rilevate Cinciarella Cincia mora Cincia bigia Cincia bigia alpestre Cinciallegra Ordinale Abbondanza di una specie Rara (1/ ind.) Non comune (/ ind.) Comune (/1 ind.) Frequente (1/1 ind.) Abbondante (>1 ind.) Intervalli Datazione 1 maggio maggio 3 maggio maggio maggio Razionale Lunghezza del becco mm 1 mm 1 mm mm mm : indici di tendenza centrale Media, moda e mediana Media: si calcola dividendo la somma delle osservazioni per il numero delle unità di campionamento. : è il valore centrale di una serie (si ordinano le osservazioni e si vede dove cade il valore centrale). : rappresenta il valore della distribuzione con il maggior numero di osservazioni. Es. In una spedizione nelle isole Shetland, in luglio vengono inanellati diverse migliaia di uccelli, e nelle settimane successive sono osservati o ripresi da altri inanellatori in altre colonie Luogo Distanza Numero fx Recupero km uccelli Lerwik Foula Fair Isle 11 7 Orkney Sule Kerry Summer Island St Kilda 9 18 Cape Clear Durban (Sud Africa) Totale Distanza media percorsa: 17/8 =, distanza percorsa 11 km 9 km N uccelli Lerwik 9 km Foula 77 km Fair Orkney Isle km km Sule Skerry 8 km Località di ricattura Summer St Kilda Isles 9 km 38 km Media Cape Durban Clear km km N uccelli 3 Media N uccelli 3 Media Distanza di ricattura Distanza di ricattura

6 Che cosa è opportuno scegliere? Che cosa è opportuno scegliere? In una distribuzione di dati perfettamente simmetrica media, mediana e moda coincidono. Media n pettirossi Lunghezza dell'ala (mm) % luì grossi In alcuni casi si osserva una distribuzione bimodale Lunghezza dell'ala (mm) % luì grossi 1 1 Che cosa è opportuno scegliere? Spesso la disaggregazione dei dati riesce a spiegare il fenomeno Lunghezza dell'ala (mm) femmine maschi Che cosa è opportuno scegliere? Media: quando i valori sono più o meno simmetricamente disposti attorno a un punto centrale; quando l analisi richiede una misura della tendenza centrale che costituisca la base di altre statistiche; quando l analisi richiede la combinazione della media con le medie di altri gruppi relativamente alla stessa variabile; quando si vuole stimare il valore della corrispondente media della popolazione dalla quale è estratto il campione. : quando osservazioni estreme alterano la media quando si lavora su distribuzioni irregolari : quando è descritto un modo rapido, anche se approssimativo per descrivere la tendenza centrale Errore standard: è una misura statistica con la quale individuo una fascia attorno al valor medio in cui mi posso attendere l effettivo valor medio dei miei dati. In particolar modo si presta attenzione a valutare che esista il 9% di probabilità che il valor medio dei miei dati ricada all interno della fascia. Errore standard: è una misura statistica con la quale individuo una fascia attorno al valor medio in cui mi posso attendere l effettivo valor medio dei miei dati. In particolar modo si presta attenzione a valutare che esista il 9% di probabilità che il valor medio dei miei dati ricada all interno della fascia. Abbondanza media lacertidi (n ind./1m) Abbondanza media lacertidi (n ind./1m) Abbondanza media lacertidi (n ind./1m) Abbondanza media lacertidi (n ind./1m) Isola con serpenti Isola senza serpenti Isola con serpenti Isola senza serpenti Isola con serpenti Isola senza serpenti Isola con serpenti Isola senza serpenti La presenza di serpenti, potenziali predatori dei lacertidi ne può influenzare l abbondanza in isole di piccole dimensioni? La presenza di serpenti, potenziali predatori dei lacertidi ne può influenzare l abbondanza in isole di piccole dimensioni?

7 Correlazione tra varabili: si parla di correlazione quando si osserva una relazione quantitativa tra due variabili misurate su una scala ordinale (ranghi) o per intervalli e per rapporti. Esempio: relazione tra l altezza e il diametro del tronco di un albero Uno dei termini utilizzati più di frequente nei test statistici, per misurare la validità di una conclusione che è stata tratta, è un valore P, o livello di probabilità. Per eseguire un test statistico occorre prima di tutto formulare un ipotesi nulla. Il test statistico genera allora una probabilità (valore P) di ottenere un insieme di dati simile al nostro se l ipotesi nulla è corretta. Altezza (m) Altezza (m) Diametro (cm) Diametro (cm) Nessuna correlazione Correlazione positiva perfetta (nella realtà non esiste) Dati reali: correlazione positiva IPOTESI: La lunghezza delle ali dei maschi di luì grosso è maggiore di quella delle femmine IPOTESI NULLA: non c è differenza nelle dimensioni delle ali tra maschi e femmine di luì grosso P =, significa che, se l ipotesi nulla fosse veramente corretta, il % degli studi simili al nostro dovrebbe generare esattamente tale insieme di dati o un insieme di dati ancor più lontano dall ipotesi nulla. Ne consegue che non possiamo aver fiducia nell affermazione che vi è un associazione. P =,1 significa che ci si potrebbe attendere tale insieme di dati (o dati ancor più lontani dall ipotesi nulla) nello,1% di studi simili. O è accaduto qualcosa molto improbabile o vi è un effettiva associazione dei dati. Per convenzione si rigetta l ipotesi nulla se P <,, e in tal caso si dice che i risultati sono statisticamente significativi. Se poi P <,1 i risultati vengono definiti altamente significativi Quando si ottiene un valore P >, (e vi è quindi assenza di significatività statistica può significare una di queste tre cose: non vi è alcun effetto di importanza ecologica; i dati, semplicemente, non sono abbastanza buoni, oppure non sono sufficienti a corroborare un effetto che pure esiste; in stretta relazione con ciò, l effetto stesso è reale ma debole e quindi sono necessari dati estesi, che però non sono stati raccolti. In conclusione è meglio, soprattutto quando si ottengono risultati superiori a P =, indicare il vaolre di P e considerare le conclusioni in termini di sfumature anziché di bianco e nero. P =, P =,1 P =,6 P =, Retta di regressione: nei diagrammi in cui si illustra la relazione tra due variabili può essere utile tracciare una linea attraverso l insieme dei punti in modo da evidenziare la media della relazione. Tale linea viene definita retta della miglior bontà di adattamento. Esempio: relazione tra l area e il numero di specie di un isola N Ln Ln Area specie area Specie 7,6 3,18 76,33 3,9 7 1,8 3, 13 3,69, ,3, ,,77 1 9,3, 6 1,39 1,79 7,69 1,9,7 3 -,9 1,1, 3-1,39 1,1 3, 3, 3,, Ln N N specie specie Ln N specie 1, 1, 1 1,,, 3 3, 3 3,,, 1 1, 1, 1, y =,386e,3399x R =,91 y =,3399x + 1,776 y = 3,338Ln(x) +,389 y =,3399Ln(x) + 1,776 R R =,91 =,8916 R =,91,, -, -1,, 1 1 1, 1, 1 3,,, 6, 3 -, -1,, 1,, 3,,, 6, - Ln Area Area Ln Area Area (ha) (ha)

8 Una considerazione da non dimenticare mai. La statistica non spiega il significato dei fenomeni osservati: un alta correlazione, un elevato R, un valore significativo di P non significano automaticamente un rapporto causa-effetto. Ignorare questa considerazione può condurre a clamorosi errori di valutazione. Un esempio famoso: la relazione tra diffusione di PC in uno stato americano e aumento dei casi di AIDS conclamato. Migliaia di PC venduti N nuovi casi AIDS Relazione tra diffusione di PC in uno stato americano e aumento dei casi di AIDS conclamato. Che cosa significa il dato che si osserva? L utilizzo del computer contribuisce alla diffusione dell AIDS? Chi usa il computer ha maggior probabilità di contrarre l AIDS? In realtà l unico legame tra i due fenomeni è quello di avvenire nello stesso periodo. Questo spiega l alta correlazione y =,1x + 17, R =,87 6 Anno N migliaia PC venduti Computer (* 1) N casi AIDS N N Casi AIDS : riferimenti bibliografici Statistica per ornitologi e naturalisti Fowler e Cohen; Muzzio editore Statistica univariata e bivariata parametrica e non-parametrica nelle discipline ambientali e biologiche Lamberto Soliani, scaricabile dal sito: