Elementi base di Biologia della Conservazione CORSO PER L ABILITAZIONE A SELECONTROLLORI IN PROVINCIA DI LODI

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1 Elementi base di Biologia della Conservazione CORSO PER L ABILITAZIONE A SELECONTROLLORI IN PROVINCIA DI LODI

2 CONSERVAZIONE DELLA FAUNA Protezione/Tutela Monitoraggio CONSERVAZIONE Gestione Valutazione potenzialità Riqualificazione faunistica Riqualificazione ambientale Educazione e formazione Prelievo venatorio Prelievo di controllo

3 QUALCHE DEFINIZIONE... Ecologia: dal greco oikos (casa) e logos (discorso), è lo studio delle relazioni tra gli organismi ed il loro ambiente. Termine ecologia proposto per la prima volta dal tedesco Ernst Haeckel nel Disciplina scientifica distinta a partire dal Attualmente inflazionato 3

4 QUALCHE DEFINIZIONE... Ecosistema: componenti interdipendenti che regolarmente interagiscono e che formano un tutt uno. Componenti biotiche e abiotiche 4

5 QUALCHE DEFINIZIONE... Proprietà emergente: se combiniamo due o più componenti per costituire un più grande insieme funzionale, emergono nuove proprietà che non erano presenti al livello immediatamente precedente. Alghe + celenterati = corallo (riciclizzazione dei nutrienti) Le nuove proprietà emergono in quanto le componenti interagiscono. 5

6 QUALCHE DEFINIZIONE... Popolazione: gruppo di organismi della stessa specie (tra i quali è possibile scambio di informazioni genetiche) che occupano una data area e costituiscono una parte della comunità biotica. Comunità: insieme di popolazioni in una determinata area dell habitat fisico. 6

7 ECOLOGIA DELLE POPOLAZIONI Benchè la struttura di popolazione sia il risultato dei processi e dei meccanismi di funzionamento e quindi vada vista in modo integrato con la dinamica, è utile studiare la "statica" della popolazione cioè fare una analisi strutturale. Studiare la STRUTTURA di popolazione Studiare la DINAMICA di popolazione 7

8 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE 1. Dimensione (quanti sono...): stimabile con sistemi come censimenti esaustivi, cattura-marcatura-ricattura o altre metodologie affini... 8

9 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE La dimensione della popolazione Se è troppo piccola, la specie rischia l estinzione poiché: alcuni individui in età riproduttiva non trovano partner. I nuovi nati sono in numero inferiore ai morti. un evento catastrofico, un epidemia o la predazione possono facilmente decimare i pochi membri di una popolazione la variabilità genetica è ridotta: l incrocio tra membri con caratteri ereditari troppo simili può generare individui deboli e malformati

10 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE La dimensione della popolazione Se una popolazione cresce troppo, molti suoi membri hanno difficoltà a trovare il cibo e diventano facili bersagli per parassiti e predatori.

11 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE 2. Densità: numero di individui per unità di volume (in acqua) o di superficie (sul terreno). Le tecniche di indagine esigono diverse metodologie di campionamento in rapporto alle specie. 11

12 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE 3. Abbondanza: termine generico che indica la "numerosità" degli individui di una popolazione senza doverla riferire ad unità di superficie o volume, come numero di individui di una specie per campione o per unità di sforzo di cattura, ecc.. 12

13 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE 4. Biomassa: il peso complessivo di tutti gli individui di una popolazione in un particolare ambiente o in un dato tempo. Si esprime con unità di peso (fresco o secco) per unità di superficie o volume (kg/m 2 ). 13

14 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE 5. Frequenza: è il rapporto fra il numero di campioni che contengono una determinata popolazione e il numero totale dei campioni raccolti nell area di insediamento della popolazione stessa. 14

15 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE 6. Composizione: viene valutata secondo particolari caratteristiche, quale stadi di sviluppo, età e sesso. Di interesse particolare è la distribuzione per età: da un punto di vista ecologico possono essere individuate 3 classi: pre-riproduttiva riproduttiva post-riproduttiva 15

16 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE La "piramide" è uno dei metodi più usati per rappresentare le distribuzioni di età. Il rapporto tra i gruppi di età in una popolazione determina il suo stato riproduttivo. 16

17 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE ( CONDIZIONE/ETÀ ) Popolazione giovane Popolazione matura Popolazione vecchia 17

18 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE 7. Dispersione: è il parametro che descrive la distribuzione spaziale degli individui di una popolazione, che può essere uniforme, casuale o aggregata. Il tipo di dispersione condiziona la scelta dei metodi di campionamento della specie. 18

19 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE Dispersione casuale (random): rara. Popolazioni in cui la densità degli individui è bassa rispetto all area o del volume disponibile. Si ha una uguale possibilità di occupare ogni punto dell area e la presenza di un individuo non influenza la posizione dell individuo vicino 19

20 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE Dispersione uniforme: quando la competizione fra individui è molto accentuata che permette la suddivisione regolare dello spazio: gli individui tendono ad allontanarsi gli uni dagli altri, assumendo una regolare spaziatura. 20

21 LA STRUTTURA DI POPOLAZIONE Dispersione aggregata: la più comune. Gruppi di individui ben definiti, il cui pattern finale varia considerevolmente. I raggruppamenti possono essere dovuti differenze locali nell habitat, variazioni stagionali delle condizioni atmosferiche, fenomeni riproduttivi, attrazione sociale. 21

22 Gli ecologi sono più interessati a come e quanto la popolazione cambia, piuttosto che alle dimensioni e composizione in un preciso momento. Dinamica di popolazione: variazione dei parametri strutturali (densità, composizione, dispersione etcc) nel tempo ed analisi delle proprietà emergenti 22

23 Una popolazione è un entità in continuo cambiamento. Caratteristiche della popolazione: sono elementi dinamici, in costante adattamento alle stagioni, alle forze fisiche, tra di loro. densità natalità mortalità distribuzione per età dispersione valore adattativo (fitness e persistenza) 23

24 1. Densità: dimensione della popolazione in relazione all unità di spazio (numero di individui o biomassa della popolazione per unità di area o di volume). Gli indici di abbondanza relativa sono buoni estimatori dell andamento della densità pur non essendone dei misuratori dei valori assoluti (numerosità). La densità viene suddivisa in densità aspecifica e densità specifica o ecologica. 24

25 Densità aspecifica= numero di individui per unità di area totale. Densità ecologica (o specifica)= numero di individui per unità di habitat (inteso come area effettivamente disponibile per la colonizzazione da parte della popolazione). 25

26 Quando in inverno il livello dell acqua scende, la densità ASPECIFICA si abbassa, cioè diminuisce il numero di pesci per miglio quadrato, perché il numero e l estensione delle pozze diminuiscono. Mentre la densità ECOLOGICA o SPECIFICA aumenta, perché i pesci si addensano nelle pozze più piccole. La cicogna nidifica quando la disponibilità di cibo è massima (Secondo Khal, 1964).

27 2. Natalità: capacità di una popolazione di accrescersi. Viene suddivisa in natalità fisiologica o massima e natalità ecologica o realizzata. 27

28 Natalità massima= produzione massima teorica di nuovi individui in condizioni ideali (senza fattori limitanti, solo limiti fisiologici). Costante per una data popolazione. le femmine di pettirosso depongono 510 uova (15 per femmina, in 3 deposizioni successive)= natalità massima: numero di uova deposte dalla femmina 28

29 Natalità realizzata= aumento della popolazione in condizioni ambientali reali. Può variare con le condizioni ambientali, le dimensioni e la composizione della popolazione. Dato che 265 uova sopravvivono fino allo svezzamento, la natalità realizzata è il 52% di quella massima (8 per femmina) numero di piccoli involati le specie che non offrono cure alle uova o ai giovani hanno un elevata natalità potenziale ed una bassa natalità realizzata. 29

30 N di piccoli per femmina è in funzione dello stato di salute della madre. La natalità è un parametro difficile da calcolare con osservazioni dirette. Il numero di embrioni/femmina permette di valutare il tasso di natalità alla nascita.

31 3. Mortalità: opposto della natalità, riduzione degli individui di una popolazione. Minimo teorico di mortalità: numero di morti in condizioni ideali o non limitanti. Costante per una popolazione. Significa che in condizioni ideali ci sono individui che muoiono di vecchiaia determinata dalla longevità fisiologica, che è ovviamente maggiore della media o longevità ecologica. Tasso di sopravvivenza: se il tasso di mortalità è espresso come frazione (M), il tasso di sopravvivenza è 1 - M. 31

32 4. Distribuzione per età: rapporto tra i vari gruppi d età nella popolazione. Fattore che influenza sia la natalità sia la mortalità. La struttura d età può essere espressa utilizzando tre classi: pre-riproduttiva, riproduttiva e post-riproduttiva. 32

33 5. Modelli di crescita Dato periodo di tempo, le dimensioni numeriche dipendono da quanti individui entrano a farvi parte (per nascita o per immigrazione) e da quanti cessano di farvi parte (per morte o per emigrazione). natalità immigrazione In assenza di immigrazioni e di emigrazioni o in caso di equilibrio perfetto fra questi due fattori, il tasso di crescita si calcola con la formula r = (nascite - morti)/n dove N è il numero di individui presenti all inizio del periodo di tempo considerato. densità emigrazione mortalità 33

34 TASSO DI CRESCITA Esempio: una popolazione di 1000 individui (N=1000) ogni anno nascono 50 individui e muoiano 30. Il tasso di crescita sarà: r = (50-30)/1000 = 0,02 = 2% annuo. Il tasso di crescita può essere positivo (la popolazione aumenta) o negativo (la popolazione diminuisce). Le dimensioni della popolazione rimangono stabili quando il tasso di natalità è uguale al tasso di mortalità; si ha in questo caso una crescita zero. 34

35 Incremento Utile Annuo (I.U.A.) = consistenza iniziale + nascite - mortalità + (immigrazione - emigrazione)

36 Densità biologica e agro-forestale Densità biologica: massima densità di animali in un certo territorio, superata la quale compaiono segni di decadimento fisico all interno della popolazione.(capacità portante) Densità agro-forestale: massima densità di animali in un certo territorio superata la quale si verificano danni intollerabili alle colture agro-forestali e/o alla vegetazione naturale.

37 Densità agro-forestale: Scortecciamento primaverile - estivo e invernale

38 Densità biologica e agro-forestale K N = DB DAF t

39 Valutazione della Potenzialità faunistica Determinare le potenzialità faunistiche del territorio significa dare una risposta alle seguenti domande:

40 LA DINAMICA DI POPOLAZIONE Valutazione della Potenzialità faunistica 1) Dove possono vivere le diverse specie?

41 Valutazione della Potenzialità faunistica 2) Che qualità hanno i diversi ambienti/aree per le specie?

42 Valutazione della Potenzialità faunistica 3) Quanti individui delle diverse specie possono vivere nei diversi ambienti/aree?

43 Le strategie riproduttive Le specie hanno diverse strategie riproduttive, o più semplicemente modi di riprodursi. I due modelli prevalenti sono stati chiamati in vario modo: «prodighi» e «prudenti», «opportunistici» ed «equilibrati», «r» e «K». 43

44 Strategia r...da una parte vi sono le specie, con alto potenziale biotico, sfornando cioè molti piccoli in poco tempo. Questa prole è in genere di piccola taglia e di vita breve, matura velocemente e non riceve cure parentali. I più sono vulnerabili e muoiono in gran numero prima di raggiungere la maturità sessuale; solo pochi riescono a riprodursi. 44

45 Strategia r Ve ne sono esempi tra le piante caducifoglie, le alghe, i batteri, i roditori, molti pesci e insetti. Queste specie tendono ad essere opportuniste, perché si riproducono rapidamente appena le condizioni diventano favorevoli. Condizioni sfavorevoli, viceversa, le riducono ai minimi termini. In molti casi, quindi, le dimensioni delle popolazioni hanno degli alti e dei bassi molto accentuati. 45

46 Strategia k...dall altra parte vi sono le specie con pochi nati di dimensioni relativamente grosse, su cui i genitori investono molto tempo ed energia per consentire loro di raggiungere l età riproduttiva. 46

47 Strategia k Queste specie vivono piuttosto a lungo, abitano ambienti abbastanza stabili e mantengono la dimensione delle loro popolazioni vicine al limite di saturazione, con oscillazioni modeste. 47

48 Strategia r Strategia K Dimensioni corporee piccole grandi Investimento parentale basso alto Numero figli molti pochi Sviluppo individuale rapido lento Durata vita breve lunga Mortalità indip. Da densità dip. Da densità Condizioni climatiche variabili/imprevedibili costanti/prevedibili Capacità colonizzazione grande piccola Competizione intraspecifica variabili/modesta intensa Comportamento sociale modesto sviluppato Riproduzione con massimizzazione di Produttività Efficienza 48

49 Meccanismi di regolazione della crescita Le variazioni nel tasso di natalità o mortalità sono in genere conseguenza di un mutamento nella disponibilità di risorse o in qualche altro fattore ambientale. I cambiamenti favorevoli portano a far aumentare le nascite, quelli sfavorevoli a diminuirle. 49

50 Meccanismi di regolazione della crescita Quando la densità di una popolazione supera certi valori e ci si avvicina ai limiti di sfruttamento delle risorse, i tassi di natalità e di mortalità tendono a variare in modo da incrementare i decessi rispetto alle nascite. 50

51 Meccanismi di regolazione della crescita Dal lato della natalità si limita il numero di individui fertili che hanno accesso alla riproduzione, o il numero di figli che possono avere, si sviluppano gerarchie sociali che inibiscono la maturazione sessuale dei giovani adulti. Dal lato della mortalità, si riducono le cure materne, non si aiutano gli individui feriti o indeboliti. 51

52 Ci vediamo il 2 marzo