Fasce riparie, habitat e ritenzione dei nutrienti - Potenzialità per la gestione delle acque nei sistemi agrourbani.

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1 Acqua e resilienza territoriale: costruire il futuro delle aree metropolitane - Milano, 4 luglio 2016 Fasce riparie, habitat e ritenzione dei nutrienti - Potenzialità per la gestione delle acque nei sistemi agrourbani. Raffaella Balestrini Istituto di Ricerca Sulle Acque - CNR

2 AREA METROPOLITANA: USO DEL SUOLO Seminativi 50% Urbanizzato 38% Boschi 6.4% Da: ERSAF 2004 Suoli e paesaggi della provincia di Milano

3 Cascina Battivacco

4 AREA METROPOLITANA: FONTANILI

5 AREA METROPOLITANA: NITRATI IN PRIMA FALDA

6 Nitrogen cycling: agroecosystems Agricultural N input NO3 increasing in groundwater Adverse health effect NO3 increasing in surface water Eutrophication Role of riparian areas in nitrogen removal

7 Ritenzione dei nutrienti negli ecosistemi fluviali Fasce riparie: connessioni trasversali Alveo fluviale: connessioni longitudinali e verticali

8 Le fasce riparie sono ECOTONI, o zone di confine tra gli ecosistemi terrestri ed acquatici, caratterizzati dalla presenza di un acquifero superficiale e/o occasionalmente inondati (Mitsch et al., 1994). Servizi ecosistemici QUALITÀ DELLE ACQUE: Ritenzione di nutrienti; ritenzione del particolato; produzione di sostanza organica IDROLOGICHE: Contenimento delle piene; limitazione dei processi erosivi BIODIVERSITA corridoi ecologici RICREATIVE E PAESAGGISTICHE

9 L introduzione delle fasce riparie è tra le buone condizioni agronomiche e ambientali (BCAA) nel regolamento (CE) 73/2009 soggetta alla condizionalità ecologica Standard 5.2 fascia stabilmente inerbita, oppure arbustiva od arborea di larghezza variabile da 3 a 5 m. in base alla classificazione del corpo idrico ai sensi del decreto 152. Stato sufficiente o buono 3 m Stato scarso 5 m Stato elevato nessun obbligo

10 Processi di rimozione del nitrato ABBATTIMENTO CARICO INQUINANTE RUN OFF APPORTO AL CORPO IDRICO FLUSSO SOTTERRANEO 1) DENITRIFICAZIONE NO 3 - NO 2 - NO N 2 O N 2 2) ASSIMILAZIONE VEGETALE

11 Aree di studio Canale Bedollo (RE) F.Le Fontanin (NO) F.Le 4 Ponti (MI) F.Le Rile (MI) Cavo Marocco (MI) Roggia Mischia (MI) Lago di Candia (TO) F.Le Fontanone (CR)

12 F.Le Fontanin (Bacino del Ticino - NO) 10 m 25 m Efficienza di rimozione del nitrato: 100% nei primi 10 m

13 Canale Bedollo (RE) 2.5 m 4 m 2.5 m 3.5 m N-NO 3 mg L -1 Efficienza di rimozione del nitrato: 100%

14 F.le Fontanone (Capralba, CR) 5 m Efficienza di rimozione del nitrato: 30 %

15 Roggia Mischia (Albairate, MI) 5 m 17/7/ Efficienza di rimozione del nitrato: 0-5%

16 Fattori chiave per la rimozione del nitrato Carbonio organico Tessitura del suolo Conducibilità idraulica Soggiacenza Pendenza

17 Ritenzione dei nutrienti in-stream Retention [mass] Residence time [time] Processing rate time [mass time -1 ] Nutrient spiraling concept: retention vs transport (Webster & Patter 1979) Nutrient spiraling length: Nutrient turnover length + nutrient uptake length Newbold et al. 1981

18 Approccio sperimentale Short-term constant rate additions

19 Nutrient uptake length (m) Metriche di ritenzione dei nutrienti Mass transfer coefficient (mm s -1 ) Nutrient uptake rate (mg m -2 min -1 ) Lunghezza di assorbimento dei nutrienti (S w ): Indice di efficienza di ritenzione dei nutrienti Distanza media che una molecola di nutriente può percorrere prima di essere rimossa dalla colonna d acqua Coefficiente di trasferimento di massa (V f ): Indice di uptake dei nutrienti Velocità verticale di migrazione del nutriente attraverso l interfaccia acqua-sedimento Tasso di assorbimento dei nutrienti (U): Indice della capacità di ritenzione dei nutrienti Quantità di nutriente che viene rimossa dalla colonna d acqua per unità di area

20 Progetto INHABIT - LIFE08 ENV/IT/ Studiare la ritenzione dei nutrienti in ecosistemi fluviali con differente grado di alterazione morfologica e di habitat. transient storage zones (As) zone del canale dove l acqua si muove ad una velocità inferiore rispetto alla velocità media superficiale, comprende: Pool, back waters, dead waters, le piccole dighe, comparto iporreico.

21 Progetto FILAGRO Regione Lombardia - CNR Strategie innovative e sostenibili per la filiera agro alimentare Processi biogeochimici e ritenzione di nutrienti nel reticolo idrografico minore all interfaccia tra la media e la bassa pianura padana Canale con fascia riparia Canale con macrofite Canale senza macrofite e fascia riparia

22 Misura della ritenzione di NH4 e PO4 in-stream: Misura della denitrificazione in-stream: Canale senza veg. ~1.3 mmol m -2 h -1 Canale con veg. ~3 mmol m -2 h -1

23 Conclusioni Non tutte le tipologie di fasce riparie presenti nella pianura lombarda possono funzionare come buffer per l attenuazione del nitrato proveniente da sorgenti diffuse. Indipendentemente dalla dimensione della fascia riparia la riduzione del nitrato avviene in spazi molto ristretti (hot spots) dell acquifero subsuperficiale dove si hanno le condizioni ottimali per i batteri denitrificanti. Utili predittori dell efficienza di rimozione dell N sono quei fattori ambientali che favoriscono la denitrificazione come la disponibilità di C org, la tessitura dei suoli, le caratteristiche topografiche e idrauliche. I processi di ritenzione dei nutrienti in-stream sono condizionati dalle caratteristiche dell habitat.

24 Nei progetti di riqualificazione ambientale occorre considerare la molteplicità dei servizi ecosistemici che un ambiente naturale può offrire. Identificare le finalità prioritarie in ogni intervento di rinaturalizzazione - paesaggistico, ricreazionale, naturalistico.. la funzionalità dell ecosistema

25 Grazie per l attenzione! Grazie per l attenzione!

26 Effetto delle fertilizzazioni Fontanone (CR) Acque sotterranee Forte inquinamento Andamento temporale del nitrato nel piezometro più vicino al coltivo Fontanin (NO) Forte inquinamento