L area di distribuzione specifica (areale) è l elemento fondamentale della biogeografia. Corso di Zoogeografia 1

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1 LE TESSERE DELLA BIOGEOGRAFIA L area di distribuzione specifica (areale) è l elemento fondamentale della biogeografia. Corso di Zoogeografia 1

2 DEFINIZIONE DI AREALE L areale di una specie è la porzione di spazio geografico e temporale in cui tale specie è presente ed interagisce in modo non effimero con l ecosistema. Concetto dinamico analogo alla definizione di Hutchinson per la nicchia ecologica ipervolumetrica. Corso di Zoogeografia 2

3 LA SPECIE DEFINISCE L AREALE L areale non è definibile se non in rapporto alla specie che lo occupa. Corso di Zoogeografia 3

4 L AREALE POSSIEDE PROPRIETÀ ONTOLOGICHE La storia evolutiva della specie determina la storia evolutiva dell areale. Corso di Zoogeografia 4

5 QUAL È L AREALE DI UNA SPECIE MIGRATRICE? Corso di Zoogeografia 5

6 AREALE = AREALE RIPRODUTTIVO Corso di Zoogeografia 6

7 QUAL È L AREALE DI UNA SPECIE MIGRATRICE? Corso di Zoogeografia 7

8 AREALE DI GRUPPI SOVRASPECIFICI Accezione funzionale s incronic o diacronic Accezione filog eneticacorso di Zoogeografia 8

9 AREALE DI GRUPPI SOVRASPECIFICI Corso di Zoogeografia 9

10 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Nube di punti Blotch Cerchio minimo Raggio medio Minimo Poligono Convesso Reticolo Buffering Corso di Zoogeografia 10

11 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Nube di punti Orbettino (Anguis fragilis) Corso di Zoogeografia 11

12 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Blotch Lampreda di fiume (Lampetra fluviatilis) Corso di Zoogeografia 12

13 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Cerchio minimo Vipera di Orsini (Vipera ursinii) Corso di Zoogeografia 13

14 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Raggio medio Vipera di Orsini (Vipera ursinii) Corso di Zoogeografia 14

15 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Minimo poligono convesso Orso marsicano (Ursus arctos) Corso di Zoogeografia 15

16 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Reticolo Peppola (Fringilla montifringilla) Corso di Zoogeografia 16

17 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Reticolatura più di dettaglio Corso di Zoogeografia 17

18 RAPPRESENTAZIONE GRAFICA Buffering Orso marsicano (Ursus arctos) Corso di Zoogeografia 18

19 UN PROBLEMA DI SCALA Corso di Zoogeografia 19

20 ANALISI DELL AREALE: APPLICAZIONI Analisi dell areale = analisi di elaborati cartografici Corso di Zoogeografia 20

21 ORIGINE DEI DATI Campionam. diretto Campionam. indiretto Dati storici Collezioni Organizzazione dei dati Rappresentazione dei dati Analisi Corso di Zoogeografia 21

22 CAMPIONAMENTO Le modalità e le tecniche di campionamento variano in funzione della specie studiata Problemi di scala Autoecologia Corso di Zoogeografia 22

23 CAMPIONAMENTO Campionamento = verifica di presenza specie non rilevata non significa specie assente!!! Corso di Zoogeografia 23

24 CAMPIONAMENTO Campionamento = processo stocastico La probabilità di contattare una data specie può essere influenzata da... Presenza di competitori Equivalenti ecologici Habitat Metodologia inadeguata o inefficace... Corso di Zoogeografia 24

25 CAMPIONAMENTO Cattura Avvistamento Segni di presenza (tracce) Corso di Zoogeografia 25

26 IN PRATICA... Rilievi mediante retini ed aspiratori per gli invertebrati terrestri. Corso di Zoogeografia 26

27 IN PRATICA... Rilievi mediante ombrelli entomologici per gli invertebrati forestali ed analisi delle collezioni museali Corso di Zoogeografia 27

28 IN PRATICA... Rilievi diretti o mediante appositi retini per gli invertebrati acquatici Corso di Zoogeografia 28

29 IN PRATICA... Rilievi mediante elettrostorditore per vertebrati acquatici (pesci ed anfibi) Corso di Zoogeografia 29

30 IN PRATICA... Rilievi diretti per rettili terrestri Corso di Zoogeografia 30

31 IN PRATICA... Rilievi mediante trappole live per i piccoli mammiferi terrestri Corso di Zoogeografia 31

32 IN PRATICA... Osservazioni diretti per vertebrati di grossa taglia diurni (ungulati principalmente) Corso di Zoogeografia 32

33 IN PRATICA... Rilievi bioacustici (wolf howling, ultrasuoni ) Corso di Zoogeografia 33

34 ORGANIZZAZIONE DEI DATI Classificazione in base a criteri comuni: posizionamento spazio-temporale Corso di Zoogeografia 34

35 STRUMENTI DI ANALISI Corso di Zoogeografia 35

36 GIS E ANALISI DELL AREALE Applicazioni di cartografia numerica in Biogeografia Raccolta ed immagazzinamento di dati distributivi Organizzazione di dati distributivi Costruzione di rappresentazioni cartografiche di areali Analisi delle caratteristiche di un areale Relazioni specie - ambiente Corso di Zoogeografia 36

37 ANALISI E DI SINTESI DI DATI ZOOGEOGRAFICI Come si arriva alla rappresentazione in carta? Corso di Zoogeografia 37

38 DAL DATO DI CAMPO ALLA CARTOGRAFIA DISTRIBUTIVA Una carta distributiva è un dato di sintesi Dati di campo Raccolta ed elaborazione Ulteriori elaborazioni Carte distributive Corso di Zoogeografia 38

39 I SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI Lo strumento GIS: efficienza nella raccolta dei dati capacità di sintesi e manipolazione oggettività nella rappresentazione Sistema informativo realizzato allo scopo di archiviare, gestire, analizzare e presentare dati in un contesto topologico e spaziale Corso di Zoogeografia 39

40 RACCOLTA DATI Per arrivare alla definizione dell areale di una specie occorre rilevare dati su vasta scala dato ideale: localizzazione puntiforme Corso di Zoogeografia 40

41 RACCOLTA DATI In pratica: raccolta del dato in base a un sistema di coordinate geografiche raccolta del dato in base ad un reticolo geografico protocolli di raccolta dati rigorosi dati originali in genere su schede cartacee Corso di Zoogeografia 41

42 DATI PUNTIFORMI - RETICOLI GEOGRAFICI Dati puntiformi Reticoli geografici elevata precisione (punto in carta o rilievo GPS) risoluzione spaziale limitata dalla granularità del reticolo possibilità di applicare schemi di campionamento standardizzati non convertibili in punti dipendenza da un sistema di coordinate difficoltà nell ottenere una copertura omogenea convertibili su reticolo limitata dipendenza dal sistema di coordinate Corso di Zoogeografia 42

43 RETICOLI GEOGRAFICI Corso di Zoogeografia 43

44 RETICOLI GEOGRAFICI Reticoli UTM (Military Grid Reference System) Universali Celle identificate in modo univoco Dimensioni delle celle da 100 km a 1 m Corso di Zoogeografia 44

45 BASE DI DATI I dati grezzi vengono tradotti in un formato numerico (machinereadable copy) Corso di Zoogeografia 45

46 ELABORAZIONE DEI DATI Il database ora contiene tutte le informazioni necessarie per realizzare, tramite SIT: Carte di distribuzione Carte della densità Quantificazione di distanze e superfici... Biogeografia analitica Corso di Zoogeografia 46

47 E ADESSO? È visibile soltanto uno sciame di punti. Problema: un sistema informativo territoriale visualizza solo gli strati informativi richiesti dall utente. Soluzione: utilizzo di strati informativi accessori. Confini di provincia Idrografia Poligoni urbani Raster di presentazione Corso di Zoogeografia 47

48 STRATI INFORMATIVI SUSSIDIARI Esistono delle basi cartografiche predisposte, che contengono strati informativi generici Sistema Informativo Territoriale della Regione Lombardia Possibilità di reperire dati on-line Corso di Zoogeografia 48

49 E I DATI? Lo strato informativo Punti di campionamento consiste - per ora solo di un insieme di punti. Occorre collegare i dati alle primitive grafiche Sito UTM_N UTM_E Ciascun punto è identificato da un codice univoco......secondo il modello georeferenziale. Corso di Zoogeografia 49

50 INTEGRAZIONE TRA GRAFICA ED ATTRIBUTI Grafica: elemento rappresentabile in carta (punti) strato informativo su GIS Attributi: record di presenza della specie, biometrie, ecc. query Vincolo: congruenza nella rappresentazione di entrambi i tipi di dato Corso di Zoogeografia 50

51 COLLEGARE DATI E PRIMITIVE GRAFICHE Occorre abbinare ciascun dato con la corretta primitiva grafica!! JOIN 3 5 Sito UTM_N UTM_E Corso di Zoogeografia 51

52 RELATIONAL JOIN Database Collegamento tra dati e grafica Grafica Corso di Zoogeografia 52

53 DAI DATI AI RISULTATI Strato informativo Punti di campionamento Dati distributivi (e biometrici) Presentazione dei dati Sintesi dei dati grezzi Nessun nuovo elemento conoscitivo Analisi dei dati Elaborazione dei dati Creazione di nuove informazioni Corso di Zoogeografia 53

54 PRESENTAZIONE DEI DATI - NUBE DI PUNTI Corso di Zoogeografia 54

55 PRESENTAZIONE DEI DATI - BLOTCH Corso di Zoogeografia 55

56 PRESENTAZIONE DEI DATI - CERCHIO MINIMO Corso di Zoogeografia 56

57 PRESENTAZIONE DEI DATI - RAGGIO MEDIO Cerchio di raggio pari alla distanza media fra i punti, centrato sul baricentro della nube di punti Distanza tra i punti spider diagram Baricentro centro dello spider diagram Corso di Zoogeografia 57

58 PRESENTAZIONE DEI DATI - RAGGIO MEDIO Baricentro Lunghezza media dei segmenti: m Corso di Zoogeografia 58

59 PRESENTAZIONE DEI DATI - RAGGIO MEDIO Corso di Zoogeografia 59

60 PRESENTAZIONE DEI DATI - MCP Corso di Zoogeografia 60

61 PRESENTAZIONE DEI DATI - POINT-IN-POLYGON (RETICOLO) Corso di Zoogeografia 61

62 PRESENTAZIONE DEI DATI - POINT-IN-POLYGON (RETICOLO) Corso di Zoogeografia 62

63 PRESENTAZIONE DEI DATI - BUFFER Buffer distance: m Corso di Zoogeografia 63

64 PRESENTAZIONE DEI DATI - METODO AREOGRAFICO Connesione dei punti mediante grafo aperto (Minimum Spanning Tree) Calcolo del valor medio della lunghezza degli archi (X) Calcolo della deviazione standard della lunghezza degli archi (S) Contiguous buffering (X, S) Difficile calcolabilità del MSP: il calcolo è possibile solo mediante algoritmi ricorsivi (ordine en) Corso di Zoogeografia 64

65 PRESENTAZIONE DEI DATI - HARMONIC MEAN Non è un areale vero e proprio: campo di variazione continua Corso di Zoogeografia 65

66 PRESENTAZIONE DEI DATI - KERNEL Corso di Zoogeografia 66

67 QUALE CARTOGRAFIA DISTRIBUTIVA? Una carta distributiva è un dato di sintesi... Dati di campo Tutte le elaborazioni effettuate su di un areale dipendono dalle modalità adottate per rappresentarlo Raccolta ed elaborazione Non esiste una tecnica univoca per rappresentare un areale Ulteriori elaborazioni Carte distributive ma di che tipo e qualità? La distribuzione reale di una specie è anisotropa e fuzzy Corso di Zoogeografia 67