Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore

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1 ISSN: Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore Aspetti limnologici Programma quinquennale Campagna 2004 a cura di Roberto Bertoni Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto per lo Studio degli Ecosistemi Sede di Verbania Pallanza

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3 ISSN: Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore Aspetti limnologici Programma quinquennale Campagna 2004 a cura di Roberto Bertoni Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto per lo Studio degli Ecosistemi Sede di Verbania Pallanza

4 I dati riportati nel presente volume possono essere utilizzati purché se ne citi la fonte come segue: C.N.R.-I.S.E. Sede di Verbania Ricerche sull'evoluzione del Lago Maggiore. Aspetti limnologici. Programma quinquennale Campagna Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere (Ed.): 82 pp.

5 RIASSUNTO Questo rapporto illustra i risultati ottenuti dalle ricerche sul Lago Maggiore realizzate dalla Sede di Verbania del CNR-ISE per conto della Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere (CIPAIS) nel corso del Questo sesto ciclo quinquennale di ricerche limnologiche su questo ambiente, che è una risorsa importante per entrambi i Paesi, consente di proseguire nello studio dell'ecosistema Lago Maggiore inserito nel suo bacino imbrifero. La ricerca, che grazie alla CIPAIS si è protratta per oltre un quarto di secolo, ha mostrato, un anno dopo l'altro, l'evoluzione positiva di questo lago e, insieme, i punti vulnerabili del suo bacino in presenza di eventi climatici eccezionali. I risultati ottenuti nel 2004, anno climaticamente nella norma, hanno confermato la collocazione del Verbano in una condizione di oligotrofia ed hanno evidenziato come si possano protrarre nel tempo gli effetti della siccità del 2003: alcuni corsi d'acqua hanno, infatti, avuto deflussi ancora ridotti in seguito al mancato immagazzinamento di acqua nei suoli durante l'anno scorso. L'evoluzione stagionale dei popolamenti planctonici è risultata in linea con il trend evolutivo del quinquennio passato. E' comunque emersa la forte dipendenza delle modalità di sviluppo dei popolamenti delle vicende climatiche. Questo fatto, particolarmente alla luce dell'evoluzione climatica in atto, impone di continuare la ricerca sul lago e sui suoi organismi per coglierne tempestivamente i segni di alterazione. Un ulteriore sollecito a continuare a seguire con attenzione il lago deriva dallo stato di alterazione di alcuni suoi tributari, che è sintomo della presenza nel bacino imbrifero di situazioni potenzialmente dannose per l'ecosistema lacustre. SUMMARY This volume reports the results obtained from the research carried out on Lago Maggiore by the CNR-ISE (Institute of Ecosystem Study), Center of Verbania, on behalf of the Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere during the year The results obtained show that the oligotrophic status appears to be a stable feature for the lake. Nevertheless, Lago Maggiore and its drainage basin clearly result vulnerable to extreme climatic events. For instance the drought of the last year resulted in a reduced outflow for some tributaries due to the reduced water storage during the previous year. This underlines the importance of going on with the research on this environment. Particular attention must be devoted to the effects of the global climatic change, evaluated in the frame of long time series. Gathering updated information is, in fact, essential to perceive precociously the worsening of the ecological conditions of the lake and to assure its best possible management.

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7 INDICE 1. INTRODUZIONE....1 (R. Bertoni) 1.1. Prefazione Inquadramento geografico Modalità di campionamento e metodi di analisi Unità di misura INDAGINI SUL BACINO IMBRIFERO Caratteristiche idrologiche....5 (M. Ciampittiello e A. Rolla) Pluviometria del bacino imbrifero Deflussi Meteorologia dell areale lacustre...13 (W. Ambrosetti, L. Barbanti, A. Ferrari e A. Rolla) Radiazione solare Temperatura atmosferica Evaporazione Intensità e direzione del vento Apporti chimici dai tributari Caratteristiche chimiche e chimico fisiche...18 (A. Calderoni, A. Pranzo, M. Rogora e G. Tartari) Carichi chimici...25 (A. Calderoni, A. Pranzo, M. Rogora e G. Tartari) Carbonio organico totale (TOC)...34 (R. Bertoni, C. Callieri e M. Contesini) 3. INDAGINI SULL AMBIENTE PELAGICO Limnologia fisica...35 (W. Ambrosetti, L. Barbanti e A. Rolla) Livello del lago Trasparenza delle acque lacustri Temperatura delle acque lacustri Acque superficiali Acque profonde Ossigenazione delle acque profonde Bilancio termico Profondità di mescolamento Chimica lacustre...44 (A. Calderoni, A. Pranzo, M. Rogora e G. Tartari) Chimismo di base Composti dell azoto Composti del fosforo Ossigeno disciolto Silicati reattivi Popolamenti planctonici Indagini sul fitoplancton...53 (G. Morabito, P. Panzani e A. Oggioni) Struttura dei popolamenti Variazioni della biomassa...55

8 Dinamica stagionale del popolamento zooplanctonico...59 (M. Manca, M. Portogallo e R. de Bernardi) 3.4. Carbonio organico e popolamenti batterici eterotrofi...68 (R. Bertoni, C. Callieri, M. Contesini, D. Manca e S. Galafassi) 4. CONCLUSIONI...73 (R. Bertoni) BIBLIOGRAFIA...78 ELENCO DEGLI AUTORI E DEI COLLABORATORI...81 APPENDICE...82

9 1. INTRODUZIONE 1.1. Prefazione Come già sottolineato, negli ultini quindici anni nel bacino imbrifero del Verbano si sono avute peculiarità climatiche che ne hanno mostrato la vulnerabilità sia all'eccesso (piene del 1993, del 2000 e, più modesta, del 2002) che al difetto (siccità del 2003) di precipitazioni. Il 2004 è risultato un anno nella norma, nonostante le intense piogge di fine ottobre e inizio novembre abbiano prodotto il raggiungimento di un massimo del livello del lago abbastanza notevole (196,02 m s.l.m.). Proprio questa sua normalità ha permesso di evidenziare il perdurare nel tempo degli effetti della siccità del 2003, che si sono protratti anche nel 2004 riducendo i deflussi di alcuni corsi d'acqua fino al di sotto dei valori del periodo di riferimento. Come viene illustrato nel rapporto, l'ecosistema Lago Maggiore si mantiene in condizioni nel complesso buone, pur se è chiaro il fatto che la pressione antropica sul lago non è, geograficamente, omogeneamente distribuita. Nel complesso non c'è, comunque, uno scadimento dell'attuale condizione di oligotrofia del Lago Maggiore. Certo la percezione del fatto che uno stress climatico può avere un effetto ritardato evidente induce a tenere alto il livello di attenzione, anche mantenendo ed aggiornando la serie temporale di dati limnologici. Questa, in caso di problemi riconducibili ai cambiamenti globali in atto, consentirà l'anamnesi indispensabile alla progettazione di interventi gestionali corretti. C'è da aggiungere che le dinamiche della componente biotica del lago evidenziate dalle ricerche del 2004, pur essendo riconducibili ad uno schema di larga massima noto, presentano peculiarità ed aree di incertezza che dimostrano da un lato la complessità dell'ecosistema stesso e, dall'altro, le nostre carenze conoscitive. E' importante compiere ogni sforzo per colmare tali carenze perchè è soltanto dalla conoscenza che può scaturire la perizia gestionale necessaria ad assicurare l'uso più razionale ed efficiente possibile della risorsa acqua. 1

10 1.2. Inquadramento geografico SUDDIVISIONI AMMINISTRATIVE DEL BACINO IMBRIFERO Province (I): Novara e V.C.O. (Piemonte); Varese e Como (Lombardia) Cantoni (CH): Grigioni, Ticino e Vallese COORDINATE GEOGRAFICHE DEL CENTRO DEL LAGO Latitudine: 45 57' N Longitudine: 3 47' W (da Monte Mario) CARATTERISTICHE MORFOMETRICHE DELLA CONCA LACUSTRE Quota media del lago 194 m s.l.m. Prof. criptodepres. 176 m Lunghezza del thalweg 66 km Volume 37,502 km 3 Larghezza massima 10 km Profondità media 176,5 m Area (1) 212,5 km 2 Sviluppo del volume 1,44 Larghezza media 3,9 km Perimetro 170 km Profondità massima 370 m Indice di sinuosità 3,07 Tempo teorico di rinnovo delle acque: circa 4 anni CARATTERISTICHE MORFOMETRICHE DEL BACINO IMBRIFERO Altitudine massima m s.l.m. Larg. media (dal lago) 37,6 km Altitudine media m s.l.m. Indice di compattezza 1,58 Area (lago incluso) (2) km 2 Rapporto fra aree del bacino imbrifero e del lago 31,1 (1) (2) 169,9 km 2 in territorio italiano e 42,6 km 2 in territorio svizzero ,5 km 2 in territorio italiano e 3.369,5 km 2 in territorio svizzero. 2

11 1.3. Modalità di campionamento e metodi di analisi Nel corso della campagna di indagini limnologiche condotta nel 2004 sul Lago Maggiore, le metodologie utilizzate per la raccolta ed il trattamento dei campioni, nonché le metodiche analitiche specifiche seguite per la loro valutazione sia in termini qualitativi che quantitativi, sono state le stesse utilizzate in occasione delle precedenti campagne. Fig Lago Maggiore, Ubicazione delle stazioni di campionamento. 3

12 1.4. Unità di misura PARAMETRI FISICI SIMBOLO UNITA' DI MISURA Temperatura atmosferica T a [ C] Precipitazioni P [mm] Evaporazione E [mm] Percorso del vento W [km] Direzione del vento - 1/16 rosa dei venti Portata Q [m 3 s -1 ] Altezza idrometrica H [m s.l.m.] Trasparenza - [m] Temperatura dell'acqua del lago Tw [ C] Radiazione solare globale Qs [cal cm -2 ] Radiazione solare riflessa Qr [cal cm -2] Radiazione ad onda lunga Qb [cal cm -2 ] Calore di evaporazione Qe [cal cm -2] Calore di conduzione Qh [cal cm -2 ] Calore accumulato dal lago Qt [cal cm -2] Flussi di calore - [cal cm -2 d -1 ] PARAMETRI CHIMICI Ossigeno disciolto O 2 [mg O 2 l -1 ] Fosforo totale TP [µg P l -1 ] Fosforo reattivo RP [µg P l -1 ] Azoto ammoniacale N-NH 4 [µg N l -1 ] Azoto nitrico N-NO 3 [µg N l -1 ] Azoto inorganico N in. [µg N l -1 ] Azoto organico N org. [µg N l -1 ] Azoto totale TN [µg N l -1 ] Apporti areali - [mg m -3 a -1 ] Carichi - [t a -1 ] [g d -1 ] Conducibilità elettrica specifica - [µs cm -1 ] (a 20 C) Concentrazione idrogenionica ph [u] Alcalinità totale - [meq l -1 ] Silicati reattivi SiO 2 [mg Si l -1 ] PARAMETRI BIOLOGICI Clorofilla chl-a [µg l -1 ] Feofitina - [mg m -3 ] Densità fitoplancton [cell 10 3 l -1 ] Biomassa fitoplancton - [mm 3 m -3 ] Biomassa zooplancton - [cm 3 m -3 ] Densità zooplancton - [ind m -3 ] Concentrazione metalli - [mg kg -1 ] Particellato totale (Seston) - [mg l -1 ] Carbonio organico particellato POC [µg l -1 ] Carbonio organico totale TOC [µg l -1 ] Popolamento batterico eterotrofo CMI [cell 10 6 ml -1 ] 4

13 2. INDAGINI SUL BACINO IMBRIFERO 2.1. Caratteristiche idrologiche Pluviometria del bacino imbrifero I dati di precipitazione, per l'anno 2004, sono stati raccolti, come di consueto, nelle stazioni pluviometriche dell Istituto per lo Studio degli Ecosistemi (CNR - ISE), del Servizio Meteorologico Svizzero, dell Ufficio dei Corsi d Acqua, Dipartimento del Territorio del Canton Ticino, della Società Blennio e Maggia (Ofima), dell'enel, del Servizio Meteorologico della Regione Piemonte, della Società Sisma Elettrica, del Centro Geofisico Prealpino, del Servizio Forestale Svizzero, della Montedison e del Consorzio del Ticino. I totali mensili ed annui delle precipitazioni sono riportati in Tab insieme alle medie dell anno in studio e ai periodi e Gli andamenti mensili delle precipitazioni del 2004 e quelli dei periodi di riferimento, sono rappresentati in Fig a. Tab Lago Maggiore Totali pluviometrici mensili e annuali nel bacino imbrifero ( dato mancante, dato ricostruito, dato parziale) Stazione Bacino m s.l.m. GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC ANNO AIROLO Ticino immissario PIOTTA Ticino immissario FAIDO Ticino immissario COMPROVASCO Ticino imm.-brenno BIASCA Ticino immissario S. BERNARDINO (Tunnel) Ticino imm.-moesa MESOCCO Ticino imm.-moesa BRAGGIO Ticino imm.-moesa GRONO Ticino imm.-moesa BELLINZONA Ticino immissario MAGADINO (Aeroporto) Lago Maggiore VIRA GAMBAROGNO Lago Maggiore CIMETTA Lago Maggiore LOCARNO MONTI Lago Maggiore BRISSAGO Lago Maggiore MALVAGLIA Ticino imm.-brenno LODRINO Ticino immissario GNOSCA Ticino immissario GIUBIASCO Ticino immissario ALPE PREDASCA Ticino imm.-brenno LUZZONE DIGA Ticino imm.-brenno ACQUACALDA Ticino imm.-brenno PASSO MUAZ Ticino imm.-brenno OLIVONE Ticino imm.-brenno COPERA Lago Maggiore VERBANO CENTRALE Lago Maggiore LAGO DELIO Lago Maggiore PIANO DEI CAMOSCI Toce L. TOGGIA Toce L. SABBIONE Toce L. MORASCO Toce L. VANNINO Toce PONTE FORMAZZA Toce CRODO (Ist. Agrario) Toce CREVOLADOSSOLA Toce DOMODOSSOLA (Nosere) Toce DOMODOSSOLA Toce PALLANZENO Toce CODELAGO Toce-Devero DEVERO (Reg. Piem.) Toce-Devero L. D'AGARO Toce-Devero SIMPLON DORF Toce-Diveria LAGO D'AVINO Toce-Diveria S. DOMENICO Toce-Diveria AGRASINA Toce-Isorno L. LARECCHIO Toce-Isorno CIPATA Toce-Isorno

14 PONTETTO Toce-Isorno Tab Continuazione. Stazione Bacino m s.l.m. GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC ANNO DRUOGNO Toce-Melezzo occ MAGLIETTO Toce-Melezzo occ Lago PAIONE Superiore Toce-Bogna PIZZANCO Toce-Bogna L. ALPE CAVALLI Toce-Ovesca ALPE CHEGGIO Toce-Ovesca L. CAMPOSECCO Toce-Ovesca L. CINGINO Toce-Ovesca L. CAMPLICCIOLI Toce-Ovesca ROVESCA Toce-Ovesca MACUGNAGA -(P.sso Moro) Toce-Anza MACUGNAGA (Fornarelli ) Toce-Anza CEPPO MORELLI (Battigio) Toce-Anza BANNIO ANZINO Toce-Anza FORNO PREIA Toce-Strona SAMBUGHETTO Toce-Strona OMEGNA Toce-Strona BOLETO Toce-L. d'orta ORTA - Sacro Monte Toce-L. d'orta MONTE MESMA Toce-L. d'orta MOTTARONE (Baita CAI) Toce-L. d'orta ROBIEI Maggia CEVIO Maggia BOSCO GURIN Maggia MOSOGNO Maggia CORTINO CAVAGNOLI Maggia CAVERGNO CENTRALE Maggia PIANO DI PECCIA Maggia SAMBUCO DIGA Maggia FUSIO Maggia MAGGIA Maggia PALAGNEDRA Maggia CAMEDO Maggia SONOGNO Verzasca FRASCO Verzasca AROSIO Tresa ISONE Tresa LUGANO Tresa CRANA TORRICELLA Tresa PONTE TRESA Tresa STABIO Tresa SOMAZZO Tresa MENDRISIO Tresa CREVA Tresa GERMIGNAGA Tresa CADERO VEDDASCA Giona FALMENTA Cannobino CURSOLO O. (M.te Pratini) Cannobino LUNECCO Cannobino CANNOBIO Cannobino MOTTAC S. Bernardino IN LA PIANA S. Bernardino CICOGNA S. Bernardino MIAZZINA S. Bernardino UNCHIO S. Bernardino PIANCAVALLO S. Giovanni MERGOZZO L. di Mergozzo CANDOGLIA Toce PIAN DI SOLE Lago Maggiore PALLANZA Lago Maggiore CAMPO DEI FIORI Bardello S. MARIA DEL MONTE Bardello GAVIRATE Bardello VARESE (Ist. Geofisico) Bardello AZZATE Bardello SOMERARO Lago Maggiore ISPRA Lago Maggiore MOTTARONE VETTA Erno ARONA Vevera MIORINA Ticino emissario

15 Il totale annuo di pioggia caduta sul territorio afferente al Lago Maggiore, è di 1504 mm; valore di poco sotto la media pluriennale. Le quantità di pioggia annuali registrate nelle diverse stazioni meteorologiche distribuite nel territorio, sono molto variabili, da un minimo di 651 mm a Macugnaga Passo Moro ai 2546 mm di Cicogna. Dalla carta delle isoiete si identifica molto bene la distribuzione delle piogge. I mesi più piovosi sono stati Agosto e Ottobre con mediamente, 233 mm e 296 mm, rispettivamente. Sono state molto sopra la media pluriennale le piogge di Agosto (mediamente intorno ai 151 mm per il periodo e ai 172 mm per il periodo ), in particolare si sono registrati 405 mm nella stazione di Palagnedra e 397 mm a Sonogno. Per quanto riguarda Ottobre, la stazione che ha fatto registrare il valore più elevato di pioggia è Cicogna con 628 mm, seguita da Camedo con 522 mm. I mesi caratterizzati da scarse precipitazioni sono stati Giugno e Marzo con, in media, rispettivamente 37 mm e 40 mm. In particolare a Piancavallo non si sono avute precipitazioni per tutto il mese di Giugno e alla Miorina si sono registrati, nello stesso mese, solo 3 mm. Per quanto riguarda il mese di Marzo le stazioni che hanno registrato una minor quantità di pioggia sono state Macugnaga Passo Moro e Lago Camposecco con 8 mm, seguite da Lago Morasco con 10 mm mm GEN FEB MAR APR MAG GIU Mesi Fig a. Lago Maggiore Regime delle precipitazioni dell'intero bacino. LUG AGO SET OTT NOV DIC Dalla Fig a si può vedere chiaramente l andamento mensile delle piogge nel 2004, confrontato con gli andamenti medi pluriennali. Si notano molto bene i valori superiori registrati nei mesi di Agosto e Ottobre; a Gennaio, Marzo, Maggio, Giugno e Settembre le piogge del 2004 si sono mantenute molto al di sotto di quelle dei due periodi di riferimento ( e ), mentre a Febbraio e a Novembre sono state al di sopra. Per quanto riguarda gli altri mesi dell anno, le piogge del 2004 si sono mantenute vicine a quelle dei periodi di riferimento (Aprile, Luglio e Dicembre). 7

16 Fig b. Lago Maggiore Carta delle isoiete annue (mm). Dall analisi della distribuzione spaziale delle piogge, si identificano tre nuclei principali di piovosità; l area dove si sono registrate le maggiori precipitazioni è quella dell Alto Verbano, in particolare nel bacino del San Bernardino e del Cannobino. La seconda zona più piovosa è quella dell alta valle Maggia, nella parte più a Nord-Ovest del bacino del Lago Maggiore. Il terzo nucleo, caratterizzato da piogge meno intense rispetto ai precedenti è quello situato nella parte più a Ovest del bacino, in particolare nell alta Valle Anzasca. La carta delle isoiete rappresenta molto bene la variabilità spaziale e la diversa intensità delle piogge che hanno caratterizzato il 2004; mediamente si può dire che non è stato un anno particolarmente piovoso, ma è anche vero che ci sono state zone molto più piovose di altre e che la vastità areale e altitudinale del bacino del Lago Maggiore rende più complessa e meno precisa la sintesi dell andamento pluviometrico annuale, medio, per l intero bacino. Tab a - Piogge stagionali del 2004 e per i periodi di riferimento. Periodo Inverno Primavera Estate Autunno Per quanto riguarda l andamento stagionale delle piogge, nella tabella 2.1.1a si riassumono i valori registrati. In particolare si nota come la primavera e l estate sono state le due stagioni meno piovose, al contrario dell inverno, mentre in autunno si sono registrati valori molto vicini a quelli di riferimento. 8

17 Deflussi Nella tabella 2.1.2a, unitamente alle regioni amministrative di appartenenza, sono riportate le principali caratteristiche morfometriche dei bacini dei corsi d'acqua, presi in considerazione, sia per quanto attiene ai principali immissari che all'emissario del Lago Maggiore. Tab a. Lago Maggiore Bacini idrografici dei principali immissari e dell'immissario: regioni di appartenenza, aree (km 2 ) e caratteristiche altimetriche (m). Corso d'acqua Regione Amministrativa Area sez. misura Quota sez. misura Area totale Altitudine massima Altitudine mediana Ticino immissario Canton Ticino Maggia Ticino-Piemonte Cannobino Piemonte S. Giovanni Piemonte S. Bernardino Piemonte Toce Piemonte Niguglia Piemonte Erno Piemonte Vevera Piemonte Bardello Lombardia Boesio Lombardia Margorabbia Lombardia Tresa Ticino-Lomb Ticino emissario Lomb.-Piemonte I dati riguardanti i deflussi dei principali immissari e dell'emissario del Lago Maggiore, misurati nel 2004, attraverso le reti di rilevamento del CNR - ISE, dell Ufficio Federale delle Acque e della Geologia di Berna e dei Consorzi del Bardello e del Ticino, sono riportati in Tab b. Analizzando i dati annui dei deflussi per il 2004, si nota che alcuni corsi d acqua hanno risentito maggiormente quest anno della siccità del 2003, registrando livelli e quindi portate molto al disotto dei periodi di riferimento. In particolare la Vevera, la Margorabbia e la Tresa, che probabilmente per le caratteristiche geologiche dei loro bacini imbriferi, di tipo calcareo o in ogni caso soggetti a ricariche sotterranee, hanno visto le loro portate diminuire nel corso dell anno proprio per la mancanza di acque immagazzinate, a causa della siccità dell anno precedente. Per quanto riguarda gli altri corsi d acqua, si sono registrati valori leggermente superiori rispetto a quelli dei periodi di confronto, e notevolmente superiori per quanto riguarda il Cannobino e il San Bernardino che hanno fatto registrare due eventi eccezionali ciascuno, a Novembre e Maggio ed a Maggio e Aprile, rispettivamente; fa eccezione il Bardello, i cui valori annuali e mensili sono mediamente inferiori a quelli dei periodi di riferimento. Nel complesso, la portata in uscita dal lago attraverso il Ticino Emissario è stata leggermente inferiore rispetto a quella dei periodi di riferimento ( e ), ciò, probabilmente, a causa della maggior quantità d acqua invasata nel Lago Maggiore, che ha quindi fatto registrare livelli più elevati rispetto alle medie pluriennali, durante quasi tutto l anno. I valori di portata medi mensili più elevati si sono registrati per quasi tutti i torrenti a Maggio, fatta eccezione per il Ticino Immissario che ha raggiunto il valore massimo a Giugno e per il Cannobino, il San Giovanni, il Toce e il Ticino Emissario che hanno fatto registrare un maggior deflusso a Novembre; per quanto riguarda i valori al colmo di ciascun torrente, sono riportati nella tabella 2.1.2c, unitamente ai valori massimi mensili e giornalieri. 9

18 Tab b. Portate medie mensili e annue del 2004 e dei periodi pluriennali di confronto. Corso d'acqua Periodo GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC ANNO 2004 * TICINO IMM CANNOBINO 2004 * S. GIOVANNI 2004 * * S. BERNARDINO * TOCE * NIGUGLIA ERNO 2004 * VEVERA 2004 * * BARDELLO BOESIO 2004 * ** ** 1.26** 1.43** 1.67** 2.04** 1.63** 1.72** MARGORABBIA 2004 * * TRESA * TICINO EMISS (*) Dati in attesa di validazione Dati ricostruiti Dati parziali Dati mancanti (**) Dati provvisori 10

19 Tab c. Portate massime mensili, giornaliere e al colmo per i principali corsi d acqua. Valore massimo Valore massimo Corso d acqua mensile giornaliero Valore al colmo m 3 /s Data m 3 /s Data m 3 /s Data Ticino Immissario Giugno Giugno Cannobino Novembre Novembre Ottobre San Giovanni 4.29 Novembre Novembre Ottobre San Bernardino Maggio Maggio Ottobre Toce Novembre Novembre Novembre Erno 1.89 Maggio Maggio Maggio Vevera 1.3 Maggio Maggio Agosto Bardello 4.46 Maggio Maggio 6 10 Maggio Boesio 188** 5 Maggio Margorabbia 4.54 Maggio Maggio 89 1 Novembre Tresa Maggio Maggio Ticino Emissario Novembre Novembre (**) dati provvisori I valori più elevati sono stati registrati nel periodo fine Ottobre - inizio Novembre e sono quelli che hanno maggiormente influito sull esondazione del lago (3 Novembre). Un'ulteriore indicazione riguardo l'andamento annuale dei principali immissari a lago, si può ottenere dall'analisi dei grafici di Fig a, b, c. Anche per quanto riguarda le portate del Ticino Immissario, si riscontrano valori mensili al disotto dei valori di riferimento; fa eccezione il mese di Novembre, durante il quale si è registrato un fenomeno di piogge intense. Per quanto riguarda il Toce, si identificano due picchi a Maggio e a Novembre, con valori pressoché nella media da Gennaio ad Aprile e portate molto al di sotto della media tra Giugno e Ottobre; bisogna comunque tener conto nell analizzare l andamento dei deflussi del Toce che le numerose centraline idroelettriche poste sulla sua asta principale e su alcuni suoi affluenti, non permettono un naturale deflusso alle acque del fiume durante tutto l anno. 11

20 160 m 3 s Q Ticino Immissario GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Q 180 m 3 s Toce GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC 600 m 3 s Q Ticino Emissario GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig a, b, c. Lago Maggiore Regime delle portate. 12

21 2.2. Meteorologia dell areale lacustre Il quadro sintetico degli elementi meteorologici qui analizzati si limitano a quelli che più direttamente influenzano le caratteristiche ecologiche di un grande corpo d acqua come il Lago Maggiore: si tratta di radiazione solare, temperatura dell aria, evaporazione e vento nelle sue componenti di velocità e direzione. I dati sono, come di consueto, quelli registrati a Pallanza, presso la stazione Meteorologica del C.N.R. I.S.E. posti a confronto con i corrispondenti valori medi relativi ad un lungo periodo pregresso. Gli avvenimenti che maggiormente hanno caratterizzato il 2004 possono essere sintetizzati come segue: pur non avendo registrato estremi meteorologici particolari si ha una conferma della tendenza all incremento termico dell atmosfera, anche se più contenuto rispetto a quello dell anno precedente, un buon incremento radiativo, una riduzione dell evaporazione e la presenza di una cospicua ventosità nel periodo invernale, che però non ha favorito la completa circolazione delle acque del Lago Maggiore Radiazione solare (cal cm -2 ) (cal cm -2 ) totale annuo 110, ,795 totale invernale 12,352 11,906 totale primaverile 34,270 32,064 totale estivo 44,59 42,250 totale autunnale 18,966 18,576 mese con rad. minima 3,400 Dic 1,978 Dic 1951 mese con rad. massima 15,905 Giu 18,034 Lug 1984 giorno con rad. minima 2,2 26 Ott 0,0 27 Nov 2003 giorno con rad. massima 694,0 23 Mag 840,0.22 Giu 1956 Il totale annuo della radiazione solare registrata nel 2004 ( cal cm -2 ) risulta piuttosto elevato, con un valore che supera del 5,2 % quello medio pluriennale. A determinare una tale situazione hanno concorso tutte le stagioni del ciclo annuale e soprattutto la primavera (+6,44 %) e l estate (+5,18 %) che si collocano tra i valori medio-alti del periodo di confronto; minore invece è stato l incremento del periodo invernale (+3,6 %) ed autunnale (+2,0 %). Anche l analisi del regime mensile del parametro in oggetto (Fig ) evidenzia in tutti i mesi, ad eccezione di Ottobre, valori al di sopra della media; non si tratta tuttavia di valori eccezionali in quanto tutti rientrano ampiamente nei limiti già riscontrati in passato. Da rilevare che il mese con radiazione massima è risultato Giugno ( cal cm -2 ), come ormai accade dall anno 2000, mentre prima tale prerogativa spettava al mese di Luglio. Marcatamente differenziato in senso negativo è stato il mese di Ottobre che con cal cm -2 si colloca tra i 5 mesi più bassi del periodo : la bassa radiazione è stata condizionata dal fatto che in questo mese si sono avute 19 giornate con precipitazioni e conseguentemente scarsa radiazione solare. Quanto ai valori giornalieri sono tutti contenuti tra le 2,2 cal cm -2 del 26 Ottobre e le 694 cal cm -2 del 23 Maggio. 13

22 cal cm G F M A M G L A S O N D Fig Lago Maggiore Confronto tra i regimi mensili della radiazione solare a Pallanza nel 2004 e nel periodo Temperatura atmosferica ( C) ( C) media annua 13,13 12,36 media invernale 4,02 3,61 media primaverile 11,92 11,88 media estiva 22,57 21,32 media autunnale 13,86 12,64 minima invernale -3,4 22 Dic -8,2 6 Gen 1985 minima primaverile -2,0 2 Mar -7,1 6 Mar 1971 minima estiva 13,4 2 Giu 7,0 18 Giu 1978 minima autunnale 0,2 21 Nov -3,6 23 Nov 1998 massima invernale 17,8 14 Gen 21,0 22 Feb 2001 massima primaverile 28,4 16 Mag 32,7 29 Mag 2001 massima estiva 33,9 22 Lug 38,1 11 Ago 2003 massima autunnale 30,6 1 Set 32,6 23 Set 1962 La fase calda che ormai da alcuni anni caratterizza la termica atmosferica di Pallanza è continuata anche nel 2004: la temperatura media (13,13 C) ha superato infatti in modo abbastanza netto quella media degli anni di confronto (12,36 C), pur evidenziando, tendenzialmente, una riduzione rispetto ai più marcati incrementi termici che avevano caratterizzato alcuni anni immediatamente precedenti. Per quanto attiene ai regimi stagionali, la temperatura si è mantenuta sempre al di sopra della norma; particolarmente elevata quella registrata in autunno che con 13,86 C che supera di 1,22 C il valore medio del periodo; è infatti dal 1961 (14,23 C) che non si registrava in questo periodo un valore così elevato. In figura sono posti a confronto i regimi termici dell ultimo anno e del periodo ; le temperature medie mensili risultano, ad eccezione di Maggio (15,52 C), tutte al di sopra della norma, con un valore assai pronunciato in Giugno (22,15 C), terzo massimo assoluto del periodo, immediatamente dopo il 2003 e il Valori elevati si sono registrati anche in Settembre ed in Ottobre che si pongono, rispettivamente con 19,54 e 14,36 C, molto vicini ai massimi assoluti degli ultimi 50 anni. Il massimo giornaliero è stato rilevato il 22 Luglio con 33,9 14

23 C, mentre quello minimo (-3,4 C) il 22 Dicembre pertanto con un escursione annua di 37,3 C lontana però dalla massima assoluta del 2003 con 41 C. C Media ( ) Media (2004) Media max ( ) Media min ( ) Media massime (2004) Media minime (2004) G F M A M G L A S O N D Fig Lago Maggiore Confronto tra i regimi mensili della temperatura a Pallanza nel 2004 e nel periodo Evaporazione (mm) (mm) totale annuo 1017,4 1103,0 totale invernale 113,9 106,0 totale primaverile 287,3 323,1 totale estivo 466,4 490,4 totale autunnale 165,5 183,4 mese con evap. minima 24,4 Dic 9,9 Gen 1996 mese con evap. massima 170,4 Giu 258,0 Lug 1959 giorno con evap. massima 11,6 4 Mag 18,7 16 Lug 1984 La quantità di acqua evaporata nel 2004 (1017,4 mm) risulta ridotta dell 8 % circa rispetto alla media pluriennale (1103 mm) e su tale riduzione hanno inciso sia i mesi primaverili (-11 mm) che quelli estivi (-5 mm) ed autunnali (-10 mm), tanto da porre i valori di queste stagioni fra i più bassi della serie Gli istogrammi di figura consentono il confronto tra i regimi evaporimetrici del 2004 e quelli medi delle serie storiche pregresse: con la sola eccezione di Gennaio (+0,7 mm), Giugno (+13,3 mm), Settembre (+5,4 mm) e Novembre (+5,4 mm), in tutti gli altri mesi la quantità di acqua evaporata è stata inferiore alla media. Particolarmente modesti, anche se non tali da rappresentare i nuovi minimi mensili, sono i valori registrati in Luglio (162,9 mm) ed Agosto (133,1 mm), mentre in Novembre con 26,3 mm si eguaglia il minimo assoluto della serie pluriennale, verificatosi nel Quanto all evaporazione giornaliera si deve rilevare che in 9 giorni dell anno non è stata superata la soglia limite strumentale del parametro per cui essi sono da considerare ad evaporazione nulla; viceversa il 4 Maggio risulta il giorno ad evaporazione massima con 11,6 mm. 15

24 mm G F M A M G L A S O N D Fig Lago Maggiore Confronto tra i regimi mensili dell evaporazione a Pallanza nel 2004 e nel periodo Intensità e direzione del vento (km) (km) percorso annuo , ,2 percorso invernale , ,8 percorso primaverile , ,2 percorso estivo , ,6 percorso autunnale , ,6 direzione prevalente W SSE mese più ventoso 5.578,6 Apr 5.264,6 Mar 2000 giorno più ventoso 446,4 19 Lug 574,2 8 Ott 1998 raffica massima 82,0 19 Nov 101,0 17 Ago 2000 Il percorso del vento durante il 2004 è stato di km, superiore di quasi 1000 km alla media degli ultimi sette anni ( km), da quando cioè è entrato in funzione il nuovo strumento registratore (un anemometro a coppe di Robinson con trasduttore di velocità a stato solido ad alta frequenza) in sostituzione di un anemometro del tipo autogeneratore ad elica (SIAP VT 140). A livello stagionale il periodo invernale presenta il nuovo massimo assoluto degli anni con km, +15 % rispetto al valore precedente di km (2002). Anche i dati della primavera ( km) e dell estate ( km) si avvicinano notevolmente ai massimi degli anni scorsi; per contro, in autunno, con km si stabilisce il nuovo minimo assoluto che apparteneva al 1998 con km. A livello mensile (Fig a) si registrano i nuovi massimi in Aprile (5.579 contro km del 2000) ed in Luglio (4.845 contro km del 2000) ed un nuovo minimo a Settembre con km (precedente km nel 1997). Quanto alla direzione di provenienza, la figura 2.2.4b indica che il vento prevalente è stato da W seguito da quello da ESE e NNE mentre in passato era da NW e SSE. Questo perché il regime anemometrico di Pallanza è solitamente dominato da brezze di debole intensità che non venivano registrate dall anemometro autogeneratore, mentre lo sono da quello attualmente operante. 16

25 km nuovo sensore G F M A M G L A S O N D Fig a. Lago Maggiore Regimi della quantità di vento filato a Pallanza nel 2004 e nel periodo WNW W NW NNW N NNE NE ENE E > km g km g km g km g km g -1 WSW ESE km g km g -1 SW SSW S SSE SE nuovo sensore Fig b. Lago Maggiore Rosa dei venti a Pallanza nel 2004 e per il periodo

26 2.3. Apporti chimici dai tributari Caratteristiche chimiche e chimico fisiche Nel 2004 sui 14 corsi d acqua oggetto d indagine e sul Ticino emissario sono stati eseguiti 12 campionamenti con frequenza mensile da gennaio a novembre, mese nel quale si è proceduto a due prelievi. Per quanto riguarda le caratteristiche chimiche di base (Tab ), i valori medi annuali più bassi di ph, alcalinità totale e conducibilità a 20 C, rispettivamente compresi tra 7,0 7,4 unità, tra 0,2 0,6 meq l -1 e tra µs cm -1, si sono riscontrati alla foce dei bacini fluviali impostati prevalentemente in rocce ignee (Cannobino, Verzasca, Maggia, S. Giovanni, S. Bernardino, Strona, Erno e Giona). Sui tributari che drenano areali in gran parte costituiti da rocce sedimentarie (Boesio, Vevera, Bardello e Tresa) si sono osservati tenori decisamente più elevati sia di ph (7,9 8,1) che di alcalinità (1,7 5,4 meq l -1 ) e conducibilità ( µs cm -1 ), i cui massimi sono dovuti, come accade ormai da decenni, al Boesio recettore di scarichi industriali ad alto tenore di bicarbonati e di sali. Bacini a maggior varietà geochimica quali Toce e Ticino immissario hanno invece mostrato valori intermedi, rispettivamente con ph di 7,4 e 7,7 nonchè di alcalinità pari a 1,7 e 5,4 meq l -1 e conducibilità di 166 e 242 µs cm -1. La stretta dipendenza di queste variabili dalle caratteristiche litologiche dei bacini versanti è confermata anche per il 2004 dalla sostanziale identità dei valori osservati con quelli relativi al quinquennio precedente (Fig a). Le indagini mettono anche in evidenza l influenza dei processi lacustri di sintesi algale che si avvertono sul Ticino emissario, dove è assai marcato l andamento stagionale del ph, nonchè su Tresa e Bardello, emissari dei laghi di Lugano e di Varese, per i quali però le oscillazioni risultano assai più contenute (Fig b). Tab Valori medi annuali delle principali variabili chimiche e chimico-fisiche sui tributari e sull emissario del Lago Maggiore campionati nel sigla ph T.A. meq l -1 Cond. N-NH 4 N-NO 3 µs cm -1 mg N l -1 mg N l -1 N org mg N l -1 TN mg N l -1 TP RSi µg P l -1 mg Si l -1 Tributari lombardi Boesio (BOE) 8,04 5, ,40 2,89 1,09 4, ,7 Bardello (BAR) 8,11 3, ,18 1,29 0,94 2, ,7 Tresa (a) (TRE) 8,10 1, ,08 1,02 0,38 1, ,0 Giona (GIO) 7,60 0, ,01 1,48 0,16 1, ,2 Tributari piemontesi Vevera (VEV) 7,87 1, ,04 2,98 0,35 3, ,3 Strona (STR) 7,57 0, ,05 1,48 0,23 1, ,0 Toce Ossola (TOC) 7,43 0, ,06 0,77 0,14 0, ,8 San Giovanni (SGI) 7,26 0, ,02 1,37 0,13 1, ,5 Erno (ERN) 7,32 0, ,01 1,72 0,18 1, ,3 San Bernardino (SBE) 7,31 0, ,01 1,12 0,12 1,25 5 3,3 Cannobino (CAN) 7,21 0, ,01 0,71 0,11 0,83 6 3,7 Tributari svizzeri Maggia (MAG) 7,68 0, ,01 0,89 0,14 1,04 5 3,1 Ticino immissario (TIM) 7,72 1, ,02 0,90 0,12 1,04 6 2,5 Verzasca (VER) 7,11 0, ,01 0,77 0,14 0,92 6 2,8 Emissario Ticino emissario (TEM) 7,91 0, ,01 0,75 0,17 0, ,7 (a) - Comprensivo delle acque emissarie del Lago di Lugano e del T. Margorabbia 18

27 meq l -1 6,0 5,0 4,0 3,0 TA ( ) TA (2004) ph ( ) ph (2004) ph 9,0 8,6 8,2 7,8 2,0 7,4 1,0 7,0 0,0 CAN VER SGI SBE ERN GIO MAG STR TOC TIM VEV TRE BAR BOE 6,6 Fig a. Tributari del Lago Maggiore: valori medi annuali di ph e alcalinità totale relativi al 2004 in confronto con le medie del quinquennio precedente ( ). 9,20 8,80 Tresa Ticino emiss. Bardello 8,40 8,00 7,60 7, Fig b. Valori di ph riscontrati nel quinquennio nelle acque emissarie dei laghi di Lugano (Tresa), Varese (Bardello) e Maggiore (Ticino emissario). 19

28 Tra le acque tributarie campionate nel 2004, quelle del Boesio sono risultate le peggiori dal punto di vista del contenuto di nutrienti algali in genere derivanti da scarichi di origine civile. Come si osserva in tabella e in figura 2.3.1c, esse sono caratterizzate da concentrazioni medie annuali molto elevate di fosforo totale (286 µg P l -1 ), azoto ammoniacale (0,40 mg N l -1 ), organico (1,09 mg N l -1 ) e totale (4,38 mg N l -1 ). Su tenori analoghi si colloca anche il Bardello che ha presentato contenuti medi annuali di fosforo totale di 271 µg P l -1, nonchè di azoto organico, ammoniacale e totale pari rispettivamente a 0,94, 0,18 e 2,42 mg N l -1. Tali concentrazioni sono però diminuite in confronto all anno precedente, non solo per la presumibile maggior diluizione dovuta alle condizioni idrologiche meno siccitose rispetto al 2003, ma anche e soprattutto perchè sono venute a cessare le immissioni di acque, estremamente cariche di nutrienti, provenienti dal prelievo ipolimnico del Lago di Varese. Infatti, come si vede in Fig d, i contenuti di fosforo e di azoto ammoniacale sono nettamente diminuiti, ritornando ai valori medi degli anni precedenti. Alla foce dei rimanenti tributari campionati le medie annuali di fosforo sono risultate compresi tra 5 e 49 µg P l -1 (Fig e), con 5 corsi d acqua (Maggia, San Bernardino, Verzasca, Ticino immissario, Cannobino) vicini al minimo osservato ed altri tre (San Giovanni, Erno, Toce Ossola) al di sotto o molto vicini a 21 µg P l -1, valore che può essere considerato l obiettivo di qualità da rispettare per il mantenimento di stabili condizioni di oligotrofia nelle acque lacustri. In sostanza, durante il 2004, questi otto tributari hanno presentato condizioni mediamente accettabili, confermate anche dai contenuti di azoto ammoniacale ed organico, sempre inferiori a 0,06 e 0,18 mg N l -1 (Tab e Fig c). Anche Strona e Vevera hanno mostrato analoghi tenori di azoto ammoniacale ed organico, compresi rispettivamente tra 0,04 e 0,05 e tra 0,23 e 0,35 mg N l -1, ma i loro contenuti mediamente elevati di fosforo totale, pari a 23 e 32 µg P l -1, segnalano la presenza nei bacini drenanti di scarichi non sufficientemente depurati. Infine, Giona e Tresa hanno mostrato medie annuali di fosforo (rispettivamente 49 e 38 µg P l -1 ) più preoccupanti, mentre quelle di azoto ammoniacale (0,01 e 0,08 mg N l -1 ) ed organico (0,16 e 0,38 mg N l -1 ) sono risultate meno rischiose per l ambiente lacustre. Gli andamenti delle concentrazioni medie annuali di fosforo nel quinquennio misurate su questi ultimi quattro corsi d acqua e sul Toce Ossola (Fig f) mostrano condizioni di relativa stabilità per Tresa, Strona e Giona, mentre Vevera e Toce manifestano una tendenza alla diminuzione, ancora incerta e da confermare nei prossimi anni. Le concentrazioni medie areali annuali misurate nel 2004 e nei nove anni precedenti (Figg g, 2.3.1h e 2.3.1i) riconfermano i giudizi espressi nelle precedenti relazioni: le acque tributarie ticinesi continuano a mostrare valori tipici di ambienti non contaminati; quelle piemontesi risultano mediamente in condizioni appena accettabili in termini di apporti eutrofizzanti; al contrario, la qualità delle acque lombarde appare alterata, soprattutto in termini di fosforo e di azoto ammoniacale, sia per la presenza nel bacino drenante di scarichi urbani ed industriali non sufficientemente depurati, sia per l incremento di apporti inquinanti dal Bardello tra il 1999 e il 2003, probabilmente dovuti al sifonamento delle acque ipolimniche del Lago di Varese. Infine va osservato che nel 2004 le concentrazioni medie di fosforo totale e azoto ammoniacale riferite all insieme delle acque tributarie campionate (Fig l) sono ritornate sui valori anteriori al 2003, anno nel quale si era invece prodotto un 20

29 incremento notevole di apporti scarsamente diluiti a causa delle eccezionali condizioni meteoclimatiche caratterizzate da scarsissime precipitazioni. mg N l -1 µg P l -1 1, ,00 0,80 Azoto ammoniacale Azoto organico Fosforo totale , , , ,00 BOE BAR GIO TRE VEV STR TOC ERN SGI CAN VER TIM SBE MAG 0 Fig c. Concentrazioni medie annuali di fosforo totale e d azoto ammoniacale ed organico misurate nel 2004 sui principali tributari del Lago Maggiore. mg N l -1 µg P l -1 1, , ,6 0,4 Fosforo totale Azoto ammoniacale Azoto organico , , Fig d. Concentrazioni medie annuali di fosforo totale e d azoto ammoniacale ed organico misurate dal 1995 al 2004 alla foce del F. Bardello. 21

30 µg P l GIO TRE VEV STR TOC ERN SGI CAN VER TIM SBE MAG Fig e. Concentrazioni medie annuali di fosforo totale misurate nel 2004 sui corsi d acqua campionati ad esclusione di Boesio e Bardello. µg P l Vevera Tresa Strona Giona Toce Ossola Fig f. Concentrazioni medie annuali di fosforo totale misurate nel quinquennio sui corsi d acqua Vevera, Tresa, Strona, Giona e Toce Ossola. 22

31 mg N l -1 0,30 0,25 0,20 Lombardia Piemonte Cantone Ticino Acque tributarie totali 0,15 0,10 0,05 0,00 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 Fig g. Lago Maggiore. Concentrazioni medie areali annuali di azoto ammoniacale nel decennio nelle acque tributarie totali e in quelle campionate in Lombardia (compresi gli apporti derivanti dal Lago di Lugano attraverso il Tresa), Piemonte, Cantone Ticino. mg N l -1 0,60 0,50 Lombardia Piemonte Cantone Ticino Acque tributarie totali 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 Fig h. Lago Maggiore. Concentrazioni medie areali annuali di azoto organico nel decennio nelle acque tributarie totali e in quelle campionate in Lombardia (compresi gli apporti derivanti dal Lago di Lugano attraverso il Tresa), Piemonte e Cantone Ticino. 23

32 µg P l Lombardia Piemonte Cantone Ticino Acque tributarie totali '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 Fig i. Lago Maggiore. Concentrazioni medie areali annuali di fosforo totale nel decennio nelle acque tributarie totali e in quelle campionate in Lombardia (compresi gli apporti derivanti dal Lago di Lugano attraverso il Tresa), Piemonte e Cantone Ticino. mg N l -1 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Azoto ammoniacale Fosforo totale µg P l , Fig l. Lago Maggiore. Evoluzione delle concentrazioni medie annuali di fosforo totale e azoto ammoniacale negli afflussi totali al lago (valori ponderati dalle concentrazioni areali dei singoli tributari). 0 24

33 Carichi chimici Gli apporti relativi al 2004 dei principali nutrienti algali dai tributari e in uscita dall emissario sono stati misurati utilizzando le metodologie di calcolo già impiegate negli anni precedenti. Per il Ticino emissario e 11 corsi d acqua drenanti complessivamente circa il 71% del bacino imbrifero (Ticino immissario, Cannobino, San Giovanni, San Bernardino, Toce alla chiusura del bacino della Val d Ossola, Strona, Erno, Vevera, Bardello, Boesio, Tresa) i carichi sono stati calcolati dai valori di concentrazione e dai deflussi giornalieri. Per i rimanenti tributari (Maggia, Verzasca e Giona), che coprono un ulteriore 18% del bacino imbrifero, gli apporti sono stati stimati dalla regressione lineare tra i contributi areali e le concentrazioni medie annuali. Come per gli anni passati, i carichi calcolati nel presente rapporto potranno essere successivamente rivisti se venissero corrette le portate di alcuni tributari sulla base dei controlli delle sezioni di misura e della taratura delle curve di livello/portata. I carichi dei nutrienti in arrivo al lago ed in uscita dall emissario nell ultimo biennio sono riportati in tabella 2.3.2a. Nel caso dei composti dell azoto essi risultano generalmente più elevati rispetto a quelli del 2003, che era stato caratterizzato da deflussi e quindi anche da apporti largamente inferiori rispetto agli anni precedenti, soprattutto per il prolungato periodo di scarse precipitazioni che ha riguardato i primi dieci mesi dell anno. In effetti i carichi complessivi dalle acque tributarie di azoto nitrico, organico e totale sono cresciuti rispettivamente del 64% (7388 contro 4510 t N a -1 ), del 39% (1276 contro 915 t N a -1 ) e del 54% (8930 contro 5800 t N a -1 ). Gli apporti di azoto ammoniacale, così come quelli di fosforo totale, sono invece calati del 28% (266 contro 370 t N a -1 ) e dell 11% (132 contro 148 t P a -1 ) soprattutto in conseguenza del consistente calo di apporti di nutrienti dal Bardello, che ha risentito positivamente dell interruzione degli interventi di sifonamento delle acque ipolimniche del Lago di Varese. Anche i carichi in uscita dal Ticino emissario, per il quale si è riscontrato un deflusso medio annuale di 270 m 3 s -1 contro i 158 m 3 s -1 del 2003, sono risultati nettamente superiori, sia per l azoto totale (8000 contro 4600 t N a -1 ) che per il fosforo totale (116 contro 84 t P a -1 ). Gli apporti di azoto totale dai tributari campionati (8900 t N a -1 ), dall areale non campionato (760 t N a -1 ), dalla popolazione rivierasca (700 t N a -1 ) e dalle precipitazioni atmosferiche sullo specchio lacustre (500 t N a -1 ) ammontano complessivamente nel 2004 a t N a -1, con una ritenzione in lago calcolata in base al carico in uscita dall emissario di circa il 26% (Tab b). L andamento storico degli apporti annuali di azoto totale (Fig a) non mostra alcuna tendenza all aumento o alla diminuzione. Nel grafico si può osservare come i carichi dipendano strettamente dagli afflussi meteorici sul bacino imbrifero, a riprova del fatto che l azoto deriva essenzialmente da sorgenti diffuse quali le deposizioni atmosferiche e il dilavamento superficiale. Infine, per quanto riguarda il peso relativo dei diversi bacini fluviali nella formazione del carico complessivo di azoto totale, i contributi più importanti si hanno dal Toce, comprensivo dello Strona (29,4%), dal Ticino immissario (24,7%), dal Maggia (16,0%), dal Tresa con Margorabbia (10,3%) mentre gli altri corsi d acqua rappresentano il 19,6% (Fig b). 25

34 Tab a. Lago Maggiore. Apporti annuali (t a -1 ) di azoto e fosforo dai tributari campionati ed uscite attraverso l'emissario nel biennio (totali arrotondati a tre cifre significative). N-NH 4 N-NO 3 N org TN TP Ticino Immissario (a) Maggia (b) 14 0, ,4 5,2 Verzasca (b) 4 1, ,5 1,4 Cannobino (a) 2 2, ,6 1,6 San Giovanni (a) 1 0, , ,6 0,6 San Bernardino (a) 4 2, ,0 1,2 Toce Ossola (a) Strona (a) ,9 6,5 Erno (a) 0,2 0, , ,4 0,5 Vevera (a) 4 0, , ,4 0,4 Bardello (a) Boesio (a) ,0 15 Tresa (a) Giona (b) 2 0, ,3 2,4 Totale campionati Ticino emissario (a) (a) Valori calcolati dai dati di concentrazione e dai deflussi. (b) Valori calcolati dalla regressione fra concentrazione e contributi areali. Tab b. Lago Maggiore. Bilanci annuali nel decennio di azoto totale (t N a -1 ). I totali parziali e complessivi sono approssimati alle centinaia. Tributari campionati '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 04 Ticino Immissario Maggia Verzasca Cannobino San Giovanni San Bernardino Toce (Ossola + Strona) Erno Vevera Bardello Boesio Tresa Giona Tributari campionati Areale non campionato Totale bacino emerso Fascia rivierasca Precipitazioni sul lago Totale apporti Uscite da emissario Ritenzione in lago 25% 26% 24% 22% 20% 11% 12% 11% 38% 27% 26

35 t N a -1 mm a acque tributarie fascia rivierasca precipitazioni afflussi sul bacino '78 '80 '82 '84 '86 '88 '90 '92 '94 '96 '98 '00 '02 '04 0 Fig a. Lago Maggiore. Apporti annuali di azoto totale al lago dall areale emerso, dalla zona rivierasca e dalle precipitazioni atmosferiche sullo specchio lacustre, in relazione agli afflussi meteorici annuali sul bacino imbrifero. MAGGIA 16,0% TICINO IMMISSARIO 24,7% ALTRI 19,6% TRESA E MARGORABBIA 10,3% TOCE E STRONA 29,4% Fig b. Lago Maggiore. Ripartizione degli apporti di azoto totale dai diversi tributari campionati. Valori percentuali relativi al

36 Come si è già visto, nel 2004 gli apporti complessivi di fosforo totale dai tributari sono diminuiti di circa 16 t rispetto all anno precedente (Tab a). I cali più consistenti sono stati osservati per Bardello (-15 t) e Ticino immissario (-7 t), in misura minore per Maggia (-3 t), Verzasca (-1 t) e Vevera (-1 t). In parziale compensazione si sono invece verificati incrementi significativi per Boesio (+ 9 t), Tresa (+2 t) e Giona (+ 1 t). Gli apporti al lago di fosforo derivanti complessivamente dai tributari campionati (132 t P a -1 ), dall areale non campionato (11 t P a -1 ) e dalla zona rivierasca (58 t P a -1 ) sono risultati pari a 201 t P a -1 (Tab c), valore che rappresenta il nuovo minimo nel periodo di osservazione (Fig c). La distribuzione dell origine degli apporti di questo elemento dai principali bacini fluviali è mostrata in Fig d: i carichi più consistenti derivano dall intero bacino del Toce comprensivo dello Strona (32,3%), dal Bardello (20,5%), dal Tresa e Margorabbia (16,6%), dal Boesio (11,3%), dal Ticino immissario (9,0%) e dalla Maggia (4,0%), mentre i rimanenti tributari hanno contribuito al carico globale per il 6,3%. Per quanto riguarda i carichi dei nutrienti per unità di superficie drenata dalle acque tributarie, si sono osservate differenze anche consistenti rispetto all anno precedente (Tab d). In particolare sono cresciuti i contributi annuali di azoto nitrico (da 0,77 a 1,26 g N m -2 a -1 ), organico (da 0,16 a 0,22 g N m -2 a -1 ) e totale (da 0,99 a 1,52 g N m -2 a -1 ), mentre sono leggermente diminuiti quelli di azoto ammoniacale (da 0,064 a 0,045 g N m -2 a -1 ). Nel caso dei contributi di fosforo totale, che a livello complessivo hanno mostrato un certo calo (da 0,025 a 0,022 g P m -2 a -1 ), si sono però rilevati incrementi importanti per il Boesio, con valori assai elevati (0,329 g P m -2 a -1 ) che di fatto hanno vanificato il calo dei carichi inquinanti, compresi quelli di azoto ammoniacale ed organico, messo in luce da questo tributario nel quadriennio precedente (Tab d e Fig e). Al contrario, il Bardello, dopo la forte crescita dei suoi contributi areali di fosforo ed azoto ammoniacale evidenziata nel , ha mostrato una notevole riduzione dei contributi di fosforo e di azoto ammoniacale, ridottisi rispettivamente a 0,202 g P m -2 a -1 ed a 0,149 g P m -2 a -1 (Tabella 2.32d e Fig f). Lo stato di questi due tributari rimane comunque pesantemente alterato, tanto che i rispettivi contributi areali di fosforo risultano da 15 a 9 volte più alti di quelli dei corsi d acqua in condizioni appena accettabili. Per tutti gli altri tributari l esame degli andamenti dei contributi di fosforo totale (Fig g), azoto ammoniacale (Fig h) ed organico (Fig i) nell ultimo triennio evidenzia condizioni ancora compromesse per Tresa, Giona e Vevera e sensibili alterazioni per Toce Ossola, Strona, San Giovanni ed Erno, mentre risultano decisamente buone le condizioni di Ticino immissario, Maggia, Verzasca, Cannobino e San Bernardino. Infine, come si può osservare dalla tabella 2.3.2e, i contributi medi areali dalle acque tributarie lombarde nell ultimo triennio ne dimostrano una persistente compromissione, dovuta alla presenza nel bacino drenante di scarichi urbani ed industriali non sufficientemente depurati, nonché di importanti corpi idrici tuttora in condizioni alterate (laghi di Varese e Lugano). Da ultimo va tuttavia osservato come i carichi per unità di superficie drenata veicolati complessivamente dalle acque tributarie (0,22 g P m -2 a -1 ) sono da considerarsi del tutto compatibili con il mantenimento di uno stato oligotrofo delle acque lacustri, anche se gli effetti nella fascia rivierasca dipendono comunque dai singoli tributari. 28

37 Tab c. Lago Maggiore. Bilanci annuali nel decennio del fosforo totale (t P a -1 ). Tributari campionati '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 04 Ticino Immissario Maggia Verzasca ,7 1,2 4 2,6 5,8 2,5 1,4 Cannobino ,8 1,2 1 1,0 1,7 1,6 1,6 San Giovanni ,9 0,7 1 0,9 3,1 0,6 0,6 San Bernardino ,8 1,0 2 1,4 3,4 2,0 1,2 Toce (Ossola + Strona) Erno ,6 0,4 1 0,5 0,8 0,4 0,5 Vevera ,2 0,6 1 0,7 0,8 1,4 0,4 Bardello Boesio ,3 7,8 6,0 14,9 Tresa Giona ,5 1,4 2 1,3 2,0 1,3 2,4 Tributari campionati Areale non campionato Totale bacino emerso Fascia rivierasca Totale apporti Uscite da emissario Ritenzione in lago 61% 57% 57% 61% 55% 45% 49% 57% 61% 42% t P a acque tributarie fascia rivierasca '78 '80 '82 '84 '86 '88 '90 '92 '94 '96 '98 '00 '02 '04 Fig c. Lago Maggiore. Apporti annuali di fosforo totale al lago dall areale emerso e dalla zona rivierasca. 29

38 TICINO IMM. 9,0% MAGGIA 4,0% TOCE E STRONA 32,3% BARDELLO 20,5% BOESIO 11,3% TRESA E MARGORABBIA 16,6% ALTRI 6,3% Fig d. Lago Maggiore. Ripartizione degli apporti di fosforo totale dai tributari campionati. Valori percentuali relativi al Tab d. Lago Maggiore. Contributi areali annuali (g m -2 a -1 ) di azoto ammoniacale, nitrico, organico, totale e fosforo totale nel biennio dai tributari campionati e dall emissario. N-NH 4 N-NO 3 N org TN TP Ticino Immissario TIM 0,014 0,023 0,721 1,180 0,104 0,161 0,839 1,364 0,012 0,007 Maggia MAG 0,015 0,000 0,800 1,397 0,214 0,146 1,029 1,544 0,009 0,006 Verzasca VER 0,016 0,006 0,738 1,396 0,217 0,128 0,971 1,530 0,010 0,006 Cannobino CAN 0,017 0,021 1,794 1,589 0,267 0,222 2,078 1,832 0,015 0,015 San Giovanni SGI 0,016 0,011 0,444 1,347 0,058 0,139 0,518 1,498 0,011 0,010 San Bernardino SBE 0,030 0,015 1,262 2,842 0,127 0,235 1,419 3,092 0,015 0,010 Toce Ossola TOC 0,101 0,076 0,606 1,075 0,101 0,200 0,809 1,351 0,024 0,023 Strona STR 0,064 0,080 0,867 2,004 0,147 0,298 1,078 2,382 0,026 0,029 Erno ERN 0,010 0,009 1,725 1,999 0,142 0,195 1,877 2,203 0,016 0,020 Vevera VEV 0,191 0,036 2,950 1,777 0,363 0,205 3,504 2,018 0,063 0,021 Bardello BAR 0,477 0,149 1,391 1,035 0,603 0,724 2,471 1,908 0,312 0,202 Boesio BOE 0,264 0,516 1,449 3,419 0,708 1,306 2,421 5,242 0,132 0,329 Tresa TRE 0,098 0,055 0,659 0,858 0,167 0,307 0,924 1,220 0,027 0,029 Giona GIO 0,048 0,006 1,088 1,742 0,155 0,258 1,291 2,006 0,025 0,047 Totale campionati 0,064 0,045 0,767 1,256 0,156 0,217 0,987 1,518 0,025 0,022 Ticino emissario TEM 0,014 0,019 0,557 0,964 0,133 0,225 0,703 1,209 0,013 0,018 30

39 g N m -2 a -1 g P m -2 a -1 1,60 Azoto ammoniacale 0,400 1,40 Azoto organico Fosforo totale 0,350 1,20 0,300 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0, ,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 Fig e. Lago Maggiore. Contributi areali annuali di fosforo totale, azoto ammoniacale e azoto organico dal Boesio dal 1995 al g N m -2 a -1 g P m -2 a -1 1,20 Azoto ammoniacale 0,36 Azoto organico 1,00 Fosforo totale 0,30 0,80 0,24 0,60 0,18 0,40 0,12 0,20 0,06 0, ,00 Fig f. Lago Maggiore. Contributi areali annuali di fosforo totale, azoto ammoniacale e azoto organico dal Bardello dal 1995 al

40 g P m -2 a -1 0,07 0,06 0,05 0, ,03 0,02 0,01 0,00 VEV GIO TRE STR TOC SGI ERN SBE CAN VER MAG TIM Fig g. Lago Maggiore. Contributi areali di fosforo totale, annuali e medi, dai singoli tributari (esclusi Bardello e Boesio) nel triennio g N m -2 a -1 0,35 0,30 0,25 0, ,15 0,10 0,05 0,00 VEV TOC TRE STR ERN SBE SGI GIO TIM CAN VER MAG Fig h. Lago Maggiore. Contributi areali di azoto ammoniacale, annuali e medi, dai singoli tributari (esclusi Bardello e Boesio) nel triennio

41 g N m -2 a -1 0,80 0, ,40 0,20 0,00 VEV SBE TRE GIO MAG TOC VER STR ERN SGI CAN TIM Fig i. Lago Maggiore. Contributi areali di azoto organico, annuali e medi, dai singoli tributari (esclusi Tresa e Boesio) nel triennio Tab e. Contributi areali di fosforo totale (g P m -2 a -1 ) ed azoto ammoniacale (g N m -2 a -1 ) e organico (g N m -2 a -1 ) derivanti dalle acque tributarie ticinesi, piemontesi, lombarde e totali nel triennio TP NH 4 Norg TP NH 4 Norg TP NH 4 Norg Cantone Ticino 0,017 0,025 0,348 0,011 0,014 0,150 0,007 0,014 0,153 Piemonte 0,032 0,058 0,447 0,023 0,086 0,118 0,022 0,067 0,212 Lombardia 0,078 0,176 0,533 0,071 0,155 0,251 0,067 0,087 0,408 Acque tributarie 0,032 0,062 0,414 0,025 0,064 0,156 0,022 0,045 0,217 33

42 Carbonio Organico Totale (TOC) Gli apporti di sostanza organica alloctona al Lago Maggiore sono stati misurati come carbonio organico totale (TOC) presente nelle acque degli stessi corsi d'acqua già presi in considerazione per la stima degli apporti inorganici. Le concentrazioni di TOC, in mg l -1, misurate in ciascun campionamento sono presentate nella tabella Come già messo in evidenza negli anni precedenti, le concentrazioni di TOC nelle acque dei fiumi Boesio e Bardello hanno presentato valori più che doppi di quelli delle acque pelagiche del Lago Maggiore. Le concentrazioni di TOC misurate nel corso del 2004 hanno mostrato, come si può vedere dalla tabella, una media annua geralmente inferiore a quella del 2003, probabilmente in relazione alla situazione idrologica del Quest'anno infatti, non è stato affetto come accadde al 2003 da un prolungato periodo di siccità. Anche nei fiumi Boesio e Bardello, tipicamente caratterizzati da concentrazioni di TOC superiori alla media, si è avuto un modesto decremento della concentrazione rispetto al Anche la concentrazione di TOC del Fiume Vevera ha mostrato una inversione di tendenza, scendendo a valori prossimi a quelli del Tab Concentrazione di Carbonio Organico Totale (TOC mg l -1 ) nei fiumi tributari del L. Maggiore gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic av 04 av 03 Verzasca Cannobino Erno Ticino E, Giona Maggia Ticino I S. Giovanni S. Bernardino Toce , Strona Tresa Boesio Bardello Vevera

43 3. INDAGINI SULL AMBIENTE PELAGICO 3.1. Limnologia fisica In prosecuzione e in continuità con quanto svolto negli anni precedenti si è proceduto, anche per il 2004, all analisi dei principali parametri fisici che hanno caratterizzato le acque del Lago Maggiore. La serie dei parametri scelti ha consentito di verificare gli aspetti più importanti dell idrodinamica lacustre e, in particolare, di accertare la profondità raggiunta dal mescolamento tardo invernale, di valutare gli eventi idrologici più importanti, di definire attraverso la valutazione del bilancio termico i meccanismi di stratificazione e destratificazione termica delle acque, nonché di quantificare l accumulo e le perdite di energia entro l intera massa lacustre. Tutto ciò è stato possibile grazie alla disponibilità delle serie di dati, completi nel ciclo stagionale, riguardanti le temperature e le concentrazioni di ossigeno lungo l intera colonna, la variazione del livello del lago e la situazione meteorologica, cioè gli aspetti che intervengono con maggior efficacia nel regolare lo scambio energetico all interfaccia lago-atmosfera Livello del Lago (m s.l.m.) (m s.l.m.) livello medio annuo 194,04 193,87 livello minimo 193,23 6 Ott 192,38 18 Mar 1956 livello massimo 196,03 3 Nov 197,86 17 Ott 2000 ivello medio invernale 194,35 193,90 livello medio primaverile 194,07 193,85 livello medio estivo 193,82 193,90 livello medio autunnale 193,93 193,84 escursione massima giornaliera 0, Nov 1, Nov 1968 escursione massima mensile 1,73 Nov 4,04 Set 1981 escursione massima annua 2,79 5, Nel corso del 2004 l altezza idrometrica media del Lago Maggiore è stata di 194,04 m s.l.m., 17 cm al di sopra del valore medio pluriennale (193,87 m s.l.m.); l incremento idrologico ha riguardato in parte la stagione primaverile (+22 cm), ma soprattutto quella invernale (+45 cm), mentre si è mantenuto nella media in estate (-0,08 cm) ed in autunno (+0,09 cm). Il confronto fra i regimi idrometrici mensili del 2004 e del periodo (Fig a) evidenzia per i primi cinque mesi e soprattutto in Gennaio (+46 cm), Febbraio (+51 cm) e Marzo (+44 cm) valori al di sopra della media; nei mesi successivi la quota del lago si sposta leggermente al di sotto di essa fino ad Ottobre quando si registra lo scarto negativo più elevato (-33 cm). A Novembre il lago, in seguito alle elevate precipitazioni nel suo bacino imbrifero, viene interessato da un fenomeno di piena che raggiunge il 3 Novembre la quota massima di 196,02 m s.l.m.; da rilevare che il livello idrometrico minimo era stato raggiunto nei primi giorni di Ottobre con 193,23 m s.l.m. determinando un escursione annua di 2,79 m, molto lontana però dal massimo assoluto del 2000 (5,14 m). 35

44 m s.l.m 198 Media (2004) Max (2004) Min (2004) Media ( ) Max ( ) Min ( ) G F M A M G L A S O N D Fig a. Lago Maggiore Regime mensile dei livelli, valori estremi di ciascun mese e confronto con il periodo Come detto in precedenza le precipitazioni intense che si sono verificate tra il 25 Ottobre e il 2 Novembre (365,8 mm registrati alla stazione di Pallanza) hanno determinato nel corso del 2004 un esondazione del lago sopra 195,50 m s.l.m., quota che rappresenta la fuoriuscita del lago a Pallanza. In figura 3.1.1b è rappresentata l evoluzione della piena che è iniziata il 25 Ottobre quando il lago si trovava ad una quota di 193,44 m s.l.m., cioè 10 cm al di sotto del suo valore medio mensile di 193,54 m s.l.m. La risposta del lago è stata una repentina ripresa del suo livello fino a quota 196,02 m s.l.m. verificatasi il 3 Novembre alle ore 7:30 con un incremento di 2,58 m: la fase di maggior crescita del livello lacustre va collocata nella giornata dell 1 Novembre tra le ore 18:00 e le 19:00 con velocità massima di risalita dell acqua di 5 cm all ora. La diminuzione di livello dopo il colmo è avvenuta ad un ritmo pressoché costante di circa 0,8 cm h -1 tanto che la quota del lago si trovava il 12 Novembre a 194,41 m s.l.m., quota che ha mantenuto senza notevoli variazione sino alla fine del Livello Lago Maggiore (m s.l.m.) Quota di esondazione a Pallanza 23-ott 24-ott 25-ott 26-ott 27-ott 28-ott 29-ott 30-ott 31-ott 1-nov 2-nov 3-nov 4-nov 5-nov 6-nov 7-nov 8-nov 9-nov 10-nov 11-nov 12-nov 13-nov 14-nov 15-nov 16-nov 17-nov Fig b. Lago Maggiore Andamento del livello del lago durante la piena del Novembre

45 Trasparenza delle acque lacustri La trasparenza dell acqua, misurata come di consueto mediante disco di Secchi, è stata caratterizzata nel 2004 da un massimo in Marzo di 14,5 m (Fig ), una profondità di 5 m superiore a quella rilevata nel Essa è probabilmente da porre in relazione, oltre che con il momento di bassa produzione algale, anche con la profondità alla quale si è spinta la circolazione verticale delle acque del Lago Maggiore al termine dell inverno limnologico, che è risultata superiore a quella raggiunta negli anni precedenti. Da segnalare la repentina diminuzione sino a Maggio (3,5 m) e, soprattutto, i bassi valori misurati in Novembre (3,5 m) e Dicembre (7,5 m) quando, solitamente, si assiste ad una ripresa della trasparenza del lago. Questi ultimi vanno senza dubbio attribuiti alla notevole quantità di acqua torbida pervenuta al lago in questo periodo dell anno a seguito del citato evento alluvionale (paragrafo precedente), per il notevole carico di materiale in sospensione di cui tali masse d acqua erano dotate. Prof. m GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig Lago Maggiore Andamento della trasparenza (disco di Secchi) Temperatura delle acque lacustri Acque superficiali Le isoterme tracciate in figura si riferiscono alla situazione riscontrata nelle acque superficiali (0-20 m) nel corso del Rispetto all anno precedente si deve rilevare che lo strato superficiale ha subito, a tutti i livelli (così come si vedrà anche nello strato ipolimnico), un generale raffreddamento: nei primi due mesi esso è quantizzabile mediamente in 0,2 0,3 C mentre nel corso dell anno va gradualmente aumentando sino a superare in alcuni mesi il grado centigrado. In particolare le isoterme da 10 C a 12 C scendono nel 2004 a -20 metri con un mese di ritardo rispetto alla norma, mentre la 13 C e la 14 C si fermano rispettivamente a -16 e -14 metri di profondità: nel 2003 superavano abbondantemente i -20 metri. Al termine dell anno il decremento termico dello strato superficiale è ancora evidente: infatti se si confrontano le temperature del Dicembre 2003 con quelle del 2004 (rispettivamente di 9,56 C e 8,80 C), si rileva ancora una notevole differenza termica. La temperatura più elevata si è misurata in superficie il 2 Agosto con 25,15 C e l isoterma 24 C, che superava i -5 m nel 2003, nell anno in corso viene sostituita da quella quotata 23 C. Da rilevare infine che da un confronto delle temperature rilevate nell anno qui considerato rispetto a quelle della situazione media del periodo 37

46 si nota, nei primi tre mesi, un notevole riscaldamento entro tutto lo strato superficiale (+0,5 C) mentre nel resto dell anno le isolinee mostrano una buona coincidenza.. 0 Prof. (m) Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Fig Lago Maggiore Isoterme nello strato superficiale ( C) Acque profonde Nella figura è rappresentata l elaborazione grafica dei dati di termica lacustre raccolti nel corso dei sopralluoghi effettuati con frequenza all incirca decadica nella porzione centrale del lago, al largo di Ghiffa dove il fondale raggiunge i 370 m. La considerazione più importante che si ricava dall analisi della figura riguarda il fatto che l intera massa ipolimnica ha subito nel 2004, rispetto agli anni immediatamente precedenti, un netto raffreddamento. Infatti l isoterma 6,6 C che nel 2003 si spingeva sino sul fondo del lago, in quest ultimo anno si mantiene al di sopra dei m, mentre l isolinea 6,59 C, appena accennata nel 2003, va ad occupare da Marzo a Giugno e in Agosto e Settembre un ampio volume di acqua ipolimnica al di sotto dei 250 m di profondità. Da rilevare che in Aprile, Maggio e Luglio ricompare a trecento metri l isoterma 6,55 C che era assente nelle acque del Lago Maggiore dalla primavera del Il raffreddamento delle acque ipolimniche del lago nel 2004 è imputabile a quel meccanismo che ormai frequentemente si verifica nel periodo primaverile, cioè alla discesa negli strati più profondi di acqua di provenienza fluviale, che riesce a provocare una diminuzione del contenuto calorico ma non a determinare un isotermia entro tutta la colonna necessaria affinché si realizzi un mescolamento completo per moti convettivi. 38

47 Prof. (m) Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Fig Lago Maggiore Isoterme lungo l intera colonna ( C) Ossigenazione delle acque profonde Nel corso delle operazioni di campagna condotte al largo di Ghiffa si è provveduto anche alla raccolta di campioni d acqua lungo tutto il profilo verticale per la determinazione delle concentrazioni di ossigeno disciolto presenti nella massa lacustre, valori che qui sono utilizzate esclusivamente come indicatori di processi relativi all idrodinamica lacustre, in particolare quelli riguardanti il mescolamento verticale tardo invernale. Le linee di ugual concentrazione di O 2 tracciate per il 2004 nella figura permettono infatti alcune considerazioni circa la sua distribuzione spazio-temporale lungo l intera colonna. Se si esclude lo strato d acqua più superficiale, dove le variazioni del parametro in oggetto sono essenzialmente legate alla produzione algale, il loro andamento nella porzione di lago sotto i 50 m di profondità mostra, rispetto all anno precedente, un evidente aumento delle concentrazioni di ossigeno. Infatti dopo Febbraio scompare sia l isolinea 7,5 mg l -1 che quella 8,0 mg l -1 delle quali si ritrova solo una debole traccia in Settembre e Dicembre a 370 m di profondità. Nel 2004 la massa ipolimnica compresa tra i 50 e 370 metri viene così quasi interamente occupata dalle isolinee 8,5 mg l -1 e 9,0 mg l -1 : ad esempio, quella quotata 8,5 mg l -1 che non superava nel 2003 i 120 m di profondità, nel 2004, nel periodo da Maggio a Dicembre, si spinge e si mantiene sino sul fondo del lago. Ma ciò che ha caratterizzato le acque profonde del lago nella primavera del 2004 è stata la presenza, da Marzo a Maggio e tra 200 e 370 m di profondità, di concentrazioni di O 2 superiori ai 9,0 mg l -1. Si tratta di un evento che si ripete ormai frequentemente nelle acque del Lago Maggiore (l ultimo in ordine di tempo si era verificato nel 2000) ed è dovuto all acqua di provenienza fluviale, più densa e più ossigenata, che scende in profondità e determina l ossigenazione degli strati profondi sopperendo così al mancato mescolamento totale delle acque del lago. Infatti in base ai valori di concentrazione di O 2 entro la verticale nei mesi di Febbraio e Marzo risulta che la circolazione delle acque del lago per moti convettivi si sia fermata nel 2004 ad una profondità compresa tra i 100 e i 150 m. 39

48 Prof. (m) Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Fig Lago Maggiore Andamento della concentrazione di ossigeno disciolto lungo l intera colonna (mg l -1 ) Bilancio termico Il bilancio calorico del Lago Maggiore è stato determinato, anche per il 2004, su base mensile con la metodica già adottata nei precedenti rapporti annuali [1] e con le singole componenti che vengono espresse in cal cm -2 d -1. Elaborando i dati meteorologici raccolti nella stazione di Pallanza, nonché quelli limnologici misurati direttamente in lago, l equazione generale del bilancio può essere espressa come segue: Q s Q r Q b Q e Q h ± Q t = 0 Dove: Q s = radiazione solare globale; Q r = radiazione solare riflessa; Q b = netto dello scambio energetico ad onda lunga; Q e = calore utilizzato nei processi evaporativi; Q h = calore sensibile di conduzione; Q t = calore immagazzinato o perso dal lago. I valori di questi parametri per il 2004, unitamente a quelli relativi alla radiazione solare effettiva Q se =Q s -Q r, alla radiazione netta Q N = Q s - Q r - Q b ed a R=Q h /Q e (rapporto di Bowen), sono riportati nella tabella

49 Tab Lago Maggiore Bilancio calorico (cal cm -2 d -1 ). Q s Q r Q se Q b Q N Q t Q e Q h R Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Il confronto con i corrispondenti valori del bilancio medio di calore degli anni precedenti ( ) rende conto di alcune anomalie rilevate nel L andamento di Q se presenta nel corso dell anno, in Giugno (493 cal cm -2 d -1 ) e Settembre (317 cal cm -2 d -1 ), valori che si avvicinano notevolmente ai massimi del periodo, collocandosi, rispettivamente, al 3 e 4 posto nella serie degli ultimi 40 anni. Molto basso, invece, il valore di Ottobre che con 125 cal cm -2 d -1 supera di poco il minimo assoluto di 110 cal cm -2 d -1 del 1987; ampiamente entro i limiti già riscontrati in passato tutti gli altri valori. Per quanto riguarda il netto dello scambio energetico ad onda lunga (Q b ), i valori di Giugno (94 cal cm -2 d -1 ), Ottobre (130 cal cm -2 d -1 ) e Novembre (150 cal cm -2 d -1 ) si avvicinano notevolmente ai valori minimi assoluti, mentre le quantità negli altri mesi si situano molto vicini alla media del periodo di confronto. La radiazione netta assorbita dalla massa d acqua (Q N ), risente chiaramente dell andamento annuo di Q se e Q b, essendo il risultato della loro differenza, e presenta valori elevati in Giugno (394 cal cm -2 d -1 ) e Settembre (183 cal cm -2 d -1 ); i due valori si collocano rispettivamente al 5 e al 4 posto nella serie del periodo di confronto. Un nuovo massimo assoluto si ha in Novembre con -28 cal cm -2 d -1 (precedente -36 cal cm -2 d -1 nel 1981), mentre in Ottobre, con -5,1 cal cm -2 d -1 si verifica il quarto minimo assoluto degli ultimi 40 anni. Da rilevare che i valori di Giugno e Settembre sono dovuti ad una elevata radiazione solare mentre quello di Novembre ad un basso Q b ; il minimo di Ottobre è invece attribuibile alla scarsità di energia radiante. Valori molto bassi, vicino a quelli minini, si verificano nel 2004 sia per Q e che per Q h nei mesi di Giugno ed Ottobre mentre prossimi alla media i valori misurati negli altri mesi dell anno. Per quanto riguarda Q t da segnalare gli alti valori di Gennaio (-151 cal cm -2 d -1 ), Giugno (333 cal cm -2 d -1 ) e Dicembre (-171 cal cm -2 d -1 ); in particolare i valori dei primi due mesi si collcano entrambi al 2 posto nella serie dei 40 anni, superati solo rispettivamente dalle -147 cal cm -2 d -1 del 1976 e le 344 cal cm -2 d -1 del 1986: per contro basso è stato l accumulo di calore in Luglio (119 cal cm -2 d -1 ) ed Agosto (33 cal cm -2 d -1 ) tanto da collocarsi tra i quattro valori più bassi del periodo. La rappresentazione grafica del bilancio termico del 2004 (Fig a), oltre a porre in evidenza le irregolarità sopra descritte, permette altresì di rilevare come nel ciclo stagionale Q N abbia assunto valori positivi a partire da circa metà Gennaio, ma è solo a Marzo inoltrato che il lago inizia a immagazzinare calore (leggermente in ritardo rispetto agli altri anni): in precedenza il netto di energia radiante, positiva da Febbraio, è servita a compensare le perdite per evaporazione e conduzione così come si verifica in Novembre. Un rallentamento nell accumulo di calore lo si può osservare in Maggio, Luglio ed Agosto mentre in Dicembre la perdita di energia subisce un attenuazione rispetto alla media del periodo di confronto. 41

50 cal cm -2 d Q t Q t -Q t Q h +Q e Q h -150 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Fig a. Lago Maggiore Bilancio termico. Q N La quantità di calore media mensile contenuta nella massa d acqua presenta nel 2004 il valore minimo in Marzo con cal cm -2, leggermente superiore alle cal cm -2 del Febbraio 2002 che costituisce il minimo contenuto invernale degli ultimi dieci anni. Il riscaldamento del lago prosegue gradualmente nei mesi successivi sino a raggiungere il massimo in Agosto con cal cm -2, valore molto basso, che può essere comparato con quello dello stesso mese del 1993 ( cal cm -2 ) ma molto lontano dalle cal cm -2 del 1998 che costituisce il massimo assoluto dell intera serie pluriennale. Le perdite di calore a Novembre ( cal cm -2 ) e Dicembre ( cal cm -2 ) sono risultate nettamente al di sotto della media per cui il 2004 è terminato con un contenuto calorico di cal cm -2 simile a quello degli anni 1999 ( cal cm -2 ) e 2000 ( cal cm -2 ) e con un bilancio calorico annuo di cal cm -2 nettamente al di sotto della media pluriennale. L evolversi del ciclo stagionale dei flussi di energia termica e il loro andamento in profondità è rappresentato in figura 3.1.5b mediante isolinee quotate in cal cm -2 d -1 e con le fasi di riscaldamento e di raffreddamento dei diversi strati del lago indicate rispettivamente da aree bianche e scure. In essa appaiono evidenti le perdite energetiche, al di sotto dei 100 metri che si protraggono sino a Maggio, mentre con Giugno vi è una ripresa nell accumulo di calore entro tutta la colonna d acqua. Con Agosto il lago inizia a perdere calore al di sotto dei 100 metri che, nei mesi successivi, va ad interessare anche gli strati più superficiali senza però raggiungere i valori negativi rilevati in passato. 42

51 Prof. (m) Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Fig b. Lago Maggiore Flussi di calore. Isolinee quotate in cal cm -2 d Profondità di mescolamento La profondità raggiunta dal mescolamento verticale per moti convettivi al termine dell inverno limnologico, valutata come sempre attraverso misure di temperatura entro tutta la colonna d acqua nel punto di massima profondità (Ghiffa), si differenzia leggermente da quelle risultanti dall analisi delle concentrazioni di ossigeno presenti nella massa d acqua e da quella valutata applicando la formulazione proposta da Ambrosetti, Barbanti e Rolla [2] che facendo uso di alcuni dati meteorologici relativi ai mesi invernali consente di valutare indirettamente la profondità di mescolamento. Dall analisi dei dati termici invernali sulla verticale sembrerebbe che la circolazione abbia raggiunto almeno una profondità di -200 m, quasi in sintonia con quanto valutato attraverso la distribuzione entro la colonna d acqua della concentrazione di O 2 e del parametro M entrambe indicanti una profondità tra i 150 e i 200 metri. Quest ultima profondità sembra la più plausibile in quanto la scarsa ventosità, soprattutto a Gennaio e Febbraio e la bassa differenza tra temperatura dell acqua e dell aria, che si colloca su valori al di sotto della media come ormai succede da qualche anno, non hanno favorito lo sviluppo di moti convettivi limitando così il mescolamento verticale. Le acque del Lago Maggiore al di sotto dei 200 m sono però risultate in Febbraio e Marzo ugualmente molto ossigenate ma questo è dipeso dalla discesa di acqua in profondità per altre vie, come si è specificato nei capitoli precedenti. 43

52 3.2. Chimica lacustre Chimismo di base Come per gli anni precedenti le indagini sull idrochimica del Lago Maggiore sono state effettuate durante il 2004 con frequenza mensile nella zona di massima profondità (bacino di Ghiffa) alle seguenti quote: superficie, -5, -10, -20, -30, -50, -100, -150, -200, -250, -300, -360 metri. Inoltre il 16 marzo e il 4 ottobre si è proceduto a campionamenti (superficie, -5, -10, -20, -30, -50, -100 metri) nella stazione di Lesa ubicata nella parte meridionale del Lago Maggiore al fine di valutarne le possibili differenze con la zona settentrionale. Nella tabella sono riportati ph, conducibilità e bilancio ionico relativi al quinquennio per la stazione di Ghiffa e al biennio per quella di Lesa. I dati si riferiscono a valori medi ponderati sui volumi dalla superficie al fondo delle misure effettuate su campioni raccolti in marzo, quando generalmente è massima l estensione verticale del mescolamento tardo invernale. Tab Bilancio ionico (meq l -1 ), ph e conducibilità a 20 C (µs cm -1 ) alla circolazione primaverile delle acque del Lago Maggiore (valori medi ponderati sui volumi) nelle stazioni di Ghiffa e Lesa. GHIFFA LESA HCO 3 0,80 0,82 0,82 0,80 0,81 0,79 0,82 SO 4 0,63 0,59 0,61 0,58 0,60 0,55 0,61 Cl 0,06 0,06 0,06 0,07 0,07 0,06 0,07 NO 3 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 Σ anioni 1,55 1,54 1,56 1,51 1,54 1,46 1,56 Ca ++ 1,06 1,08 1,10 1,06 1,11 1,02 1,12 Mg ++ 0,29 0,30 0,29 0,29 0,29 0,28 0,29 Na + 0,11 0,11 0,12 0,11 0,12 0,11 0,13 K + 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 Σ cationi 1,50 1,53 1,54 1,50 1,56 1,45 1,58 Σ ioni 3,05 3,07 3,10 3,01 3,10 2,91 3,14 ph 7,40 7,41 7,34 7,39 7,30 7,57 7,49 Conducibilità Lo spettro ionico mostra variazioni minime sia nell intero quinquennio che tra le porzioni settentrionale e meridionale del lago. In entrambe le stazioni si osserva una larga prevalenza di calcio tra i cationi e di bicarbonati e solfati tra gli anioni. A Ghiffa i valori dell anno in studio (Fig a) risultano simili a quelli medi del quinquennio considerato. In tale periodo il contenuto ionico totale si è mantenuto stabilmente tra 3,01 e 3,10 meq l -1, la conducibilità a 20 C ha presentato modeste variazioni, comprese tra 143 e 148 µs cm -1 e i valori di ph sono risultati pressoché costanti tra 7,34 e 7,41. Andamenti analoghi si avvertono anche a Lesa dove però, rispetto a Ghiffa, il contenuto ionico così come la conducibilità e il ph presentano differenze più pronunciate tra il 2003 e il

53 sodio 3,8% magnesio 9,5% potassio 1,2% bicarbonati 26,2% cloruri 2,1% calcio 35,8% nitrati 2,0% solfati 19,4% Contenuto ionico totale = 3,10 meq l -1 Conducibilità a 20 C = 147 µs cm -1 Fig a. Lago Maggiore: ripartizione percentuale dello spettro ionico e valori medi di ph e conducibilità al 15 marzo 2004 (valori medi ponderati sui volumi alla circolazione primaverile nella stazione di massima profondità). Gli andamenti dei valori medi epilimnetici di ph e di ossigeno disciolto relativi al decennio nella stazione di Ghiffa rimarcano gli effetti della fotosintesi e del mescolamento invernale: difatti, ai massimi dei mesi estivi seguono valori progressivamente più bassi fino al raggiungimento di minimi tardo invernali che risultano più o meno pronunciati a seconda dell estensione verticale della circolazione annuale (Fig b). In effetti i minimi di ph (7,35) e di saturazione di ossigeno (74%) riscontrati il 1 marzo 2004 in corrispondenza di un mescolamento fino a profondità dell ordine di metri (si veda capitolo 3.1.6) si discostano nettamente da quelli del 12 febbraio dell anno precedente, pari rispettivamente a 7,52 unità e al 82% di saturazione, quando la circolazione aveva interessato soltanto i primi 122 metri di profondità. Anche i massimi osservati nell estate 2004 (8,3 di ph e 106% di saturazione di ossigeno), che sono dello stesso ordine dei rispettivi valori registrati nel decennio, risultano assai diversi da quelli particolarmente alti del 2003 in conseguenza della lunga permanenza di un clima caldo e siccitoso (8,5 di ph e 120% di saturazione). Dallo stesso grafico si osserva inoltre che i valori medi ipolimnetici di ph, sostanzialmente legati all evolversi dei processi di mineralizzazione della sostanza organica e alla conseguente produzione di anidride carbonica, restano compresi tra 7,2 e 7,5 unità, vale a dire un ambito di variazione assai limitato all interno del quale si collocano anche i ph della zona profonda a Lesa. Rispetto al 2003, quando i valori di alcalinità totale (Fig c) e di conducibilità a 20 C (Fig d) si erano assestati intorno a 0,82 meq l -1 ed a 148 µs cm -1 senza mostrare significative variazioni stagionali, nel corso del 2004 i rispettivi andamenti hanno evidenziano, come già avveniva tra il 1995 e il 2002, massimi invernali e minimi estivi ed autunnali assai marcati in epilimnio e molto più attenuati nell intera massa lacustre. 45

54 ph 9,0 ph epilimnio ph ipolimnio ossigeno epilimnio O 2 % sat 125 8, ,0 75 7,5 50 7, Fig b. Lago Maggiore nel periodo : ph nello strato epilimnico (0-25 m) ed ipolimnico ( m) e saturazione d ossigeno nello strato epilimnico (valori medi ponderati sui volumi nella stazione di massima profondità). meq l -1 0,90 Alcalinità (epilimnio) Alcalinità (lago) 0,85 0,80 0,75 0,70 0, Fig c. Lago Maggiore (Ghiffa). Andamento nel decennio dei valori medi ponderati sui volumi d alcalinità totale nello strato epilimnico (0-25 m) e nell intero lago (0-370 m). 46

55 µs cm Conducibilità (epilimnio) Conducibilità (lago) Fig d. Lago Maggiore (Ghiffa). Andamento nel decennio dei valori medi ponderati sui volumi di conducibilità a 20 C nello strato epilimnico (0-25 m) e nell intero lago (0-370 m) Composti dell azoto I contenuti medi di azoto nitrico e totale riscontrati nel 2004 nella stazione di Ghiffa non hanno mostrato differenze significative rispetto all anno precedente, restando rispettivamente compresi tra 0,83 e 0,88 mg N l -1 e tra 0,92 e 1,03 mg N l -1 (Fig a). Tuttavia, su scala decennale, si può osservare una certa tendenza all incremento dei nitrati, mentre l azoto totale sembra rimanere costante, sebbene i suoi valori risultino assai più dispersi variando da un minimo di 0,87 ad un massimo di 1,03 mg N l -1. Nella stazione di Lesa si sono registrate concentrazioni medie di azoto nitrico e totale del tutto simili a quelle della zona di massima profondità sia in marzo (rispettivamente 0,86 e 1,03 mg N l -1 ) che agli inizi di ottobre (0,81 e 0,94 mg N l -1 ). In entrambe le stazioni i tenori medi di azoto organico nell intera colonna sono rimaste pressoché costanti durante l intero 2004 presentando contenuti tra 0,07 e 0,17 mg N l -1, vale a dire entro lo stesso ambito di variazione delle concentrazioni misurate nel 2003 e negli anni precedenti. Come sempre, gli altri composti dell azoto sono risultati trascurabili. Le concentrazioni massime di azoto ammoniacale hanno raggiunto i 22 µg N l -1 in epilimnio, mentre in ipolimnio e nell intera massa lacustre non hanno mai superato gli 8 µg N l -1. L azoto nitroso ha mostrato una presenza saltuaria e limitata alle acque superficiali, con livelli massimi estremamente bassi (7 µg N l -1 ) riscontrati nelle acque più superficiali nei campionamenti di inizio ottobre a Ghiffa ed a Lesa. Nella zona epilimnetica si sono evidenziati per l anno in studio gli stessi andamenti messi in luce nei nove anni precedenti (Fig b): l azoto nitrico ha mostrato il massimo al termine dell inverno (0,89 mg N l -1 ), cui ha fatto seguito un calo estivo con minimi tra agosto ed ottobre di 0,69 0,73 mg N l -1 principalmente legati ai 47

56 consumi algali di nitrati cumulati da maggio a settembre, nonchè ad apporti più limitati nel periodo estivo per effetto del trattenimento dei composti dell azoto da parte della vegetazione nel bacino imbrifero. Lo stesso andamento è ripetuto per l azoto totale passato nello stesso periodo stagionale da 1,01 a 0,82 mg N l -1, mentre l azoto organico ha presentato un andamento inverso, con massimi estivi pari a 0,20 mg N l -1 (luglio) e minimi tardo invernali di 0,08 mg N l -1 (febbraio). mg N l -1 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 azoto nitrico azoto totale Fig a. Lago Maggiore: concentrazioni di azoto totale e nitrico nel decennio (valori medi ponderati sui volumi dalla superficie al fondo nella stazione di massima profondità). mg N l -1 1,20 azoto organico azoto nitrico azoto totale 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0, Fig b. Concentrazioni di azoto nitrico, organico e totale nello strato epilimnico (0-25 m) nel decennio (valori medi ponderati sui volumi nella stazione di massima profondità). 48

57 Composti del fosforo Nel 2004 le concentrazioni medie annuali di fosforo reattivo e totale in epilimnio (rispettivamente 4 e 8 µg P l -1 ), ipolimnio (8 e 11 µg P l -1 ) e nell intero lago (7 e 10 µg P l -1 ) sono risultate praticamente identiche a quelle calcolabili per l intero decennio Anche i rispettivi contenuti medi sull intera colonna, misurati nella stazione di massima profondità, risultano stabilmente distribuiti tra 6 e 9 µg l -1 di fosforo reattivo e tra 8 e12 µg P l -1 di fosforo totale (Fig ). Una situazione del tutto analoga si è osservata a Lesa, dove i tenori medi sulla colonna sono risultati identici a quelli di Ghiffa: 5 e 10 µg P l -1 rispettivamente di fosforo reattivo e totale nel campionamento di marzo, nonchè 6 e 9 µg P l -1 all inizio di ottobre. Complessivamente nell ultimo decennio i contenuti medi di fosforo totale si sono mantenuti compresi tra 8 e 12 µg P l -1, livelli rassicuranti sotto l aspetto del mantenimento delle attuali condizioni di oligotrofia del lago. Va però ricordato che questa classificazione oltremodo positiva riguarda l intera zona pelagica, vale a dire la parte di gran lunga più importante del lago in termini di superficie e volume nonchè di risorsa idrica qualitativamente preziosa. Ma i dati raccolti e quindi il giudizio positivo che ne è conseguito non sono automaticamente estendibili all intero sviluppo della costa lacustre. E ciò è tanto più vero laddove le zone rivierasche risultano pesantemente influenzate dalla presenza di scarichi e tributari ad elevato carico inquinante. I loro effetti si traducono infatti in uno scadimento complessivo della qualità delle acque costiere, non più idonee alla balneazione e scarsamente utilizzabili per le altre utenze ricreazionali e turistiche a causa del probabile sviluppo abnorme di alghe, di intorpidimenti delle acque e della formazione di odori molesti. µg P l Fosforo totale Fosforo reattivo Fig Lago Maggiore: andamento delle concentrazioni di fosforo reattivo e totale nel decennio (valori medi ponderati sui volumi dalla superficie al fondo nella stazione di massima profondità). 49

58 Ossigeno disciolto Come si è visto precedentemente, l andamento stagionale dei contenuti medi di ossigeno in epilimnio nel 2004 è risultato analogo a quello messo in luce nell intero decennio di osservazione (Fig b). Nello stesso anno le sue concentrazioni medie nella zona profonda, tra 200 e 370 metri, che solitamente rimane segregata dalla massa d acqua sovrastante, hanno fatto registrare minimi a gennaio prossimi a 7,2 mg O 2 l -1 (60% di saturazione) e massimi in aprile fino a 9,2 mg O 2 l -1 (77% di saturazione), del tutto simili a quelli raggiunti dopo la piena circolazione del febbraio 1999 ed indicativi di una consistente ossigenazione delle acque profonde probabilmente generata da infiltrazione di acque lacustri e tributarie ben ossigenate (Fig a). A riprova della buona qualità raggiunta dalle acque lacustri, l analisi della figura mette anche in luce come tutti i valori di ossigeno in questo strato si siano sempre mantenuti, dopo il 1999, su livelli di eccellente ossigenazione. In effetti i suoi contenuti medi nel quadriennio , caratterizzato da una sostanziale assenza dei processi di recupero di ossigeno, si sono attestati tra 7,0 ed 8,0 mg O 2 l -1, cui corrispondono percentuali di saturazione tra 60 e 70%. Nello stesso tempo, nell intero ipolimnio (strato m) si sono registrati valori compresi tra 7,8 e 9,0 mg O 2 l -1 con saturazione tra 66 e 77%, mentre nel 2004 i corrispondenti tenori medi si sono mantenuti tra un massimo di 9,1 mg O 2 l -1 di inizio aprile e il minimo di 8,2 mg O 2 l -1 di fine novembre (Fig b). Da ultimo vanno segnalati contenuti medi di ossigeno nelle acque ipolimniche (strato m) della stazione di Lesa simili a quelli di Ghiffa in marzo (9,0 mg O 2 l -1 ) e leggermente più bassi all inizio di ottobre (7,5 mg O 2 l -1 ). mg O 2 l % O 2 sat contenuto medio % di saturazione Fig a. Lago Maggiore, stazione di Ghiffa. Andamento nel decennio delle concentrazioni medie di ossigeno (valori ponderati sui volumi) e dei corrispondenti tenori di saturazione nello strato m. 50

59 mg O 2 l % O 2 sat contenuto medio % di saturazione Fig b. Lago Maggiore, stazione di Ghiffa. Andamento nel decennio delle concentrazioni medie di ossigeno (valori ponderati sui volumi) e dei corrispondenti tenori di saturazione nello strato m. 51

60 Silicati reattivi Nell ultimo decennio le concentrazioni medie di silicati reattivi nell intera massa lacustre della stazione di Ghiffa risultano comprese tra 1,3 e 1,8 mg Si l -1, mentre nello strato epilimnico si sono osservati massimi tardo invernali seguiti con regolarità da minimi estivi prodotti dalle fioriture primaverili di diatomee e generalmente compresi tra 0,2 e 0,8 mg Si l -1 (Fig ). Valori analoghi si sono riscontrati anche nella zona meridionale del lago, a Lesa, nei due campionamenti annuali relativi al biennio (1,3 1,7 mg Si l -1 nell intera colonna e 0,3 0,6 mg Si l -1 in epilimnio). Dal grafico emerge però una lieve differenza tra i contenuti medi nell intera massa lacustre dell ultimo quadriennio, pari a 1,6 mg Si l -1, e quelli relativi al periodo appena più bassi (1,4 mg Si l -1 ). Le cause non sembrano legate ad una effettiva riduzione della produzione di diatomee (al riguardo, si veda il successivo capitolo 3.3) e quindi ai consumi di questo elemento, bensì ad un probabile aumento della riserva lacustre di materiali silicei verificatosi soprattutto in conseguenza delle piene autunnali del 2000 e 2002, nel corso delle quali sono state veicolate a lago ingenti quantità di particellato inorganico a granulometria fine e dalla ridotta sedimentabilità. mg Si l -1 2,0 1,6 epilimnio lago 1,2 0,8 0,4 0, Fig Lago Maggiore (Ghiffa). Concentrazioni medie ponderate sui volumi di silicati reattivi nello strato epilimnico (0-25 m) e nell intero lago (0-370 m) nel decennio

61 3.3. Popolamenti planctonici Indagini sul fitoplancton Struttura dei popolamenti Lo schema dei campionamenti per il fitoplancton si è uniformato, anche per il 2004, alla serie storica dei campionamenti sul Lago Maggiore. Nella stazione al largo di Ghiffa sono stati effettuati, tra il 14 Gennaio ed il 15 Dicembre, 20 sopralluoghi con prelevamento di campioni d'acqua nello strato 0-20 m, con frequenza mensile nei mesi di Gennaio, Febbraio, Novembre e Dicembre, all incirca quindicinale nella restante parte dell'anno. I campioni sono stati analizzati in laboratorio seguendo le tecniche già utilizzate negli anni passati, per quanto riguarda i conteggi, l'identificazione delle specie e il calcolo della biomassa (biovolume). Per la determinazione della concentrazione della clorofilla a e dei feopigmenti si è seguita, nella maggior parte dei casi la metodica di estrazione e lettura spettrometrica utilizzata solitamente. Il numero totale dei taxa censiti durante il 2004 è stato di 82 unità, in linea con i valori misurati dal 2000 ad oggi, uguali o superiori alle 80 unità tassonomiche (Fig ). Il confronto con i valori degli anni immediatamente precedenti sembra indicare il raggiungimento di una certa stabilità nel valore di questo indice di biodiversità, che denota la presenza di un popolamento algale ormai ben diversificato N.di specie Specie per campione Specie dominanti Fig Evoluzione del numero totale di specie censite, del numero medio di specie per campione e del numero di specie significative (v. testo). 53

62 Nel 2004 il numero medio di specie per campione è risultato uguale a 34 (Fig ), valore assolutamente in linea con la media del periodo , risultata di circa 32. Le piccole oscillazioni che occasionalmente sono state osservate negli ultimi 8 anni (dalle 27 specie del 1997 alle 35 del 1999) devono essere quindi interpretate come fluttuazioni casuali. Il numero di specie significative (dominanti in quanto concorrenti a formare almeno l'80% del biovolume totale almeno una volta nel corso dell'anno) ha mostrato, invece, una leggera flessione nel 2004 (30 specie, contro le 38 del 2003; Fig ), sebbene rientri anch esso nell ambito dei valori tipici del periodo temporale a cavallo tra la fine degli anni 90 e l inizio degli anni 2000, valori significativamente più elevati di quelli osservati nel decennio precedente, quando lo stato trofico del lago era più elevato. Un gran numero di specie dominanti è indicativo di una ripartizione decisamente omogenea degli individui tra le specie presenti di volta in volta nel corso della successione stagionale e testimonia una alta biodiversità dell ambiente. Le specie o generi censiti globalmente durante l'anno mostrano alcune differenze rispetto al 2003 nella loro ripartizione numerica tra le categorie sistematiche maggiori. La classe con il maggior numero di taxa torna ad essere quella delle diatomee, che contano, nel 2004, 19 unità tassonomiche, seguita, da cloroficee e cianobatteri, entrambe con 18 unità, sebbene le prime siano scese rispetto ai 26 taxa del 2003 ed i secondi siano leggermente aumentati (erano 13 unità sistematiche nel 2003). Seguono, in ordine di importanza, le crisoficee, rimaste a 13 unità, le criptoficee e le dinoficee, che con 9 e 5 unità tassonomiche rispettivamente, sono, come di consueto, i gruppi meno rappresentati nella flora pelagica del Lago Maggiore. La successione stagionale si è svolta, nel 2004, con una dinamica molto simile a quella solitamente osservata nel Lago Maggiore (Fig a). Diatomee e cianobatteri hanno rappresentato, come di consueto, i gruppi dominanti, sebbene, in estate ed in autunno un contributo significativo sia venuto anche da criptoficee e dinoflagellati. Lo sviluppo primaverile dei popolamenti algali ha inizio, nel 2004, verso la metà di Marzo, con un primo picco delle diatomee, seguito da una diminuzione all inizio di Maggio, e da una successiva ed immediata ripresa, che culmina, il 19 Maggio, con un picco di biovolume di circa 3000 mm 3 m -3, cui contribuiscono in analoga misura Fragilaria crotonensis e Tabellaria flocculosa. Dal 2000 ad oggi, solamente nel 2003 e nel 2004 la fase primaverile della successione algale è iniziata con un biovolume superiore a 2000 mm 3 m -3 : entrambi questi anni sono stati caratterizzati da inverni con ventosità particolarmente elevate (Ambrosetti, Barbanti, Ferrari e Rolla, rapporto presente). Si può, quindi, ragionevolmente ipotizzare che, tra i fenomeni responsabili del picco di biovolume osservato in Aprile, vi sia stata anche l eccezionale intensità del vento registrata nei mesi invernali e primaverili, con il massimo dell anno misurato proprio in Aprile. Il confronto tra la dinamica del fitoplancton e quella dei parametri meteorologici conferma, una volta ancora, il ruolo chiave che questi ultimi giocano nell influenzare la crescita delle diatomee all inizio della primavera. Dalla fine di Giugno si assiste ad una forte riduzione delle diatomee, che risultano praticamente assenti dalla biocenosi algale per tutto il mese di Luglio. Una loro ripresa si osserva, comunque, a partire dal mese di Agosto (Fig a, b). La crescita dei cianobatteri appare scarsa anche nel 2004 (Fig a), sebbene in leggera ripresa rispetto all anno precedente: in generale, si confermano la forte riduzione delle Chroococcales di piccole dimensioni, appartenenti al genere 54

63 Aphanothece ed il modesto sviluppo degli altri cianobatteri tipicamente dominanti nel periodo estivo (Planktothrix rubescens/agardhii, Pseudanabaena limnetica e Snowella lacustris). Tra i cianobatteri, una certa importanza, limitatamente ad un breve periodo estivo, è stata raggiunta da Aphanizomenon flos-aquae e Cyanodictyon planctonicum Variazioni della biomassa Dal 1981, cioè dall inizio del processo di oligotrofizzazione del Lago Maggiore si è osservata una diminuzione costante dei valori medi annui del biovolume complessivo del fitoplancton e della concentrazione della clorofilla a: nel 2004 questi parametri hanno mostrato un leggero aumento rispetto al 2003, con un biovolume attestato a 0,97 cm 3 m -3 (0,94 nel 2003) e la clorofilla a a 3,24 mg m -3 (2,54 nel 2003). L aumento della clorofilla media annua è imputabile, prevalentemente, ai valori misurati nel periodo primaverile: infatti, dopo il picco di 8,64 mg m -3, registrato alla fine di Marzo, la clorofilla a nella zona eufotica ha mantenuto una concentrazione prossima o superiore a 7,0 mg m -3 fino alla metà del mese di Maggio. La ragione di ciò è da ricercare nella prolungata fase di crescita del popolamento a diatomee, sostenuta da una combinazione di condizioni meteorologiche ottimali (Ambrosetti, Barbanti, Ferrari e Rolla, rapporto presente). L azione concomitante di un inverno eccezionalmente ventoso, una radiazione solare particolarmente alta in primavera ed una circolazione delle acque fino a profondità elevata (circa 200 m) ha prodotto un lungo periodo di elevata turbolenza, garantendo inoltre un apporto ottimale di nutrienti, che, insieme alla abbondante radiazione luminosa, hanno creato un ambiente particolarmente favorevole allo sviluppo delle diatomee. Una situazione molto simile si era avuta anche nel 2002, anno in cui i valori di biovolume e clorofilla a, come media annua, erano stati pressoché identici a quelli misurati nel Nel corso del 2004 il picco massimo di biovolume totale è stato registrato il 19 Maggio (oltre 2980 mm 3 m -3 ), sebbene questo sia stato preceduto da un picco leggermente più basso (2810 mm 3 m -3 ), misurato il 21 Aprile (Fig a). La successione primaverile delle diatomee osservata nel 2004 rispecchia quella descritta nel 2002: la prima fase di sviluppo, che si verifica durante il mese di Marzo, vede la dominanza di Aulacoseira islandica morf. helvetica, Cyclotella pseudostelligera e Fragilaria crotonensis. Dalla fine di Marzo alla fine di Maggio scompare C. pseudostelligera ed assume un ruolo dominante Asterionella formosa, essendo codominanti Fragilaria crotonensis ed Aulacoseira islandica morf. helvetica. In questa fase compare anche Tabellaria flocculosa. Da fine Maggio Asterionella formosa riduce enormemente la sua importanza e la fase tardo-primaverile (Maggio-Giugno) della successione a diatomee vede la larga dominanza di Tabellaria flocculosa, insieme a Fragilaria crotonensis come co-dominante. L alternanza delle diverse specie di diatomee nel periodo primaverile rispecchia molto bene le rispettive esigenze ecologiche, in particolare riguardo ai rapporti di nutrienti più favorevoli o alle intensità della radiazione luminosa ottimali per la crescita. Secondo [3], le interazioni competitive tra diatomee sono regolate, a parità di altre condizioni ambientali, dalla variazione del rapporto silice/fosforo: la successione Aulacoseira-Cyclotella-Asterionella-Fragilaria-Tabellaria osservata nel Lago Maggiore è in buon accordo con le osservazioni di [3] e sembra indicare un graduale esaurimento dei fosfati, seguito da quello dei silicati: infatti, Aulacoseira e Cyclotella, 55

64 che aprono la successione, sono ottimi competitori per i silicati, ma mostrano un limite più alto degli altri generi per la disponibilità di fosforo mm 3 m gen-04 feb-04 mar-04 apr-04 mag-04 giu-04 lug-04 ago-04 set-04 ott-04 nov-04 dic-04 Ultraplancton Cyanoprokaryota Bacillariophyceae Chrysophyceae Cryptophyta Dinophyceae Chlorophyta Fig a. Biovolumi cumulati dei principali raggruppamenti sistematici per il Per questa ragione vengono sostituite da Asterionella formosa, che è un competitore superiore per il fosforo. Via via che questa risorsa si consuma, Fragilaria crotonensis prende il posto di Asterionella formosa: verso la fine di Aprile comincia a diventare limitante anche la silice e Tabellaria flocculosa, che mostra una affinità più elevata per i silicati, diventa la specie dominante, mantenendo una biomassa elevata fino al momento in cui l esaurimento dei silicati determina il crollo della popolazione (Fig b). Inoltre, con l aumento della radiazione incidente tra Aprile e Maggio, Tabellaria flocculosa risulta favorita, rispetto ad Asterionella e Fragilaria, anche dalla sua minore sensibilità a radiazioni troppo elevate [4]. Nei mesi estivi si osserva, come in anni precedenti, ancora un picco di diatomee, essenzialmente dovuto a Fragilaria crotonensis, che colonizza probabilmente la nicchia metalimnetica, secondo la strategia descritta in [5]. Per quanto riguarda gli altri gruppi algali, i cianobatteri si ritrovano soprattutto in estate, seppure con biovolumi modesti. Dominanti, nell estate 2004, sono in prevalenza le Oscillatoriales, con Planktothrix rubescens/agardhii ed Oscillatoria cfr. tenuis. Anche Cyanodictyon planctonicum e Snowella lacustris danno un contributo significativo al biovolume estivo dei cianobatteri. Risulta, invece, fortemente ridotto il contributo di Aphanizomenon flos-aquae, che era stata la specie dominante durante l estate eccezionalmente calda del Tra i dinoflagellati, Ceratium hirundinella ha raggiunto, nel 2004, valori di biovolume significativi, con un periodo di dominanza che ha avuto inizio in Giugno e si 56

65 è protratto fino ai mesi autunnali (Fig b). In anni passati lo sviluppo di questa specie occupava un arco temporale limitato ai mesi estivi, essendo, in ogni caso, una presenza costante nelle associazioni fitoplanctoniche del Maggiore Tychonema sp. Tabellaria flocculosa Snowella lacustris mm 3 m Planktothrix rubescens/agardhii Plagioselmis nannoplanctica Oscillatoria cfr. tenuis Katablepharis ovalis Gymnodinium helveticum Fragilaria crotonensis Cyclotella comensis Cyanodictyon planctonicum Cryptomonas ovata Cryptomonas erosa Coelastrum polychordum Chrysochromulina parva Ceratium hirundinella Cyclotella pseudostelligera 0 gen-04 feb-04 mar-04 apr-04 mag-04 giu-04 lug-04 ago-04 set-04 ott-04 nov-04 dic-04 Cryptomonas sp. Asterionella formosa Aphanizomenon flos-aquae A. islandica morf. helvetica Fig b. Biovolumi cumulati di entità sistematiche particolarmente significative. Le Cryptophyta (Fig a) danno un contributo soprattutto con Katablepharis ovalis nel passaggio dalla primavera all estate, con Cryptomonas erosa, prevalentemente concentrata tra Aprile ed Agosto e con Plagioselmis nannoplanctica, praticamente ubiquitaria. Nonostante una certa ricchezza in specie, la presenza delle Chrysophyceae in termini di biovolume è stata, nel 2004, decisamente poco significativa: solo Chrysochromulina parva è rientrata occasionalmente nel gruppo delle dominanti, senza mostrare, peraltro, una evidente stagionalità. Analogamente all anno passato, l importanza delle Chlorophyta risulta drasticamente ridotta: in pratica, delle 18 specie rinvenute, solo Coelastrum polychordum raggiunge biovolumi di qualche rilievo tra la fine di Settembre e Novembre, con un massimo di 342 mm 3 m -3, misurato il 22 Settembre. Come precedentemente riportato, la serie dei dati relativi alla concentrazione della clorofilla a mostra i valori mediamente più alti nel periodo primaverile, con il massimo assoluto registrato il 24 Marzo (8,64 mg m -3 ). I valori più bassi sono stati concentrati, come di consueto, nei mesi invernali, col minimo misurato il 3 Marzo (0,48 mg m -3 ), mentre la media dei mesi estivi è stata di circa 3,00 mg m -3. In conclusione, le osservazioni compiute nell anno 2004 confermano, in generale, il raggiungimento di una sostanziale stabilità nella composizione specifica del fitoplancton, ma, allo stesso tempo, evidenziano, una volta di più, che eventuali scostamenti dallo schema di successione caratteristico, sono imputabili, in gran parte, 57

66 alle vicende meteorologiche. L idrologia del bacino del Lago Maggiore è tale per cui gli eventi meteo-climatici hanno una forte influenza sulle dinamiche del plancton e possono essere fonte di una significativa variabilità interannuale, come si può valutare dall analisi delle dinamiche del fitoplancton negli anni , caratterizzati da peculiari fenomeni idrologici e meteorologici. Di conseguenza, si sottolinea l importanza degli studi di lungo termine, in quanto permettono, da un lato, di discriminare gli effetti di fenomeni occasionali e, dall altro, di valutare se le modificazioni osservate siano il risultato di cambiamenti profondi dell ecosistema. 58

67 Dinamica stagionale del popolamento zooplanctonico La temperatura ambientale è un parametro molto importante per gli organismi zooplanctonici: trattandosi di organismi eterotermi, le loro funzioni vitali dipendono in misura esponenziale dalle temperature ambientali. Anche la velocità di moto e di cattura delle prede dipendono, a parità di stadio di sviluppo, dalla temperatura ambientale. Le temperature influenzano inoltre la distribuzione in quota delle diverse specie: mentre organismi quali Diaphanosoma brachyurum prediligono gli strati epilimnetici, altri tendono a privilegiare le zone dell ipolimnio a temperature più basse (Cyclops abyssorum). È inoltre nota la presenza di organismi che prediligono zone batiali, quali Megacyclops viridis, definita da Pirocchi (1947) [6] specie tipicamente batiale, abitante le acque profonde del lago, caratterizzata da forme locali, con un isolamento ecologico. Nella figura 3.3.2a sono riportate le temperature medie e quelle massime rilevate nel corso del 2004 nella colonna d acqua compresa tra 0 e 50 metri, entro la quale sono stati effettuati, come di consueto, i campionamenti di materiale zooplanctonico; a titolo di confronto si riportano anche quelle registrate nel corso del 2001 e del 2003, in quanto rappresentative del periodo recente e misurate con una frequenza paragonabile a quella dell anno oggetto di questo studio. Il 2004 sembra essere stato un anno mediamente freddo: la curva relativa ai dati di temperatura è costantemente al di sotto, non solamente di quella relativa al 2003, anno che fu eccezionalmente caldo, ma anche rispetto a quella del Tuttavia, il fatto che i valori massimi siano risultati, soprattutto a Giugno e ad Agosto-Settembre, più elevati di quelli del 2001, fa pensare ad una più spiccata stratificazione termica delle acque epilimnetiche (cfr. capitolo sulla limnologia fisica) media 2001 max 2001 media 2003 max 2003 media 2004 max 2004 C GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig a. Andamento delle temperature medie e massime delle acque del Lago Maggiore registrate nello strato 0-50 m durante il 2004; a titolo di confronto vengono riportati i dati relativi agli anni 2001 e

68 Il dato della trasparenza delle acque nella stazione di campionamento di Ghiffa viene ritenuto rappresentativo delle disponibilità alimentari per lo zooplancton, essendo l apporto di materiale dai tributari solitamente trascurabile in questa stazione pelagica; quest ultimo riveste un ruolo importante solamente in zone più prossime all ingresso in lago del Fiume Toce [7]. Nei primi tre mesi dell anno 2004 (Fig.3.3.2b) i valori della trasparenza, misurata mediante disco di Secchi, sono stati più elevati di quelli dei due anni di confronto: il massimo, di poco superiore a 14 m, è stato raggiunto a Marzo anziché a Febbraio. La trasparenza è stata più bassa, anche rispetto agli anni di confronto, nel periodo Aprile-Giugno, durante il quale è lecito ipotizzare un aumentata biomassa algale. Il successivo aumento nel periodo Luglio-Ottobre è stato accompagnato da fluttuazioni di un certo rilievo, in particolare è degno di nota il dato di 9 metri all inizio di Agosto, che rappresenta il massimo del periodo estivo. Un secondo decremento ha caratterizzato il mese di Novembre, nel quale si è rilevato un minimo di 3,5 m, probabilmente in conseguenza di una fioritura algale autunnale Secchi 2001 Secchi 2003 Secchi 2004 profondità (m) GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig b. Trasparenza (m) delle acque del Lago Maggiore misurata con disco di Secchi nel corso del 2004; i dati vengono raffrontati con quelli relativi agli anni 2001 e Come si può osservare nel grafico in figura 3.3.2c. la crescita numerica del popolamento ha avuto inizio in Aprile e la densità di popolazione massima è stata raggiunta a Giugno, in ritardo rispetto agli altri anni, e con un valore decisamente ragguardevole, di oltre 120 ind l -1. A determinarla sono stati prevalentemente i rotiferi, presenti con densità di popolazione doppie di quelle registrate lo scorso anno, paragonabili a quelle, eccezionali, rilevate nel 2001 [8]. E mancato, nel 2004, il picco autunnale, mentre una discreta crescita ha caratterizzato il mese di Dicembre. La densità di popolazione media annuale del popolamento, dell ordine di 48 ind l -1, è stata maggiore di quella del 2003 e simile a quella registrata nel

69 Rotiferi Cladoceri Copepodi ind m GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig c. Dinamica stagionale delle diverse componenti del popolamento mesozooplanctonico durante il Mixodiaptomus laciniatus Megacyclops viridis Mesocyclops leuckarti Eudiaptomus padanus Cyclops abyssorum ind m GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig d. Dinamica stagionale delle diverse specie di copepodi zooplanctonici durante il Il Lago Maggiore è da sempre definito un lago a copepodi, in quanto la densità di popolazione di questi organismi è apprezzabile durante tutto l arco dell anno. Tuttavia, le variazioni nella 61

70 densità numerica del popolamento sono determinate dai rotiferi, responsabili dello sviluppo del periodo primaverile-estivo, nel 2004 risultato in anticipo, tra Marzo e Aprile (Fig b). Il calo della trasparenza di questo periodo è indicativo di un aumento nelle disponibilità alimentari, aumento che si traduce in un iniziale sviluppo delle popolazioni a più rapido tasso di crescita. Durante gli altri mesi dell anno la componente numericamente maggiore è stata quella dei copepodi, soprattutto dei loro stadi naupliari. Cinque diverse specie, due di diaptomidi e tre di ciclopidi, costituiscono il popolamento a copepodi dello zooplancton pelagico del Lago Maggiore (Fig c). Nel 2004, i diaptomidi hanno rappresentato la componente dominante del popolamento a copepodi, soprattutto con Eudiaptomus padanus, che ha raggiunto il picco in densità a Luglio e la cui presenza media annuale è stata superiore a quella dei due anni precedenti [9]. Delle altre due specie, Mesocyclops leuckarti e Cyclops abyssorum, la seconda è stata maggiormente presente tra Marzo e Aprile e a Dicembre, mentre con l arrivo dell estate si è verificata la classica transizione da Cyclops a Mesocyclops [10], a conferma del fatto che quest ultimo predilige il periodo più caldo e a maggiore stratificazione termica (Fig d). Da notare il ritrovamento, tra Marzo ed Ottobre, di individui che, pur avendo i tratti diagnostici di Cyclops abyssorum, presentavano una taglia inferiore a quella tipica della specie [11, 12]. Essi rappresentavano una componente numericamente trascurabile della popolazione e pertanto non sono stati inclusi nel totale relativo a Cyclops abyssorum, in attesa che la loro diagnosi venga confermata mediante criteri diversi da quelli morfologici. Nel complesso, la presenza media dei copepodi nell arco dell anno è risultata maggiore di quella del 2003 e simile a quella registrata nel Nei primi due mesi dell anno il popolamento a rotiferi era costituito da poche specie, tutte presenti a bassissimi livelli di densità (Fig e). ALTRI Keratella spp. Conochilus Kellicottia longispina Filinia longiseta Asplanchna priodonta Synchaeta tremula Euchlanis dilatata Synchaeta oblonga Trichocerca porcellus Trichocerca rousseleti Ascomorpha spp. Ploesoma hudsoni Polyarthra spp. Notholca ind m GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig.3.3.2e. Dinamica stagionale del numero di specie e dell abbondanza numerica dei rotiferi zooplanctonici nel Con l arrivo di Marzo, e in concomitanza con l aumento delle disponibilità alimentari (brusco calo nella trasparenza, cfr. Fig a), sia il numero di specie sia la loro abbondanza numerica 62

71 sono aumentate, fino al raggiungimento a metà Giugno del picco in densità, con oltre 100 ind l -1, e sedici specie presenti; tra esse dominavano Conochilus hippocrepis (59 ind l -1 ), il rotifero coloniale che sostituì Daphnia negli anni nei quali essa era poco abbondante, e quella specie di Notholca di grosse dimensioni, munita di spina caudale, la cui presenza fu segnalata già nel [13, 14]. Il picco dei rotiferi è stato registrato in ritardo rispetto agli anni precedenti (a Giugno anziché a Maggio) ed è risultato di entità paragonabile a quello del Tale ritardo è con tutta probabilità da attribuire al più lento riscaldamento delle acque nel periodo Gennaio-Aprile. Degno di nota è il secondo picco, registrato a Dicembre, in concomitanza con un forte calo nella trasparenza delle acque, e dovuto sostanzialmente alle specie del genere Polyarthra, in particolar modo a P. vulgarisdolichoptera. Il tasso riproduttivo di questi organismi è correlato positivamente con l abbondanza di Cryptomonas [15, 16], una criptoficea più propriamente definita flagellato mixotrofo, il cui sviluppo numerico è particolarmente favorito da condizioni di luce attenuata e da scarse disponibilità di nutrienti: la capacità di nuotare fa sì che questi organismi possano spostarsi verso la zona eufotica e la loro mixotrofia li rende capaci di utilizzare i batteri come fonte alternativa di azoto e fosforo [17]. Essi tendono a formare microstratificazioni in prossimità di procarioti fagotrofi e nel chemoclinio [18]. I cladoceri rappresentano generalmente una frazione poco rilevante della densità numerica del popolamento; essi hanno assunto, nell anno oggetto dello studio, una discreta importanza relativa da Luglio ad Ottobre, ed in particolare in Settembre-Ottobre, quando la loro presenza numerica è risultata pari a quella dei rotiferi. A dispetto della loro scarsa importanza numerica, essi sono la componente che maggiormente è stata influenzata dalle modificazioni nello stato trofico del lago [19]. Con l oligotrofizzazione la loro densità di popolazione, e soprattutto quella di Daphnia, è diminuita fortemente, mentre è aumentata quella del cladocero predatore Bythotrephes longimanus [20]. Daphnia (D. hyalina-galeata) è divenuta negli anni dell oligotrofizzazione del lago specie rara: nel periodo essa non raggiungeva, al picco, il valore di 1 ind l -1. Tale drammatico declino, che poteva indurre ad ipotizzare ormai prossima la sua scomparsa, si è interrotto a partire dal 1998 [9]. Nell anno oggetto di studio la sua presenza numerica non è stata particolarmente rilevante; sono stati registrati due picchi, il primo a metà Aprile, il secondo a fine Maggio, con valori di poco superiori a 3 ind l -1 (Fig f). Per tutto il periodo estivo la sua presenza numerica si è mantenuta su valori decisamente bassi, inferiori a 1 ind l -1. La media annuale è risultata anch essa bassa (0,73 ind l -1 ), nettamente inferiore a quella registrata nel corso del 2003 (2 ind l -1 ), ma molto simile a quella del 2001 (0,71 ind l -1 ). 63

72 Daphnia Bosmina Diaphanosoma ind m GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig f. Dinamica stagionale dei cladoceri particle feeders nel corso del Il 2004 è stato caratterizzato dal notevole sviluppo numerico di Diaphanosoma brachyurum (Fig f), specie dominante da Giugno a Settembre, e il cui valore di picco a fine Luglio è stato paragonabile a quello che venne registrato nel lontano 1993 [14, 21]. La dinamica stagionale dei cladoceri del Lago Maggiore nel periodo precedente all oligotrofizzazione era caratterizzata da un iniziale sviluppo numerico della popolazione di Eubosmina, al quale faceva seguito quello di Daphnia e successivamente di Diaphanosoma. Tale successione è risultata alterata durante e dopo l oligotrofizzazione: in particolare è venuta a mancare la fase primaverile di crescita di Bosmina [22, 23], forse anche a seguito del più precoce sviluppo di Daphnia, divenuta specie primaverile piuttosto che estiva. Anche nell anno 2004 lo sviluppo di Bosmina (principalmente Eubosmina longispina) (Fig f) è stato successivo a quello di Daphnia: un primo massimo è stato registrato a metà Giugno con 4,5 ind l -1 ; una seconda fase di sviluppo, con il raggiungimento a metà agosto di 4,4 ind l -1 è risultata successiva all incremento numerico di Diaphanosoma. Così come segnalato a partire dal Novembre del 2000, subito dopo l esondazione del lago [24], in aggiunta ad Eubosmina longispina è stata ritrovata da Maggio ad Agosto anche la specie Bosmina longirostris. Nel Lago Maggiore sono presenti due specie di cladoceri predatori: Bythotrephes longimanus e Leptodora kindti. Delle due, Bythotrephes longimanus è la specie a sviluppo più precoce. Nell'anno oggetto dello studio lo sviluppo numerico è stato massimo a metà Giugno, con un valore pari a 0,16 ind l -1 e dell ordine di 0,05 a 0,1 ind l -1 in estate; ad un calo a Settembre ha fatto seguito una seconda fase di crescita autunnale. 64

73 Leptodora kindtii Bythotrephes longimanus ind m GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC Fig g. Dinamica stagionale delle popolazioni dei cladoceri predatori Bythotrephes longimanus e Leptodora kindtii nel corso del Leptodora kindtii (Fig g) ha raggiunto la massima densità di popolazione all inizio di Luglio con un valore di 0,4 ind l -1, superiore a quello di Bythotrephes. La sua densità numerica si è mantenuta elevata fino alla prima settimana di Agosto, a partire dalla quale la densità di popolazione ha iniziato a diminuire, rimanendo per il successivo periodo dell anno inferiore a 0,1 ind l -1. A determinare l'iniziale sviluppo numerico della popolazione dei cladoceri predatori è la schiusa delle uova durature portate dalle femmine nella sacca incubatrice dorsale; tali uova sono il risultato di una riproduzione mittica. Nel caso di Leptodora, da esse si svilupperanno non già individui morfologicamente identici agli adulti, bensì i metanaupli, vale a dire individui che solo dopo metamorfosi daranno vita alle giovani femmine. Le uova durature di Leptodora kindtii sono comparse agli inizi di Giugno: esse richiedono per la schiusa temperature superiori a 15 C, che nell'epilimnio del lago sono state raggiunte a fine Giugno; è in questi campioni che sono stati rinvenuti individui allo stadio di metanauplio. Nel Lago Maggiore il popolamento a Daphnia è costituito da D. hyalina, D. galeata e dai loro ibridi. La distinzione tra specie parentali e ibridi fra esse è possibile anche su basi morfometriche [25, 26, 27]. Il raffronto diagnostico ottenuto con i due differente metodi evidenzia buoni risultati anche per il 2004 (Fig h). 65

74 % 80 D.galeata D. galeata x D. hyalina allozimi morfometria (AM) Fig h. Confronto della diagnosi specifica risultante da analisi genetiche (allozimi) e morfologiche (morfometria; AM = antennula mound ) degli individui costituenti il popolamento a Daphnia (hyalina-galeata) del Lago Maggiore nel Maggio ROT CLA COP ind m media Fig i. Presenza media annuale dello zooplancton pelagico nelle sue tre componenti (ROT= Rotiferi; CLA= Cladoceri; COP= Copepodi): raffronto tra il dato relativo al 2004 e la media del quadriennio precedente. 66