ACQUE CORRENTI. Scelta delle stazioni di campionamento. Qualità dell habitat fluviale

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1 ACQUE CORRENTI Scelta delle stazioni di campionamento La campagna di raccolta dati è stata compiuta nei periodi idrologici di magra e ha riguardato 65 corsi d acqua, di interesse ittico, per un numero complessivo di 100 stazioni d indagine, scelte perché rappresentative delle situazioni più frequenti. A completamento dei dati sul popolamento ittico in territorio varesino, sono inoltre stati aggiunti i dati relativi al popolamento ittico del tratto di Fiume Ticino che attraversa la provincia e di alcuni suoi rami laterali, raccolti in occasione della Ricerca sulla Fauna Ittica del Fiume Ticino (GRAIA 1999). In ciascuna delle stazioni d indagine si è provveduto al rilevamento delle seguenti informazioni: Qualità dell habitat fluviale I parametri indagati sono: Larghezza media dell alveo bagnato (m): è la media delle misurazioni di larghezza dell alveo bagnato effettuate in tre o più punti all interno della stazione di campionamento, utilizzando una bindella. Larghezza media dell alveo asciutto (m): è la media delle larghezze dell alveo asciutto misurate negli stessi punti. Lunghezza della stazione (m): è stata misurata con una bindella lungo l andamento del corso d acqua, dal punto di inizio del campionamento ittico al punto di termine. Profondità media (m): è la media ponderata delle misurazioni di profondità rilevate, con asta graduata, in tre diversi transetti opportunamente scelti all interno del tratto analizzato. Profondità massima (m): è stata misurata con asta graduata. Substrato di fondo: per valutarne la composizione è stata utilizzata una scala a granulometria crescente comprensiva di tutte le tipologie rinvenibili (Tabella 1). Tabella 1: Tabella T di riferimento per l individuazione delle diverse tipologie di substrato. Tipologia di substrato massi ciottoli ghiaia sabbia fango Granulometria mm mm 2-64 mm 0,062-2 mm < 0,062 mm Vegetazione acquatica: è stata registrata l eventuale presenza di macrofite sommerse o emergenti nonchè di periphyton, in considerazione dell importanza strutturale e trofica che questa componente riveste per la vita dei pesci. Vegetazione riparia: è stata registrata la tipologia dominante di vegetazione riparia, in considerazione del fondamentale ruolo sia funzionale che strutturale rivestito da questa componente, nell assicurare le capacità autodepurative dell ecosistema fluviale ed i suoi scambi con la terraferma, e nel provvedere all ombreggiamento, al rinforzo delle rive e alla creazione di rifugi per la fauna ittica. 7

2 Forma della sezione dell alveo: può essere più o meno irregolare, a seconda della tipologia del percorso fluviale; delle caratteristiche idrauliche del corso d acqua (per esempio: velocità di corrente e portata); della composizione del substrato di fondo. In generale vale la regola per cui più essa è irregolare, più è in grado di rispondere alle diverse esigenze della fauna ittica. Rifugi per la fauna ittica: questo parametro è stato valutato tenendo conto della natura del substrato di fondo (il quale più è grossolano, più assicura la disponibilità di spazi interstiziali utili allo scopo), della presenza di materiali di ritenzione in alveo, della natura e della struttura delle zone di ripa. Profilo delle rive: questo aspetto influisce sulle funzioni ecotonali della zona ripariale. Qui è anche registrata l eventuale presenza di interventi di artificializzazione. Erosione delle rive: ne è stata valutata la presenza, in considerazione degli effetti negativi che essa produce, in termini di instabilità delle rive e perdita di habitat fisico, sulla fauna ittica. Tipologia del percorso fluviale: in generale, più esso è irregolare, più l habitat fluviale si presenta diversificato e dunque idoneo ad ospitare comunità ittiche variamente composte e strutturate. Forma della valle: è la morfologia del territorio attraversato dal corso d acqua. Vegetazione dell area: la copertura vegetale del territorio circostante è un parametro importante in quanto consente di fare valutazioni sugli scambi di nutrienti tra ecosistema fluviale e ambiente. Uso del suolo: con questo parametro si valuta il grado di naturalità del territorio attraversato dal corso d acqua, e dunque gli effetti negativi che eventuali attività o insediamenti antropici presenti potrebbero avere su di esso. Strutture di interferenza: a questo livello viene meglio esplicitata la tipologia degli impatti di origine antropica che intervengono a modificare l ecosistema fluviale. Parametri chimico fisici delle acque La qualità dei corpi idrici è definita da un ampio spettro di caratteristiche chimico-fisiche e biologiche, la cui estrema variabilità, effetto delle innumerevoli influenze cui il corpo idrico è sottoposto (di natura antropica, geologica, climatica, biologica), ne rende difficoltosa l interpretazione. Il numero dei parametri che devono essere analizzati per la valutazione della qualità delle acque può essere però notevolmente ridotto se si utilizza come criterio di qualità quello necessario a garantire l uso cui tali acque sono destinate. In quest ambito sono stati presi in esame quei parametri che influiscono sull idoneità di un corpo idrico a ospitare la fauna ittica, e cioè: Temperatura, misurata mediante ossimetro portatile modello Hanna Instruments HI 9143 con compensazione per la salinità e l altitudine. Ossigeno disciolto, misurato mediante ossimetro portatile modello Hanna Instruments HI 9143 con compensazione per la salinità e l altitudine. ph, misurato mediante phmetro portatile modello Hanna Instruments HD Conducibilità elettrica, misurata mediante conducimetro portatile modello WTW LF 90. 8

3 Fauna ittica La comunità ittica è stata indagata tramite elettropesca, metodo di cattura relativamente rapido e innocuo per i pesci che possono così essere rimessi in libertà una volta effettuati i rilevamenti necessari. Tutti i soggetti catturati sono stati identificati, per la stima delle abbondanze numeriche delle singole specie. In presenza di popolazioni ittiche numericamente abbondanti e ben strutturate in classi d età sono stati raccolti sul campo, per ciascun soggetto catturato, i seguenti dati: lunghezza totale, misurata tramite ittiometro, con precisione ± 1 mm; peso, misurato tramite bilancia digitale, con precisione ± 2 g. campioni di scaglie, prelevati in taluni casi da un subcampione di soggetti, ritenuto rappresentativo della popolazione, per la determinazione dell età e l elaborazione della relativa curva di accrescimento lineare per la specie. Con i dati disponibili sono stati valutati: L accrescimento ponderale, valutato attraverso la relazione lunghezza - peso, rappresentata dalla equazione: peso = a (lunghezza) b con a e b coefficienti numerici. Il coefficiente ficiente di condizione K, calcolato con la seguente formula: K = peso (g)/ (lunghezza (cm)) 3 *100. L accrescimento lineare, calcolato secondo l equazione: L t = L : (1 exp (-k (t-t 0 ))) dove: L t = lunghezza totale del pesce; L := lunghezza massima teoricamente raggiungibile dal pesce; t 0 = età del pesce al tempo zero supponendo una crescita secondo l equazione suddetta; k = coefficiente di crescita; t = età del pesce espressa in anni. La fauna macrobentonica CAMPIONAMENTI QUALITATIVI E INDICE IBE In alcune delle stazioni d indagine sono stati effettuati campionamenti qualitativi di macrobenthos, mediante retino immanicato. I campioni raccolti sono stati utilizzati per la determinazione della qualità biologica delle acque. Essa è stata valutata utilizzando l indice IBE, il cui principio metodologico si basa sull analisi qualitativa della comunità macrobentonica. In particolare il valore di indice IBE si attribuisce sulla base della diversa sensibilità di alcuni gruppi di macroinvertebrati la cui presenza/assenza costituisce una prima indicazione sull entità del degrado ambientale, nonché al numero complessivo di unità sistematiche (taxa) che costituiscono la comunità macrobentonica e che di norma diminuisce in presenza di inquinamento. Il valore di IBE viene fatto corrispondere ad una delle cinque classi riportate di seguito, che esprimono un giudizio sintetico circa la qualità biologica delle acque. 9

4 Tabella 2: Classi di qualità e relativo r giudizio, secondo l indice IBE IBE Classe Qualità dell'acqua Giudizio Colore 10 + I buona Ambiente non inquinato o comunque non alterato in modo sensibile Azzurro 8-9 II accettabile Ambiente con moderati sintomi di inquinamento o di alterazione Verde 6-7 III dubbia Ambiente inquinato o comunque alterato Giallo 4-5 IV critica Ambiente molto inquinato o comunque molto alterato Arancione V molto critica Ambiente fortemente inquinato Rosso o fortemente alterato CAMPIONAMENTI QUANTITATIVI Sono stati eseguiti tramite retino Surber, che permette di raccogliere gli organismi presenti in un area delimitata da una cornice metallica rettangolare e quindi di dimensioni note (900 cm 2 ). I campioni raccolti sono stati utilizzati per: La valutazione della densità complessiva degli organismi macrobentonici, quali primaria risorsa alimentare per la fauna ittica. Il calcolo di alcuni indici di diversità che valutano i diversi aspetti che esprimono la struttura di una comunità, considerando le dimensioni della comunità stessa, la ricchezza specifica, l equiripartizione delle abbondanze delle singole specie o equitabilità (evenness), l eterogeneità e la dominanza. In particolare sono stati calcolati i seguenti indici: Indice di Margalef (R1):. calcolato secondo la seguente equazione: dove S è il numero di specie rinvenute e N è il numero totale di individui campionati. Indice di Shannon-Weaver (H ): calcolato secondo la seguente equazione: dove n i è il numero di individui appartenenti alla specie i.esima. Indice di Pielou (J): calcolato come: dove H max è il valore massimo dell indice di Shannon-Weaver ottenuto come logaritmo naturale di S. Family Biotic Index (FBI): calcolato come: FBI = dove xi = numero di individui per famiglia ti = valore di tolleranza della famiglia n = numero totale di organismi del campione 10

5 Il punteggio dello FBI così calcolato può quindi essere tradotto nelle corrispondenti classi di qualità e giudizi sul grado di inquinamento, come indicato in Tabella 3. Tabella 3: Classi di qualità e grado di inquinamento sulla base dei punteggi dello FBI Rapporto fra i Gruppi Funzionali dei Raschiatori e dei Raccoglitori. Questo indice descrive le comunità bentoniche delle zone riffle/run in base alle loro caratteristiche alimentari; l incremento di un gruppo rispetto alla situazione di riferimento indica un aumentata disponibilità della risorsa alimentare di cui si nutre. L arricchimento organico che provoca una maggiore disponibilità di materiale particolato fine, determina una prevalenza dei raccoglitori filtratori, che lo utilizzano come alimento. Contributo percentuale della famiglia dominante. Quando una comunità si mostra estremamente squilibrata, con la quasi totalità degli individui attribuibile ad una o poche unità sistematiche, possiamo ragionevolmente ritenere che la situazione ambientale sia alterata. % EPT. É la percentuale di taxa, sul totale, compresi nei gruppi degli Efemerotteri, Plecotteri e Tricotteri, che sono considerati fra i più sensibili alle alterazioni ambientali; generalmente quindi questo valore aumenta al migliorare della qualità dell acqua. Punteggio FBI Qualità Grado di inquinamento organico Eccellente Nessun segno di inquinamento organico Molto buona Possibile una lieve presenza di inquinamento organico Buona Segni di probabile presenza di inquinamento organico Discreta Moderato inquinamento organico Mediocre Accentuato inquinamento organico Scarsa Molto accentuato inquinamento organico Pessima Grave inquinamento organico Rapporto tra EPT e abbondanza dei Chironomidi (EPT/Chironomidi). Considera l abbondanza relativa in termini di numero di individui, di Efemerotteri, Plecotteri, Tricotteri e Chironomidi, come misura dell equilibrio esistente nella comunità macrobentonica. La presenza di una comunità in cui dominino Efemerotteri, Plecotteri e Tricotteri è indice di buona qualità, mentre la dominanza di Chironomidi indica solitamente stress ambientale. Habitat Quality Index (HQI) L Habitat Quality Index è un modello che calcola la capacità portante ittica di un corso d acqua popolato da Salmonidi. Esso è costituito da una regressione multipla che pone in relazione la biomassa di trote con alcune variabili ambientali del corso d acqua in cui vivono. In una stazione ritenuta rappresentativa del corso d acqua indagato, viene effettuata una campagna di raccolta dei dati relativi ai parametri ambientali da inserire nel modello; ad integrazione delle informazioni necessarie, alcuni dei dati possono essere reperiti in bibliografia. Completata l analisi dei dati, si assegna un punteggio finale ad ogni parametro dell HQI utilizzando una tabella con criteri standardizzati (Tabella 4); l elaborazione dei punteggi nel modello scelto determina il risultato finale, costituito dal valore di capacità portante per il corso d acqua di interesse. 11

6 Tabella 4: Elenco delle variabili per l applicazione del modello HQI Variabile Rapporto tra portata media di agosto e portata media annua (%) Variazioni annuali di portata Temperatura massima estiva ( C) Azoto nitrico (mg/l N-NO3) Abbondanza macrobenthos (N 0,1/m2) Diversità macrobenthos Disponibilità di rifugi (%) Lunghezza delle sponde in erosione (%) Substrato (vegetazione sommersa) Velocità di corrente (cm/s) Larghezza alveo bagnato (m) Il modello HQI è stato applicato su cinque corsi d acqua a Salmonidi della Provincia di Varese. La capacità portante teorica delle stazioni considerate è stata calcolata come media aritmetica dei risultati ottenuti dall applicazione dei due modelli. 12

7 LAGHI I laghi della Provincia di Varese Sono stati considerati in questo lavoro i principali bacini lacustri della provincia: Lago di Varese, Maggiore, Lugano, Comabbio, Monate, Ghirla, Ganna e Delio. Per la caratterizzazione trofica delle acque sono stati impiegati dati pregressi raccolti in studi di settore. Nella tabella 5 sono indicate, per singolo lago, le principali fonti informative utilizzate e il relativo periodo di riferimento. Tabella 5 Le principali fonti informative utilizzate Lago FONTE DATI PERIODO DI RIFERIMENTO Lago Maggiore Istituto Italiano di Idrobiologia - C.N.R. Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere Lago di Lugano Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere Lago di Varese CCR Ispra - Istituto Ambiente Provincia di Varese - Assessorato all'ambiente Università degli studi dell'insubria - Facoltà di scienze matematiche, fisiche, naturali - Sede di Varese Lago di Comabbio Società I Due Laghi Lago di Monate Società I Due Laghi Tutti i Laghi Istituto Italiano di Idrobiologia - C.N.R Metodi di elaborazione dei dati PARAMETRI INDICATORI DEL LIVELLO TROFICO I parametri fondamentali utilizzati per valutare lo stato trofico di un lago sono: concentrazione di fosforo (totale e biodisponibile); trasparenza (Disco di Secchi); concentrazione di Clorofilla a ; ossigeno disciolto. Oltre ai parametri sopra elencati, viene anche considerato il ruolo giocato dalla temperatura nell evoluzione stagionale di un lago. Di seguito viene discussa la relazione che sussiste tra l andamento dei parametri citati e lo stato trofico di un corpo lacustre. 13

8 Per valutare lo stato trofico dei laghi è stato utilizzato l indice MEI (Indice morfoedafico), secondo le formule: Log P = (± 0.09) x Log MEI alc r = 0.83 dove: Log P = (± 0.11) x Log MEI cond r = 0.71 MEI alc = alcalinità [meq/l] /profondità media; MEI cond = conducibilità [S/cm a 20 C] /profondità media. La classificazione trofica dei laghi è stata effettuata applicando il sistema di classificazione sviluppato dall OECD (Organization for Economic Development and Cooperation) nel quadro del Programma di controllo delle acque dolci (OECD, 1982). Nel presente lavoro vengono in particolare utilizzati due differenti sistemi di classificazione derivanti da tale studio: sistema a valori fissi sistema probabilistico La stima sull evoluzione trofica del lago, cioè dello stato trofico che raggiungerà un lago in seguito a variazioni del carico in ingresso è stata effettuata utilizzando il modello grafico di Vollenweider, in grado di restituire, in condizioni di equilibrio, lo stato trofico di un lago in funzione di: C: carico areale di fosforo annuo [gp / m 2 / anno]; Z: profondità media [m]; T r : tempo di ricambio effettivo [anni]. Figura 1: Il grafico di VollenweiderV 14

9 Carta delle vocazioni ittiche - Risultati RISULTATI 15

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