Bibliografia minima. AA.VV., IFF Indice di Funzionalità Fluviale. Manuale APAT 2007

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2 Bibliografia minima AA.VV., IFF Indice di Funzionalità Fluviale. Manuale APAT 2007 CAMPAIOLI S., GHETTI P.F., MINELLI A. E RUFFO S., Manuale per il riconoscimento dei macroinvertebrati delle acque dolci italiane. Volumi I e II. Provincia autonoma di Trento. Agenzia Provinciale per la Protezione dell Ambiente. Trento, agosto pagg. EISELER B., Bestimmungshilfen - Makrozoobenthos (1) - Taxonomie für die Praxis. Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW), Recklinghausen. GHETTI P.F., Manuale di Applicazione: Indice Biotico Esteso (I.B.E) - I macroinvertebrati nel controllo della qualità degli ambienti di acque correnti. Provincia Autonoma di Trento, Agenzia Provinciale per la Protezione dell Ambiente. SANSONI G., Atlante per il riconoscimento dei macroinvertebrati dei corsi d acqua italiani. Provincia autonoma di Trento. Agenzia Provinciale per la Protezione dell Ambiente, 191 pagg. TACHET H., BOURNAUD M. e RICHOUX P., Introduzione allo studio dei macroinvertebrati di acqua dolce (Sistematica elementare e prospettiva ecologica). Seconda edizione italiana. A cura di Geol@b o.n.l.u.s. Normativa italiana ed europea

3 Monitoraggio dell ecosistema fluviale Diversi livelli gerarchici di monitoraggio: MONITORAGGIO CHIMICO MONITORAGGIO BIOLOGICO MONITORAGGIO AMBIENTALE Metodi complementari, NON alternativi

4 La normativa in materia di acque DIRETTIVA 2000/60/CE (Water Framework Directive) e s.m.i. Direttiva Quadro sulle acque istituisce un quadro comunitario per la protezione delle acque superficiali interne, delle acque di transizione, delle acque costiere e sotterranee. DECRETI LEGISLATIVI 152/1999 e 152/2006, s.m.i. DECRETO MINISTERIALE MATTM 260/2010 e s.m.i. tutela di acque superficiali, marine e sotterranee 152/99: associazione di approccio chimico e biologico

5 La normativa in materia di acque STATO ECOLOGICO dei corpi idrici (WFD) Elementi di qualità per la classificazione dello stato ecologico (fiumi) 1. Elementi biologici: flora acquatica: macrofite, fitobentos macroinvertebrati bentonici fauna ittica 2. Elementi idromorfologici regime idrologico continuità fluviale condizioni morfologiche 3. Elementi chimici e fisico-chimici salinità, T, ph, bilancio dell ossigeno, nutrienti concentrazioni degli inquinanti (altre direttive U.E.)

6 Direttiva 2000/60/CE STATO ECOLOGICO dei corpi idrici EQR (Environmental Quality Ratio) = valori misurati valori di riferimento 0 EQR 1 pessimo STATO ECOLOGICO ottimo mediocre moderato buono

7 Elementi biologici nella normativa D.lgs. 152/1999 WFD D.lgs. 152/2006 Flora - Fitoplancton, macrofite, fitobenthos Fitoplancton, macrofite, fitobenthos Fauna Macroinvertebrati bentonici (IBE) Macroinvertebrati bentonici (STAR_ICMi), fauna ittica Macroinvertebrati bentonici (STAR_ICMi), fauna ittica

8 Finalità MONITORAGGIO BIOLOGICO Indice Biotico Esteso Formulare diagnosi della qualità di ambienti di acque correnti sulla base delle modificazioni nella composizione delle comunità di macroinvertebrati, indotte da fattori di inquinamento delle acque e dei sedimenti o da significative alterazioni fisiche dell alveo bagnato. Ghetti, 1997 Confronto tra: composizione di una comunità ATTESA in un dato tratto di fiume comunità TEORICA composizione della comunità realmente PRESENTE nel medesimo tratto

9 Indice Biotico Esteso Attività di campo Scheda di campo descrittiva

10 Indice Biotico Esteso Attività di campo retino immanicato con raccoglitore terminale Campionamento 1. individuare un transetto in cui siano presenti il maggior numero di microhabitat del corso d acqua; 2. posizionare il retino controcorrente, ben aderente al substrato; 3. smuovere il sedimento di fondo con piedi e mani, in modo da convogliare i macroinvertebrati nel retino, quindi nel raccoglitore; 4. ripetere l operazione lungo tutto il transetto.

11 Attività di campo Indice Biotico Esteso Separazione e prima classificazione 1. versare piccole porzioni di campione in una bacinella bianca piatta; 2. effettuare una prima classificazione, eventualmente con l ausilio di una lente; 3. mettere gli organismi più rappresentativi della comunità in alcool al 70%.

12 Scheda di campo macrobenthos I = sicuramente presente L = abbondante U = dominante

13 Indice Biotico Esteso Attività di laboratorio Conferma sistematica Classificazione definitiva degli organismi tramite l impiego di: stereoscopio e, talvolta, microscopio manuali per il riconoscimento dei macroinvertebrati CHIAVI DICOTOMICHE

14 Indice Biotico Esteso Calcolo del valore di indice Due tipi di indicatori: 1. presenza di gruppi faunistici con diversa sensibilità agli inquinanti 2. ricchezza totale in taxa della comunità di macroinvertebrati Uso di una tabella a due entrate: traduzione della lista di taxa in un valore numerico discreto, l INDICE BIOTICO

15 tolleranza all inquinamento Monitoraggio dell ecosistema fluviale Indice Biotico Esteso Gruppi faunistici che determinano con la loro presenza l ingresso orizzontale Numero totale delle Unità Sistematiche costituenti la comunità (ingresso verticale) PLECOTTERI EFEMEROTTERI TRICOTTERI più di una U.S una sola U.S più di una U.S una sola U.S più di una U.S una sola U.S GAMMARIDI ASELLIDI OLIGOCHETI o CHIRONOMIDI ALTRI ORGANISMI tutte le U.S. sopra assenti tutte le U.S. sopra assenti tutte le U.S. sopra assenti tutte le U.S. sopra assenti

16 Unità Sistematiche Limiti obbligati per la definizione delle Unità Sistematiche INSETTI MOLLUSCHI Gruppi Faunistici da considerare PLECOTTERI EFEMEROTTERI TRICOTTERI COLEOTTERI ODONATI DITTERI ETEROTTERI BIVALVI GASTEROPODI CROSTACEI TRICLADI IRUDINEI OLIGOCHETI Livelli di determinazione tassonomica per definire le Unità Sistematiche genere genere famiglia famiglia genere famiglia famiglia famiglia famiglia famiglia genere genere famiglia

17 Indice Biotico Esteso Dal valore di indice alla Classe di Qualità Classi di Qualità Valore di I.B.E. Giudizio di Qualità Colore di Riferimento CLASSE I Ambiente non inquinato o comunque non alterato in modo sensibile azzurro CLASSE II 8-9 Ambiente con moderati sintomi di inquinamento o di alterazione verde CLASSE III 6-7 Ambiente inquinato o comunque alterato giallo CLASSE IV 4-5 Ambiente molto inquinato o comunque molto alterato arancione CLASSE V Ambiente fortemente inquinato o fortemente alterato rosso

18 Indice Biotico Esteso Cartografia: mappe di qualità

19 Necessità di adeguamento alla WFD Si poteva continuare a usare l IBE? Richieste WFD tolleranza, abbondanza, ricchezza/biodiversità campionamento quantitativo giudizio espresso attraverso il rapporto tra comunità campionata e comunità attesa nelle condizioni di riferimento applicabili al medesimo corpo idrico no abbondanza IBE campionamento non quantitativo riferimento teorico non differenziato per tipologie di corpo idrico Si poteva continuare a usare l IBE? NO Nuovo indice: STAR-ICMi

20 Metodo STAR-ICMi 1. Idro-ecoregioni: aree definite sulla base di orografia, geologia, clima; ecosistemi acquatici con variabilità limitata per le caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche

21 Metodo STAR-ICMi 2. Tipologie di corpo idrico in ciascuna idro-ecoregione Criteri per l individuazione delle tipologie: perennità e persistenza origine del corso d acqua distanza dalla sorgente (indicatore della taglia del corso d acqua) morfologia dell alveo possibile influenza del bacino a monte sul corpo idrico

22 Metodo STAR-ICMi Piemonte 7 idro-ecoregioni: 1. Alpi Occidentali 4. Alpi Meridionali 5. Monferrato 6. Pianura Padana 8. Appennino piemontese 9. Alpi Mediterranee 10. Appennino settentrionale 44 tipologie di corpo idrico

23 Metodo STAR-ICMi 3. Protocollo di campionamento modificato rispetto a IBE: a. selezione del sito da campionare, rappresentativo del tratto fluviale in esame; b. selezione dell area di campionamento: eventuale sequenza riffle/pool riffle pool

24 3. Protocollo di campionamento: Metodo STAR-ICMi c. campionamento quantitativo multihabitat proporzionale: campionamento dei microhabitat rappresentativi

25 3. Protocollo di campionamento: Metodo STAR-ICMi c. campionamento quantitativo multihabitat proporzionale: campionamento dei microhabitat rappresentativi

26 Macrolithal (MAC) Esempi di microhabitat Macrofite sommerse (SO)

27 3. Protocollo di campionamento: Metodo STAR-ICMi c. campionamento quantitativo multihabitat proporzionale: campionamento dei microhabitat rappresentativi in proporzione alla loro occorrenza (10 repliche) mappatura microhabitat distribuzione repliche

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30 Metodo STAR-ICMi 4. Elaborazione dei risultati: calcolo di 6 metriche relative a: tolleranza, abbondanza/habitat, diversità/ricchezza normalizzazione in base al valore della metrica in condizioni di riferimento moltiplicazione per il peso attribuito a ciascuna metrica: INDICE STAR-ICMi

31 Metodo STAR-ICMi Indice calcolato con il software MacrOper.ICM (Buffagni & Belfiore, 2013)

32 I MACROINVERTEBRATI OTTIMI INDICATORI BIOLOGICI sensibili all inquinamento e ai cambiamenti ambientali; facilmente riconoscibili e classificabili conoscenza approfondita di molte specie; ubiquitari, abbondanti e facili da campionare; sedentari, quindi rappresentativi delle condizioni locali; cicli vitali lunghi, per cui sono presenti stabilmente nel corso d acqua; alimento preferenziale dei pesci; composti di rappresentanti di diversi phyla e di diversi livelli trofici, con sensibilità differenti all inquinamento.

33 phylum Artropodi - classe INSETTI CAPO TORACE con antenne, apparato boccale e occhi, semplici o composti 3 segmenti: protorace mesotorace metatorace ADDOME 11 segmenti, detti uriti

34 ordine PLECOTTERI Morfologia 2 unghie pteroteche tracheobranchie toraciche (se presenti) 2 cerci pluriarticolati corpo allungato occhi composti laterali apparato boccale masticatore

35 Ecologia ordine PLECOTTERI larve stenoterme fredde: acque correnti fredde e ben ossigenate evitano l esposizione in corrente predatori (Perloidea) e erbivori o detritivori (Nemouroidea) in generale, sensibili agli effetti dell inquinamento Adulti Modesti volatori, vivono pochi giorni o poche settimane.

36 famiglia Leuctridae genere Leuctra 5-16 mm corpo allungato colore marrone chiaro o giallo pallido Frequenti e abbondanti in tutta Italia, dagli ambienti sorgivi ai fiumi di pianura.

37 10-16 mm famiglia Perlodidae genere Isoperla giallo con disegni contrastanti marroni o neri peli coricati su segmenti toracici e pteroteche Specie sensibili all inquinamento. Corsi d acqua dei rilievi e di pianura medio-alta con fondo a pietre e ciottoli.

38 famiglia Perlidae generi Dinocras e Perla Dinocras tracheobranchie toraciche ascellari Perla mm corpo tozzo scuro con disegni chiari specie sensibili mm corpo moderatamente slanciato chiaro con disegni scuri

39 famiglia Nemouridae generi Nemoura, Nemourella, Protonemura, Amphinemura astucci alari molto divergenti zampe posteriori più lunghe dell addome tracheobranchie protoraciche Protonemura: tre paia tubulari Amphinemura: due paia filamentose Generi diffusi in ruscelli e torrenti di quota medio-alta. Sensibili all inquinamento.

40 ordine EFEMEROTTERI Morfologia 1 unghia pteroteche tracheobranchie addominali 3 cerci pluriarticolati (paracerco) corpo allungato o appiattito dorsoventralmente occhi composti laterali o dorsali

41 Ecologia nella maggior parte degli ambienti dulciacquicoli, in acque correnti o ferme distribuzione condizionata da fattori fisici (es. natura del substrato, velocità della corrente) detritivori ed erbivori ordine EFEMEROTTERI in generale, sensibili agli effetti dell inquinamento, eccetto alcune specie molto tolleranti Adulti volgare: effimere vita molto breve, da poche ore a poche settimane, dedicata esclusivamente alla riproduzione (sono privi di apparato boccale)

42 famiglia Heptageniidae genere Ecdyonurus espansioni laminari laterali del pronoto 7-15 mm capo sub-ellittico forma litofila Frequente e abbondante nei tratti superiore e medio dei corsi d acqua; anche in fiumi di pianura con zone a pietre o ciottoli.

43 famiglia Heptageniidae genere Epeorus assenza del paracerco mm capo sub-ellittico forma litofila Tratto superiore di fiumi e torrenti non inquinati.

44 famiglia Baetidae genere Baetis tracheobranchie monolamellari paracerco più corto dei cerci 6-12 mm corpo cilindrico forma nuotatrice In una grande varietà di acque correnti, ma preferisce substrati duri. È il genere di efemerotteri più frequente ed abbondante, con numerose specie anche piuttosto resistenti all inquinamento.

45 Morfologia ordine TRICOTTERI 3 segmenti con tergiti variamente sclerificati: pronoto, mesonoto, metanoto tracheobranchie addominali, semplici o ramificate appendici anali: pigopodi Lunghezza: 3-30 mm

46 ordine TRICOTTERI Ecologia tutti gli ambienti dulciacquicoli ripari fissati al substrato o trasportabili (eccetto alcune famiglie) volgare: portasassi, portalegna sensibili all inquinamento, eccetto alcune specie molto tolleranti Adulti Somigliano a Lepidotteri notturni, ma hanno ali ricoperte da peli.

47 famiglia Limnephilidae segmenti toracici diversamente sclerificati mammelloni laterali e dorsali del primo urite tracheobranchie filiformi pigopodi brevi Costruiscono foderi di svariati materiali, tenuti insieme da una secrezione sericea adesiva. È la famiglia più ricca di generi e di specie dei Tricotteri italiani.

48 famiglia Hydropsychidae segmenti toracici interamente sclerificati tracheobranchie ventrali molto ramificate pigopodi sviluppati, con ventaglio di setole Tessono una rete di cattura orientata controcorrente, per catturare il materiale in sospensione. Molto frequenti, a tutte le quote; alcune specie tollerano inquinamenti rilevanti.

49 famiglia Rhyacophilidae solo pronoto sclerificato tracheobranchie laterali ramificate pigopodi molto sviluppati Larve predatrici, vivono libere muovendosi tra i sedimenti. Corsi d acqua montani e di pianura medio-alta, con fondo a pietre e ciottoli e acque fresche ben ossigenate.

50 famiglia Philopotamidae solo pronoto sclerificato pronoto con margine posteriore nero addome privo di tracheobranchie Detritivori, filtrano l acqua con una rete. Nei torrenti montani o nel tratto ritrale di grandi fiumi, con corrente veloce.

51 Morfologia ordine DITTERI larve sempre apode: non hanno zampe articolate, ma solo pseudopodi occhi semplici 3 tipi morfologici: 1. forma eucefala 2. forma emicefala 3. forma acefala

52 Ecologia ordine DITTERI Vasta gamma di biotopi: dalle cascate alle acque stagnanti, colonizzando tutti gli ambienti Regime alimentare vario: ricoprono tutti i ruoli trofici Non sono considerati buoni indicatori della qualità ambientale, poiché, in generale, tollerano l inquinamento Adulti Conducono vita aerea e sono diffusi in tutte le regioni della Terra.

53 famiglia Chironomidae capsula cefalica evidente coppia di pseudopodi protoracici coppia di pseudopodi ventrali 3-30 mm corpo cilindrico larva eucefala Ampia gamma di esigenze ecologiche. I chironomidi sono tra gli ultimi macroinvertebrati a scomparire dagli ambienti fortemente inquinati.

54 famiglia Simuliidae ventagli mandibolari filtranti uno pseudopodio toracico addome rigonfio disco di uncini terminale 4-12 mm larva eucefala Esigenti verso il tipo di substrato e la concentrazione di ossigeno disciolto; diversa sensibilità all inquinamento a seconda delle specie. Molto frequenti.

55 ordine ODONATI sottordine Anisotteri Morfologia addome depresso dorso-ventralmente e largo al centro decimo segmento con la piramide caudale MASCHERA 1-4 cm Adulti volgare: libellule. A riposo, portano le ali orizzontali e distese lateralmente al corpo.

56 ordine ODONATI sottordine Anisotteri Morfologia addome depresso dorso-ventralmente e largo al centro decimo segmento con la piramide caudale MASCHERA 1-4 cm Adulti volgare: libellule. A riposo, portano le ali orizzontali e distese lateralmente al corpo.

57 Morfologia ordine ODONATI sottordine Zigotteri addome sub-cilindrico decimo segmento con 3 lamelle respiratorie MASCHERA 1-4 cm Adulti volgare: damigelle. A riposo, portano le ali adagiate lungo l addome.

58 Ecologia ordine ODONATI In piccole e medie raccolte d acqua dolce, frequenti nei tratti di fiume a debole corrente e con abbondante vegetazione sommersa Larve predatrici: oligocheti, crostacei, insetti, avannotti MASCHERA Relativamente tolleranti all inquinamento

59 Si possono rinvenire negli ambienti acquatici sia allo stadio adulto sia a quelli larvali stadio adulto ordine COLEOTTERI Morfologia stadio larvale occhi composti elitre occhi semplici zampe toraciche articolate zampe ambulatorie zampe natatorie

60 ordine COLEOTTERI Ecologia colonizzano tutti gli ambienti acquatici, dalla pianura alla montagna; in generale, prediligono i microambienti ripari, con corrente ridotta e bassa profondità regime alimentare vario: carnivori, fitofagi, xilofagi, detritivori, onnivori relativamente tolleranti all inquinamento

61 phylum Artropodi - subphylum CROSTACEI Morfologia ord. ANFIPODI corpo compresso lateralmente assenza di carapace 7 paia di pereiopodi con funzione locomotoria

62 phylum Artropodi - subphylum CROSTACEI Morfologia ord. ISOPODI corpo appiattito dorso-ventralmente assenza di carapace 7 paia di pereiopodi con funzione locomotoria

63 phylum Artropodi - subphylum CROSTACEI Morfologia ord. DECAPODI ventaglio codale carapace ben sviluppato 5 paia di pereiopodi con funzione locomotoria

64 phylum Artropodi - subphylum CROSTACEI ordini Anfipodi, Isopodi, Decapodi Ecologia prediligono acque a decorso lento, con fondali fangosi e abbondante vegetazione (eccetto la famiglia Gammaridae, ord. Anfipodi) essenzialmente detritivori Anfipodi e Isopodi tollerano inquinamento moderato; i Decapodi sono molto sensibili (in declino in tutta Italia)

65 phylum Molluschi - classe GASTEROPODI Molluschi con conchiglia avvolta a spirale almeno negli stadi giovanili. Morfologia capo con tentacoli, occhi, bocca piede, organo di locomozione strisciante conchiglia contenente i visceri Ecologia in tutti gli ambienti di acque dolci, prediligono acque poco profonde, a lento scorrimento, con abbondante vegetazione alimentazione essenzialmente detritivora (raschiatori: radula) piuttosto tolleranti

66 Molluschi con corpo racchiuso in una conchiglia a 2 valve, articolate dorsalmente con la cerniera. phylum Molluschi - classe BIVALVI Morfologia privi di capo piede, organo fossorio conchiglia contenente i visceri Ecologia acque ferme o poco correnti, con substrato di sedimenti molli filtratori grande eterogeneità per quanto riguarda l adattamento ad acque inquinate

67 phylum Platelminti - ordine TRICLADI Nome comune: planarie Morfologia corpo fortemente appiattito e allungato capo poco differenziato bocca ventrale con faringe estroflettibile Ecologia acque correnti predatori e lucifughi

68 phylum Anellidi - classe IRUDINEI Nome comune: sanguisughe Morfologia presenza di 2 ventose alle estremità del corpo: attacco e movimento a compasso corpo di 33 segmenti Ecologia substrati duri, in acque stagnanti o correnti carnivori in generale, alta tolleranza all inquinamento (a condizioni anossiche)

69 MONITORAGGIO AMBIENTALE Indice di Funzionalità Fluviale Finalità valutazione dello stato complessivo dell ambiente fluviale e della sua funzionalità, intesa come risultato della sinergia e dell integrazione di un importante serie di fattori biotici e abiotici presenti nell ecosistema acquatico e in quello terrestre ad esso collegato. Si basa su: descrizione di parametri morfologici, strutturali e biotici dell ecosistema; analisi del grado di allontanamento dalla condizione di massima funzionalità

70 Applicazione Indice di Funzionalità Fluviale Qualunque ambiente di acqua corrente, sia di montagna, sia di pianura Non applicabilità: ambienti di transizione e di foce acque ferme Periodo di applicazione: fra il regime idrologico di morbida e di magra e comunque in un periodo di attività vegetativa

71 Indice di Funzionalità Fluviale Scheda Parte iniziale: informazioni ambientali di corredo 14 domande che riguardano le caratteristiche ecologiche di un corso d acqua Per ogni domanda: una sola delle 4 risposte predefinite Ad ogni risposta è attribuito un punteggio, che esprime le differenze funzionali tra le singole risposte: dalla massima alla minima funzionalità ecologica

72 Indice di Funzionalità Fluviale Scheda - compilazione da valle verso monte; individuazione tratto omogeneo con TMR (Tratto Minimo Rilevabile): Largh. alveo di morbida (m) TMR (m) L < < L < < L < < L < < L < L > 100 TMR = L possibili risposte diverse per le 2 sponde; quando riferito a parametro unico, si scrive punteggio unico in colonna centrale; sommatoria finale dei punteggi ottenuti: valore di IFF (14 300).

73 . Indice di Funzionalità Fluviale Livelli di funzionalità

74 . Indice di Funzionalità Fluviale Livelli di funzionalità

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76 Indice di Funzionalità Fluviale 1) Stato del territorio circostante

77 Indice di Funzionalità Fluviale 14) Comunità macrobentonica

78 Esempio 1

79 Indice di Funzionalità Fluviale esempio 1 Livello di funzionalità elevato: fascia di vegetazione riparia estesa estese strutture di ritenzione elevate micro e macrodiversità

80 Esempio 2

81 Indice di Funzionalità Fluviale esempio 2 Livello di funzionalità basso: opere di regimazione idraulica scarsa portata vegetazione riparia assente serie continua di raschi: banalità morfologica