Consiglio Nazionale delle Ricerche

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1 Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto per lo Studio degli Ecosistemi Sede di Verbania Ricerche sull evoluzione del Lago Maggiore Aspetti limnologici RAPPORTO SULLO STATO DI AVANZAMENTO DELLE RICERCHE Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere Luglio 2006

2 Meteorologia e idrodinamica lacustre Anche nel 2006 si sta continuando la raccolta e l analisi dei dati idro-pluviometrici e meteorologici registrati nelle numerose stazioni poste all interno del bacino imbrifero del Lago Maggiore. Pluviometria I primi mesi del 2006 hanno fatto registrare notevoli precipitazioni, nevose con cm variabili in funzione della zona e dell altitudine, piovose, soprattutto a febbraio, quando si sono registrate dai 40 ai 120 mm di pioggia (Tab. 1). Le piogge cadute tra marzo e aprile, invece, sono state molto al di sotto della media pluriennale di quei mesi e quelle di maggio leggermente minori della media pluriennale (Tab. 1). Un discorso a parte merita il mese di giugno, particolarmente siccitoso, che ha portato il livello del lago sotto il minimo storico del 1976: m s.l.m.. Analizzando la situazione meteorologica, verificando in particolare la quantità di pioggia registrata alla stazione di Pallanza e in altre stazioni distribuite all interno del bacino imbrifero del Lago Maggiore, si ottiene la distribuzione e la quantità della pioggia (Fig. 0) caduta nei primi mesi del 2006, da gennaio a giugno. Figura 0 Isoiete per il periodo gennaio 20 giugno Dalla carta delle isoiete si delineano tre zone particolari: il territorio afferente al Lago d Orta, caratterizzato dalle minori precipitazioni, inferiori ai 300 mm nel periodo gennaio giugno 2006; la zona dell Alto Verbano, dove è piovuto maggiormente, con un totale superiore ai 500 mm; e la zona dell Ossola caratterizzata da valori di pioggia compresi tra i 350 e i 500 mm. Per il tracciamento delle isoiete sono state prese in considerazione le stazioni più rappresentative di ciascuna zona caratteristica del bacino imbrifero del Lago Maggiore (Alto Verbano - Valle Cannobina, Cusio, Ossola) e per ciascuna si sono anche valutate 1

3 le piogge mensili, poste a confronto con valori medi pluriennali, dello stesso periodo di analisi (Tab. 1). Tabella 1 Piogge mensili e totali per il periodo gennaio 20 giugno Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno* Totale periodo Devero Mottarone Druogno Someraro Varzo Mottac Candoglia Cursolo Pallanza Sambughetto Crodo Cicogna Cannobio Domodossola media bacino media pluriennale del periodo * Valori parziali perché fino al 20 giugno Le stazioni che hanno registrato meno pioggia rispetto alla media pluriennale del periodo sono Mottac e Cicogna. Idrologia Per quanto riguarda i principali corsi d acqua, quelli a regime pluviale, hanno visto un innalzamento di livello e quindi di portata in occasione delle piogge di metà-fine febbraio, mentre quelli a regime nivo-pluviale, hanno fatto registrare un innalzamento costante tra fine marzo e metà aprile, con un picco tra il 9 e l 11 aprile. Va sottolineato che i corsi d acqua che sottendono a piccoli bacini imbriferi risentono più impulsivamente degli eventi di pioggia e più profondamente subiscono la mancanza di essi, soprattutto se il loro regime naturale è sconvolto da captazioni e prelievi che non tengono conto di tali periodi siccitosi, causando così grossi problemi agli ecosistemi fluviali. Alcuni corsi d acqua immissari del Lago Maggiore, inoltre, sono costantemente mantenuti a valori minimi, il che comporta non solo la distruzione di un equilibrio ecologico fondamentale, legato al delicato interscambio tra le acque superficiali e quelle sotterranee, ma anche una minore qualità e quantità d acqua in arrivo al lago, tanto che i suoi livelli minimi del mese di giugno sottolineano la necessità di una più equilibrata gestione. Idrodinamica lacustre Al fine di verificare gli aspetti più importanti dell idrodinamica lacustre e in particolare accertare la profondità raggiunta dal mescolamento tardo invernale, valutare le conseguenze di eventi idrologici rilevanti, definire i meccanismi di stratificazione e destratificazione termica delle acque e il bilancio termico della massa lacustre su scala mensile, nonché i flussi di calore attraverso le singole superfici isobatimetriche, si stanno effettuando come da programma misure limnologiche nel punto di massima profondità del Lago Maggiore. 2

4 Inoltre, allo scopo di inquadrare la complessa fenomenologia interna dell ecosistema lacustre nel contesto di un quadro meteorologico esterno, si sta procedendo anche alla registrazione in continuo di quei parametri meteorologici che intervengono con maggiore efficacia nella regolazione dei processi entro la massa lacustre. I dati meteorologici sin qui rilevati pongono in evidenza che la temperatura dell aria si è mantenuta nei primi tre mesi dell anno molto bassa, con valori di molto inferiori a quelli del periodo In particolare gennaio è risultato il mese più freddo, con una temperatura media mensile di 0,81 C superiore solo ai 0,70 C del 1966 e ai -0,17 C del 1985; la temperatura media mensile dei minimi ( -1,92 C) è risultata superiore solo ai -2,35 C del Da sottolineare che il 26 Gennaio si è avuto un giorno di gelo con temperatura minima di -4,6 C e massima di -1,8 C: ciò non accadeva dal Le temperature medie dell aria si sono mantenute sotto la norma anche in febbraio (-1,45 C) e marzo (-1,6 C), mentre in aprile e maggio si è avuto un innalzamento delle temperature con valori chiaramente sopra la media. La quantità di vento filato e risultata alquanto scarsa nei primi due mesi dell anno mentre si è intensificata in marzo ed aprile e ciò ha favorito, con la contemporaneità di basse temperature dell aria, il mescolamento verticale delle acque del Lago Maggiore che nel marzo 2006 ha raggiunto la massima profondità. Per quanto riguarda la situazione fisica delle acque lacustri si sta procedendo nella misurazione delle seguenti variabili: livello del lago, trasparenza mediante disco di Secchi, temperatura delle acque sia dalla superficie al fondo e distribuzione lungo la colonna d acqua dell ossigeno disciolto. Per il 2006 è da ritenere, sulla base delle misure di temperatura dell acqua del lago sino ad ora effettuate, che si sia verificato un raffreddamento ancora più spinto di quello dell inverno quando era avvenuta una drastica diminuzione del suo contenuto calorico, soprattutto negli strati più profondi. Inoltre, i rilievi termici (isotermia a 6,2 C) e le concentrazioni di ossigeno presenti entro la colonna nel mese di marzo (si sono superati abbondantemente i 9 mgl-1) fanno ritenere che il mescolamento verticale per moti convettivi al termine dell inverno limnologico abbia raggiunto la massima profondità. E da rilevare infine che il livello del lago si è mantenuto per tutto il periodo invernale sino a marzo nettamente al di sotto dei valori medi del periodo sfiorando nel mese di gennaio i minimi assoluti degli ultimi cinquanta anni per poi risalire ad inizio aprile su quote uguali a quelli medi del periodo di confronto. Idrochimica dei tributari Nel corso dei primi sei mesi del 2006 sono stati effettuati con cadenza mensile i campionamenti alla foce dei 14 tributari del Lago Maggiore e all incile dell emissario. Da una prima e sommaria analisi dei risultati delle determinazioni analitiche emerge che le concentrazioni delle principali variabili chimico-fisiche e chimiche nei corsi d acqua campionati sono simili a quelle riscontrate in anni precedenti nello stesso periodo stagionale. Al riguardo va segnalato che alla foce del San Bernardino, non si sono più riscontrate le concentrazioni di fosforo totale elevatissime ed anomale misurate in due occasione nel In effetti nei primi sei mesi dell anno in studio i suoi contenuti sono rimasti tra 4 e 9 µg P l -1. 3

5 Gli apporti annuali dei nutrienti algali (composti di azoto e fosforo) verranno calcolati nei primi mesi del 2007, quando saranno disponibili i deflussi giornalieri dei singoli tributari. Idrochimica lacustre Le indagini sull idrochimica lacustre sono proseguite da gennaio a giugno 2006 con campionamenti mensili nella stazione di massima profondità a Ghiffa alle seguenti quote: 0, 5, 10, 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 360 m. Inoltre, a febbraio si è effettuato un campionamento aggiuntivo a Ghiffa per verificare l inizio della circolazione invernale. Infine, nel mese di marzo, si sono prelevati campioni nella stazione di Lesa nel bacino meridionale del lago (transetto Lesa-Ispra) alle seguenti profondità: 0, 5, 10, 20, 30, 50, 100 m. Sotto l aspetto idrochimico, va segnalato che nel febbraio 2006 si è proceduto a due campionamenti, il 6 ed il 22, anche per definire al meglio l estensione verticale del mescolamento. Si è così constatato come alla fine di febbraio le diverse variabili erano praticamente uguali dalla superficie al fondo. In particolare l ossigeno risultava compreso tra 9,3 e 9,5 mg O 2 L -1, con una buona percentuale di saturazione, tra il 77 e il 79% lungo tutto la colonna d acqua che si è ulteriormente incrementata fino all 84% nei due mesi successivi probabilmente per infiltrazione in profondità di acque tributarie fredde ed areate. Anche a Lesa, nel campionamento del 14 marzo, si osservava un mescolamento completo per tutte le variabili indagate, con un tenore di ossigeno pari all 84% di saturazione. Nella stazione di Ghiffa i valori di ph e di saturazione di ossigeno in epilimnio hanno mostrato minimi invernali simili a quelli del biennio precedente, con una crescita nei mesi successivi verso i valori massimi attesi tra agosto e settembre (Fig. 1). Anche le concentrazioni medie dei composti dell azoto in epilimnio mostrano lo stesso andamento degli anni precedenti, con minimi di nitrati al termine della stagione estiva e massimi all inizio della primavera (Fig. 2). I contenuti medi in lago di azoto nitrico e totale (Fig. 3) e di fosforo totale (Fig. 4) non hanno evidenziato variazioni di rilievo. Infine, le concentrazioni medie di ossigeno nello strato d acqua compreso tra 200 m ed il fondo (Fig. 5) fanno registrare minimi a gennaio, prossimi a 8,8 mg O 2 l -1 (73% di saturazione) e superiori a quelli misurati nello stesso mese del 2005, nonchè massimi in aprile fino a 9,7 mg O 2 l -1 (80% di saturazione). 4

6 ph 9,0 ph epilimnio ph ipolimnio ossigeno epilimnio O 2 % sat 125 8, ,0 75 7,5 50 7, Fig. 1. Lago Maggiore: ph e saturazione di ossigeno nel periodo gennaio 1997 giugno 2006 (valori medi ponderati sui volumi nella stazione di massima profondità a Ghiffa). mg N L -1 1,20 azoto organico azoto nitrico azoto totale 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0, Fig. 2. Lago Maggiore: concentrazioni di azoto organico, nitrico e totale nello strato epilimnico nel periodo gennaio 1997 giugno 2006 (valori medi ponderati sui volumi nella stazione di massima profondità a Ghiffa). 5

7 mg N L -1 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 azoto nitrico azoto totale Fig. 3. Lago Maggiore: evoluzione delle concentrazioni medie di azoto nitrico e totale nel periodo gennaio 1997 giugno 2006 (valori medi ponderati sui volumi dalla superficie al fondo nella stazione di massima profondità a Ghiffa). µg P L Fosforo totale Fosforo reattivo Fig. 4. Lago Maggiore: evoluzione delle concentrazione medie di fosforo totale nel periodo gennaio 1997 giugno 2006 (valori medi ponderati sui volumi dalla superficie al fondo nella stazione di massima profondità a Ghiffa). 6

8 mg O 2 L contenuto medio % di saturazione % O 2 sat Fig. 5. Lago Maggiore: andamento delle concentrazioni di ossigeno nello strato al di sotto dei 200 metri di profondità nel periodo gennaio 1997 giugno 2006 (valori medi ponderati sui volumi nella stazione di massima profondità a Ghiffa). Fitoplancton Le indagini sul fitoplancton hanno comportato, per i primi sei mesi dell'anno, un campionamento a metà Gennaio, uno a metà Febbraio, due in Marzo, Aprile e Maggio e, ad oggi, uno all inizio di Giugno, prelevati con le modalità consuete nella stazione di Ghiffa. Si prevede di continuare ad effettuare due campionamenti mensili, come è pratica corrente, per tutta la fase in cui lo sviluppo del fitoplancton è normalmente più intenso, vale a dire fino ad Ottobre compreso. Al momento attuale è stato possibile effettuare le identificazioni e i conteggi del fitoplancton per i primi cinque mesi completi dell anno: i dati risultano quindi sufficienti per descrivere la fase primaverile della successione fitoplanctonica. Il numero di specie conteggiate nei diversi campioni del periodo passa dalle circa 20 dei mesi invernali alle circa 40 nei campioni raccolti tra l inizio di Aprile e la fine di Maggio, in accordo con la media del quinquennio I mesi invernali sono caratterizzati da una bassa densità dei popolamenti algali, come di consueto, con la prevalenza numerica della frazione indeterminabile (ultraplancton). In questo periodo il gruppo più numeroso è quello delle diatomee, attestate su densità basse (intorno a 1000 cell ml-1 o inferiori) tra Gennaio e l inizio di Marzo, per poi raggiungere i consueti massimi primaverili, con densità che superano 5000 cell ml-1 all inizio di Aprile. La successione primaverile delle diatomee segue l ormai tipica sequenza Cyclotella- Asterionella-Fragilaria, regolata dalle diverse capacità di acquisizione dei nutrienti. In termini di abbondanza, Cyclotella pseudostelligera è dominante nei campioni raccolti fino alla fine di Maggio, ma densità di un certo rilievo vengono raggiunte anche da Cyclotella comensis morf. minima. Tuttavia, a partire da Aprile si osserva il consueto 7

9 declino delle diatomee centriche, mentre aumenta il contributo delle pennate, dapprima con Asterionella formosa, che raggiunge il massimo il 6 Aprile (circa 1000 cell ml-1), poi gradualmente sostituita da Fragilaria crotonensis (densità massima il 24 Maggio con 780 cell ml-1). La predominanza numerica di Cyclotella pseudostelligera si interrompe solamente nel campione del 10 Maggio (minimo di 43 cell ml-1) per poi diventare nuovamente la diatomea numericamente più abbondante alla fine di Maggio. Tra gli altri taxa si segnalano le crisoficee Chrysochromulina parva ed Ochromonas sp., importanti in tutta la primavera ed Uroglena americana, presenza significativa nel campione di fine Maggio. Tra le criptoficee Plagioselmis nannoplanctica e Katablepharis ovalis sono le specie dominanti. Crisoficee e criptoficee si mantengono, per tutto il periodo esaminato, su abbondanza relativamente modeste, superando solo raramente prossimi le 1000 cell. ml-1. Tra i cianobatteri si distingue Cyanobium sp., che mantiene densità pari a qualche migliaio di cellule ml-1 tra Marzo e Maggio. Da segnalare l abbondante ritrovamento di Aphanocapsa delicatissima nel campione del 24 Maggio, dove la specie supera le 20,000 cell. ml-1. In questo periodo è trascurabile l apporto di dinoflagellati e cloroficee: solamente nei campioni di Maggio si rinvengono alcune specie con un discreta abbondanza e si osserva un aumento della biodiversità delle cloroficee. La concentrazione della clorofilla a è stata determinata per tutti i campionamenti fino alla data del 7 Giugno. Il valore minino del periodo (0,36 mg m-3) è statao misurato a metà Febbraio, mentre quello massimo (8,05 mg m-3) in Maggio. Sulla base di osservazioni compiute in anni passati, si può ipotizzare che il minimo coincida con un periodo di circolazione profonda, durante il quale le alghe subiscono un trascinamento dello strato eufotico campionato solitamente, mentre il massimo di Maggio è da mettere in relazione con il picco nello sviluppo primaverile delle diatomee. La riduzione delle diatomee pennate ed il successivo declino di questo gruppo possono spiegare la diminuzione della concentrazione di clorofilla osservata tra fine Maggio e Giugno. E comunque evidente che confronti più attendibili con i dati dell anno passato e con le tendenze evolutive dei popolamenti algali lungo la serie storica potranno essere fatti solo dopo avere acquisito tutti i dati relativi all anno corrente. Zooplancton Anche per la prima metà del 2006 sono proseguiti i campionamenti del materiale zooplanctonico secondo le usuali frequenze di prelievo. L analisi dei campioni fissati è stata affiancata, laddove possibile, dalla raccolta di materiale vivo, al fine di effettuare una distinzione su basi genetiche, oltrechè morfotipiche, dei diversi organismi componenti il popolamento a Daphnia, consentendo anche l analisi della eventuale incidenza di diverse specie di parassiti ed una buona diagnostica della componente a rotiferi. Una prima valutazione dei primi 5 mesi dell anno 2006 (essendo il sesto ancora in corso) consente di confermare la netta tendenza ad un ritorno alle condizioni precedenti l oligotrofizzazione già messa in luce negli ultimi anni, sia pure in condizioni di mutata fenologia e di una accresciuta importanza degli stadi a sviluppo ritardato, puntualmente rinvenuti nei campionamenti di maggio. 8

10 Carbonio organico e popolamenti batterici eterotrofi I campionamenti per le indagini sul carbonio organico ed i popolamenti batterici eterotrofi sono stati effettuati, nella stazione di Ghiffa, da Gennaio a Luglio, con cadenza mensile in Gennaio e Febbraio e quindicinale da Marzo. Si sono ad oggi raccolti, ed in parte analizzati, 12 campioni integrati, prelevati nello strato 0-20 m, ed altrettanti campioni discreti prelevati alle profondità di 20, 50, 100, 200, 300 e 350 m. La concentrazione del carbonio organico totale (TOC) si è mantenuta su valori prossimi a quelli misurati nel 2005, con la particolarità che nei campionamenti di fine Febbraio e inizio Marzo la concentrazione del TOC è risultata piuttosto omogenea in tutta la colonna d'acqua con valori medi prossimi a 0,5 mg/l, fatto, questo, che conferma il mescolamento verticale già prima ricordato. Con la stessa frequenza adottata per le misure del TOC si sono campionati pure i popolamenti batterici eterotrofi. Anche se l'analisi dei campioni non è ancora conclusa, i primi dati mostrano per i primi mesi dell'anno valori di densità dei popolamenti batterici inferiori a quelli dell'anno precedente. E' comunque opportuno rimandare ogni considerazione sull'evoluzione temporale dei popolamenti batterici eterotrofi al completamento dell'indagine. Fioriture di microalghe Si deve infine segnalare che, come già accadde nell'estate dello scorso anno, anche nel mese di giugno 2006 si è avuta una notevole fioritura del cianobattere Anabaena Lemmermannii. La fioritura, anche se è stata meno abbondante di quella del 2006 non è stata però più circoscritta, essendosi manifestata anche in alto lago in territorio elvetico. Si sono comunque raggiunte densità dell'ordine di cell ml -1. L'ARPA Piemonte, con la quale il CNR-ISE ha collaborato nel conteggio e nella determinazione dei cianobatteri, ha quindi ritenuto opportuno emettere un comunicato, acquisito e diffuso anche dalla la Prefettura del VCO, dichiarando la situazione tale da essere considerata di "primo livello di attenzione" in accordo con le indicazioni fornite dall'oms. Un ulteriore comunicato della Prefettura del VCO del 7 luglio suggeriva di mantenere lo stato di preallarme a scopo precauzionale anche se la determinazione delle microcistine da parte dell'arpa aveva dato risultati negativi. Considerando le legittime preoccupazioni per la salute pubblica e per l'industria turistica derivanti dalle fioriture cianobatteriche, il ripetersi del fenomeno nel Verbano deve indurre ad affrontarne lo studio in maniera sistematica, cercando di individuare le cause di insorgenza delle fioriture come premessa ad ogni eventrale azione tesa al loro controllo. Accanto a questa attività che, ovviamente, trascende il normale monitoraggio previsto dalla legislazione vigente, le istituzioni preposte alla protezione delle acque lacustri dovrebbero considerare come primaria la necessità di valutare la distribuzione spaziale delle fioriture per la sua rilevanza ai fini della tutela dell'incolumità pubblica e come strumento di comprensione della genesi e dell'evoluzione del fenomeno delle fioriture cianobatteriche che è accompagnato da elevati rischi potenziali già in passato illustrati. 9