Istituto per lo Studio degli Ecosistemi

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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 TRIENNIO Giugno 2016 Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere

2 I campionamenti per le ricerche a fronte del nuovo programma triennale si sono svolti, nei primi mesi del 2016, con le modalità e nei tempi previsti dal programma, garantendo la continuità delle serie storiche fin qui acquisite. Si elencano di seguito le ricerche programmate e lo stato di esecuzione delle stesse: è opportuno sottolineare che le attività si sono svolte secondo quanto previsto, sebbene il programma approvato per il triennio non abbia ancora ricevuto il relativo finanziamento. Questo ha reso necessario reperire altre risorse economiche per realizzare la campagna limnologica 2016, assicurando così la continuità della serie temporale di osservazioni. 1. ANALISI METEO-CLIMATICHE ED IDROLOGICHE ED EVOLUZIONE SPAZIO- TEMPORALE DEI FENOMENI ESTREMI. Pluviometria Il 2016 è iniziato con poche piogge registrate nel mese di gennaio, circa la metà di quelle che mediamente cadono nel mese. Il mese di febbraio, al contrario ha fatto registrare piogge superiori alla media in molte stazioni, in alcune anche più del doppio della media pluriennale ( ). Il mese di marzo è stato molto variabile sia in termini di quantità di pioggia registrata sia in termini di distribuzione spaziale della stessa, ad esempio a Candoglia si sono registrati 49 mm contro i 168 mm di Cicogna; la media del mese risulta comunque molto vicina alla media pluriennale. Per quanto riguarda il mese di aprile le piogge sono state mediamente più elevate della media pluriennale di riferimento, pari a 165 mm, con alcune punte vicino ai 300 mm come a Cursolo (321 mm) o al Lago Paione (325 mm). In sintesi si può dire che, mediamente, i primi quattro mesi del 2016 (gennaio-aprile), hanno fatto registrare piogge leggermente superiori alla media del periodo di riferimento, Idrologia I nuovi strumenti posizionati sui torrenti Cannobino e Niguglia funzionano molto bene, i dati analizzati indicano una risposta dei corsi d acqua alle piogge di febbraio, marzo e aprile, così come anche per quanto riguarda il Boesio e il Toce. Si cercherà la possibilità di implementare con la stessa tecnologia degli strumenti posti sul Cannobino e il Niguglia anche gli strumenti non più funzionanti, posti sui torrenti Margorabbia, San Bernardino, Erno e Vevera. Livello lago L assenza per circa 62 giorni di precipitazioni sensibili è stata interrotta dalle brevi piogge dei primi giorni di gennaio, non sufficienti a contrastare il trend in diminuzione dei livelli del Lago Maggiore, che dai 194,48 m s.l.m. registrati il 19 settembre 2015 è arrivato ai 192,84 m s.l.m. l 11 gennaio Dall 11 gennaio al 31 gennaio, il livello del lago si è mantenuto tra i 192,84 e i 192,85 m s.l.m. Tuttavia non si è arrivati al minimo storico. Se si valutano i livelli storici del lago dal 1952 al 2016, si possono evidenziare in particolare tre anni caratterizzati da valori minimi importanti, registrati nel mese di gennaio: il 1965 ( m s.l.m.), il 2006 ( m s.l.m.), che fece registrare così il minimo storico del mese, e il 2008 (192,76 m s.l.m.). E importante sottolineare come sia necessario confrontare i valori attuali con quelli storici di riferimento relativi allo stesso mese o al più alla stessa stagione e non con un dato minimo di un qualunque periodo dell anno. Stato di avanzamento campagna 2015 Pag. 1

3 Dopo circa 20 giorni durante i quali il lago si è mantenuto costantemente tra i 192,84 e i 192,86 m s.l.m., si è registrata una ulteriore diminuzione del livello dal 3 di febbraio fino a raggiungere il valore di 192,82 m s.l.m. il 5 febbraio. Le piogge cadute tra il 6 e il 10 di febbraio hanno portato ad un leggero aumento del livello del lago di circa 14 cm. Le successive piogge di fine febbraio e inizi di marzo hanno contribuito ulteriormente all innalzamento del livello del lago che ha continuato a salire fino a raggiungere la quota della sperimentazione, in attuazione da parte del Consorzio del Ticino, pari a m s.l.m., il 5 aprile Per tutto il mese di aprile il livello del lago si è mantenuto variabile tra i m s.l.m. e i m s.l.m., raggiunti il 18 aprile, in funzione delle piogge e della regolazione. 2. DIPENDENZA DEL MESCOLAMENTO INVERNALE NEL LAGO MAGGIORE DALL AUMENTO DEL CONTENUTO ENERGETICO DELLE SUE ACQUE. Al fine di verificare gli aspetti più importanti dell idrodinamica lacustre e, in particolare, accertare la profondità raggiunta dal mescolamento tardo invernale nel corso del 2016 si è proceduto, nei primi mesi dell anno, ad una serie di sopralluoghi nel punto di maggior profondità del lago; lo scopo è di analizzare la distribuzione lungo l intera colonna d acqua, di alcuni parametri fisici e chimici (temperatura e concentrazioni di ossigeno disciolto, nitrati e silicati). Contemporaneamente, al fine di inquadrare la complessa fenomenologia interna dell ecosistema lacustre (cioè l aspetto limnologico) nel contesto di un quadro meteorologico esterno, essendo ben nota l interdipendenza tra le due serie di fenomeni, si sta procedendo anche alla registrazione in continuo di quei parametri meteorologici che intervengono con maggiore efficacia negli scambi energetici all interfacies aria-acqua. Al fine di appurare come le variazioni del livello idrometrico del Lago Maggiore possono influenzare i vari aspetti dell intero bacino del Verbano si sta procedendo nella raccolta di tutti i dati idrometrici dal 1951 ad oggi. Da rilevare un fatto eccezionale verificatosi nelle acque profonde del lago per quanto riguarda la concentrazione di ossigeno: il 7 febbraio 2016, alla massima profondità, si sono misurati 3,16 mg L -1, il valore più basso mai rilevato; il precedente risale all anno 1998 con 4,30 mg L EVOLUZIONE STAGIONALE E A LUNGO TERMINE DELLE CARATTERISTICHE CHIMICHE DEL LAGO MAGGIORE E DEI SUOI PRINCIPALI TRIBUTARI. Le indagini sulla chimica delle acque lacustri e dei principali tributari del Lago Maggiore sono proseguite nel 2016, con le stesse metodologie di campionamento ed analisi utilizzate negli anni precedenti. Come di consueto, i campioni di acque lacustri sono stati prelevati nella stazione di massima profondità (Ghiffa), a 0, 5, 10, 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 360 m. Considerata l elevata variabilità stagionale che caratterizza le concentrazioni nei corsi d acqua, le elaborazioni per questi ultimi verranno eseguite una volta disponibili tutti i dati per il I dati raccolti nei primi 4 mesi dell anno per quanto riguarda le acque lacustri permettono una presentazione e discussione, seppur preliminare, dei risultati relativi alle Stato di avanzamento campagna 2015 Pag. 2

4 variabili chimiche principali. Di particolare interesse è stato l andamento dei valori di ossigeno disciolto negli strati profondi. Per quanto riguarda l azoto, i primi dati del 2016 confermano una tendenza alla stabilità dei valori medi sulla colonna d acqua, sia di nitrati che di azoto totale: le concentrazioni si collocano comunque su livelli più bassi (rispettivamente 0,80 e 0,88 mg N L -1 ) rispetto a quelli del periodo Le concentrazioni medie sulla colonna di fosforo reattivo e totale nei primi mesi del 2016, confermano lo spostamento verso valori leggermente più elevati, iniziato nel 2012: i valori alla circolazione tardo invernale nel 2016 sono stati pari rispettivamente a 11 e 13 µg P L -1. Infine, le concentrazioni di ossigeno disciolto ed i corrispondenti valori in percentuale di saturazione, espressi come valore medio nello strato al di sotto dei 200 m di profondità, hanno fatto registrare, nei primi mesi del 2016, il minimo assoluto dell ultimo decennio (5,4 mg O2 L -1 e 45% di saturazione). Anche se in precedenza erano già stati misurati tenori così bassi di ossigeno nelle acque profonde (es. 1991, 1998), la tendenza in atto necessita di essere accuratamente monitorata. 4. STRUTTURA DELLE ASSOCIAZIONI FITOPLANCTONICHE NEL LAGO MAGGIORE E LORO MODIFICAZIONI IN RELAZIONE A FATTORI DI CONTROLLO TROFICI E CLIMATICI. Per quanto riguarda il fitoplancton, i campionamenti sono stati effettuati regolarmente, nella stazione di Ghiffa, con le modalità ed i metodi già adottati negli anni passati. Tra gennaio e maggio 2015 sono stati condotti 5 prelievi: le analisi dei campioni di fitoplancton sono in corso, quelle relative alla stima della concentrazione di clorofilla sono terminate. I dati del periodo primaverile mostrano un andamento unimodale, con un progressivo aumento delle concentrazioni tra gennaio (0,75 µg L -1 ) ed aprile (2,92 µg L -1 ). Le rilevazioni effettuate con il fluorimetro Fluoroprobe hanno evidenziato il crescente contributo delle diatomee, secondo una dinamica tipica della transizione tra inverno e primavera. I dati raccolti nei primi mesi dell anno non hanno mostrato andamenti anomali per il periodo, sebbene sia prematuro avanzare ipotesi sulla dinamica del fitoplancton nel 2016, soprattutto in assenza di informazioni sulla composizione precisa della biocenosi. 5. INDAGINI SULL EVOLUZIONE DEL POPOLAMENTO ZOOPLANCTONICO DEL LAGO MAGGIORE: BARCODING MOLECOLARE PER L IDENTIFICAZIONE TASSONOMICA MEDIANTE SEQUENZE DI DNA. La campagna di campionamento con frequenza mensile prosegue con regolarità presso la stazione di campionamento scelta (Ghiffa), situata in corrispondenza della zona di massima profondità del lago, e storicamente ritenuta rappresentativa dell ambiente pelagico. I campionamenti, sempre al fine di mantenere la continuità dei dati, sono stati effettuati come di consueto: su due Clarke-Bumpus plankton sampler sono stati montati due retini di nylon a maglia di 76 e 126 µm di luce. I campionamenti sono stati effettuati entro lo strato 0-50 m, lungo una traiettoria sinusoidale, risultante dalla combinazione dei due moti cui i due sampler erano sottoposti, quello lungo la verticale fino a 50 metri di Stato di avanzamento campagna 2015 Pag. 3

5 profondità, e quello del moto orizzontale, a velocità bassa e costante, della barca. I campioni, così ottenuti, sono stati immediatamente fissati in barca con etanolo 96%. A partire da giugno verranno aggiunti, durante la stratificazione termica, campioni prelevati nella colonna d acqua in 2 diversi orizzonti, sia di organismi zooplanctonici che di materiale sestonico. In aggiunta sono stati prelevati campioni zooplanctonici qualitativi, sempre con frequenza mensile, nello strato 0-50 m con retino a maglia di 50 µm di luce, per l analisi del meta-barcoding, così come previsto dal progetto. 6. CARATTERISTICHE QUALITATIVE ED EVOLUZIONE DEL CARBONIO ORGANICO E DELLE SUE FRAZIONI. A cominciare da gennaio 2016 sono stati effettuati i campionamenti mensili nella stazione di Ghiffa per il campione integrato 0-20m e m e 10 profondità per TOC, DIC e TEP. Solo per i due campioni integrati si è misurato il DOC e il TDN e si sono effettuati i conteggi di batteri e picocianobatteri con citometro a flusso. Inoltre si è misurata la clorofilla con la polisonda Ocean 316, assieme ad i principali parametri limnologici. 7. SOVRAPPOSIZIONE DELLA NICCHIA TROFICA TRA LE SPECIE ITTICHE PRINCIPALI DEL LAGO MAGGIORE. Le attività relative alle indagini sulla fauna ittica e finalizzate alla analisi della sovrapposizione della nicchia trofica tra le tre specie principali (Agone, Coregone Bodella, Gardon) sono state svolte secondo il programma preliminare. L analisi è stata effettuata su campioni catturati nei mesi di febbraio, marzo e aprile PRESENZA E DISTRIBUZIONE DI BATTERI ANTIBIOTICO-RESISTENTI NELLE ACQUE DEL LAGO MAGGIORE E in corso la raccolta dei campioni in tutte le stazioni, come da contratto, e su questi si sta procedendo all estrazione del DNA, che poi viene congelato, in attesa di iniziare le analisi qualitative e quantitative dei diversi geni di resistenza. Ad oggi non manca alcun campione. L inizio delle successive analisi è vincolato alla disponibilità delle risorse finanziarie previste per l esecuzione del programma di ricerca. Stato di avanzamento campagna 2015 Pag. 4