Macchie, corridoi e matrici

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1 Macchie, corridoi e matrici Matrice Ecotoni Macchie Corridoi Modello a mosaico Macchie: porzioni non lineari di superficie territoriale, il cui aspetto differisce dall ambiente circostante Matrice: il tipo di elemento più estensivo o che gioca un ruolo funzionale determinante nel paesaggio Corridoio: elemento lineare o a striscia, che si differenzia dall ambiente circostante. Può essere inteso anche come una sequenza lineare di macchie Macchie di origine naturale 1) paludi, crateri, laghi di circo 2) aree attorno alle colline aride, laghi in depressioni carsiche 3) Gap originati da disturbi naturali 4) delta, coni alluvionali 5) valanghe, frane, tronchi sopra torrenti 6) dune 7) laghi e zone umide glaciali 8) dune, isole fluviali 9) boschi lungo fiumi o torrenti 10 colate laviche 11) boschi lungo bacini idrici 12) macchie date dal disturbo di mammiferi attorno a zone di bevuta 13) macchie da incendio Macchie di origine antropica 14) Villaggi murati o campi irrigati nelle arre aride 15) Quartieri urbani 16) Boschi con tagli interni 17) Schemi geografici di uso del suolo attorno a un villaggio 18) Pozze d acqua in aree agricole 19) Boschetti in aree agricole 20) Boschetti in aree di frangia 21) Campi coltivati 22) Golf 23) Campi divisi da strade 24) Boschetti residuali 25) Città 26) Riserve di acqua (laghi artificiali) Origine delle macchie Macchie di disturbo Macchie residuali Macchie date dall eterogeneità ambientale Macchie di origine antropica Macchie effimere 1

2 Macchie di disturbo Disturbi in piccole aree all interno di una matrice creano delle macchie (i.e. piccoli smottamenti, calpestio di grandi mammiferi ). Che cosa avviene quando un area è disturbata? Inizialmente le dimensioni di molte popolazioni diminuiscono rapidamente (morte di molti individui a causa del disturbo); alcune specie risultano localmente estinte e altre resistono (magari in forme quiescenti). Poi segue un cambiamento drastico nelle dimensioni e nella composizione della popolazione,una cui segue un fenomeno di immigrazione. Infine riprende una normale dinamica di successione fino a un nuovo evento di disturbo. Cicli adattativi 2 caratteristiche Capitale accumulato (biomassa, energia, capitale ) Grado di connessione Capitale accumulato α riorganizzazione r sfruttamento K conservazione Ω rilascio Connessione Macchie residuali Disturbo sulla matrice Relaxation period Adjustment period Una macchia residuale è causata dal disturbo che affligge l intera matrice eccetto una piccola area (esattamente l opposto di una macchia di disturbo). La dinamica della biogeografia insulare circa la composizione delle specie è qui complicata da un periodo di aggiustamento più o meno ampio Perdita di specie nella matrice, stabilità nella macchia Stabilità nella matrice, elevato tasso di estinzioni nella macchia Biogeografia insulare classica Continuo turn-over e elevato dinamismo della specie presenti Ecologia del paesaggio Macchie date dall eterogeneità ambientale Si tratta di aree quali sorgenti, piccoli stagni, depressioni o piccole colline Spesso gli organismi che vi si trovano differiscono da quelli osservati nella matrice circostante Macchie di origine antropica Sono macchie generate dall attività dell uomo, che può o introdurre nuove specie o nuovi habitat (i.e. rispettivamente pioppeti e villaggi nella pianura Padana) 2

3 Macchia di disturbo Macchie effimere Immigrazione Estinzione Disturbo singolo Caratteristiche di ambienti particolari, con un turnover veloce Immigrazione Estinzione Macchia residuale Immigrazione Estinzione Disturbo singolo Disturbo cronico Immigrazione Estinzione Disturbo cronico Macchia di eterogeneità Immigrazione Estinzione Tempo Persistenza e stabilità delle macchie Lunga Cronico Singolo Corta Eterogeneità Disturbo Introdotte Residuali Nessun disturbo Effetti sulle specie La classica teoria della biogeografia insulare è valida anche in questo contesto, ma occorrono alcune considerazioni in più. Già nelle isole vere e proprie, oltre all area, contano anche l eterogeneità e il regime dei disturbi. S = f (+eterogeneità, -disturbi, +area, -isolamento, +età) Disturbo nella macchia Disturbo nella matrice Effetti sulle specie Nel caso dei paesaggi terrestri diviene importante anche la forma dei confini e S = f (+eterogeneità, -(+)disturbi, +area, +età, + eterogeneità della matrice, - isolamento, -sfumatura dei confini ) Effetto penisola Una forma tipica delle macchie nel paesaggio è quella delle penisole. Spesso funzionano come corridoi per connettere tra loro aree diverse. La distribuzione delle specie non è uniforme lungo la penisola, e in genere decresce verso la punta n specie n specie roditori Miglia (da Nord verso Sud)

4 Effetto penisola Equilibrio (effetto matrice del territorio circostante) Colonizzazione in corso Effetto margine Eterogeneità ambientale Gradiente ambientale Serie di barriere Combinazione di due o più fattori Alcuni esempi: taglio di foresta Le caratteristiche strutturali del paesaggio, e in particolare dimensioni e forma di una macchia, lunghezza dei confini, producono diversi effetti. Modificare le configurazioni spaziali dei tagli in una foresta implica anche creare dei paesaggi diversi, che differiscono per le caratteristiche ecologiche. Area della foresta, lunghezza dei confini area tagliata. Taglio della foresta secondo forme e quantità diverse. Area della foresta della foresta di interno in funzione dell ampiezza della zona di margine. Schianti per il vento Dimensioni delle macchie di foresta e delle zone tagliate Incendi Insetti e funghi dannosi 4

5 Diversità delle specie di interno Andamento della foresta in proporzione al numero di nuclei di taglio e alle dimensioni delle aree di taglio Diversità complessiva delle specie nel paesaggio Consistenza complessiva della selvaggina Lunghezza dei confini della foresta in proporzione al numero di nuclei di taglio e alle dimensioni delle aree di taglio Alcuni esempi: forma, orientamento e dimensioni di una macchia Lunghezza dei confini della Scomparsa delle macchie di foresta in proporzione alle grandi dimensioni utilizzando dimensioni delle aree di taglio il modello a scacchiera, con (taglio a scacchiera) aree di taglio di dimensioni diverse Il lavoro vuole verificare se nei paesaggi terrestri è verosimile ipotizzare che le dimensioni e l orientamento di un isola (macchie forestate nel Wyoming) influiscono sulla distribuzione e l abbondanza di alcuni uccelli 5

6 Alcuni esempi: macchie residuali di foresta nella pianura dell Olanda 6

7 Alcuni esempi: metapopolazioni e frammentazione dell habitat 7

8 Il modello a mosaico nella pianificazione del territorio Dimensione delle macchie: grandi o piccole? Numero delle macchie: quante? Dislocazione delle macchie: dove? Forma dei margini Forma delle macchie Dimensione delle macchie Dividere una macchia larga in 2 o più macchie piccole crea un maggior numero di ambiente di margine, aumentando le specie ecotonali, che spesso sono quelle più diffuse all interno del paesaggio. Margine 75 Interno 50 Margine 85 Interno 15 Dimensione delle macchie Dividere una macchia larga in 2 o più macchie piccole elimina habitat di interno, e quindi numerose specie di interno, che spesso sono quelle prioritarie per la conservazione. Dimensione delle macchie Una macchia di dimensioni maggiori mantiene, per una data specie una popolazione di dimensioni maggiori, rendendo più difficili estinzioni a scala locale. Specie di interno Specie di margine Dimensione delle macchie La probabilità che una specie si estingua non solo è inversamente proporzionale alle sue dimensioni, ma anche è inversamente proporzionale alla qualità della macchia. Macchia grande, alta qualità Macchia grande, bassa qualità Macchia piccola, Macchia piccola, alta qualità bassa qualità Probabilità di estinzione 8

9 Dimensione delle macchie In una macchia di grandi dimensioni vi sono maggiori probabilità di avere più habitat, e di conseguenza un maggior numero di specie. Dimensione delle macchie Dividere una macchia grande in due macchie più piccole può creare una barriera alla diffusione di un disturbo Disturbo (i.e. fuoco) Dimensione delle macchie: benefici delle macchie di grandi dimensioni Le grandi macchie di vegetazione naturale sono le uniche strutture che proteggono i bacini acquiferi, connettono i sistemi fluviali, sostengo popolazioni vitali di specie di interno, forniscono aree di nucleo per specie di vertebrati a largo home-range e infine permettono un regime semi-naturale dei disturbi Dimensione delle macchie: benefici delle macchie di piccole dimensioni Le piccole macchie, che interrompono aree estese della matrice possono fungere da stepping stones valide per il movimento delle specie. Inoltre in alcuni casi possono contenere specie assenti in macchie di grandi dimensioni. Infine producono benefit diversi e supplementari rispetto alle macchie di grani dimensioni. Quante macchie? Rimuovere una macchia può causare perdita di habitat per una (o più) specie e di conseguenza le popolazioni dipendenti da quel tipo di habitat possono ridursi di dimensione (o estinguersi), e infine diminuisce la diversità a livello di paesaggio e quindi anche il numero di specie. Dinamica delle metapopolazioni Rimuovere una macchia riduce le dimensioni di una metapopolazione e quindi aumentano le possibilità di estinzione locale, si rallentano le possibilità di una ricolonizzazione e nel complesso diminuisce la stabilità della metapopolazione. Estinzioni locali 9

10 Quante macchie di grandi dimensioni? Quando una grande macchia contiene quasi tutte le specie per questo tipo di macchia nel paesaggio due macchie grandi possono essere considerate il minimo. Tuttavia quando una macchia contiene un limitato pool di specie occorrerebbe averne dalle quattro alle cinque almeno Gruppi di macchie come habitat Alcune specie generaliste, possono, in assenza di una grande macchia, sopravvivere in un insieme di piccole macchie, che singolarmente risulterebbero inadeguate, ma nell insieme mantengono stabile la popolazione 90% 60% 75% 95% 70% 45% 50% Estinzioni locali Le probabilità che una specie si possa estinguere localmente sono maggiori in una macchia di habitat isolato. L isolamento non è solo in funzione della distanza ma anche delle caratteristiche della matrice. Ricolonizzazione Una macchia localizzata vicino ad altre macchie o alla terraferma avrà più possibilità di essere ricolonizzata in un dato intervallo di tempo di una macchia più isolata. Selezione delle macchie a fini di conservazione La selezione di macchie da conservare dovrebbe avvenire secondo i seguenti criteri: 1) contributo della macchia al sistema generale (i.e.quanto bene la macchia si relaziona con le altre macchie all interno del paesaggio e della regione); 2) presenza di caratteri distintivi. 10