Impatti dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi e sulla biodiversità in Italia. Marino Gatto Politecnico di Milano

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Donata Pasini
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1 Impatti dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi e sulla biodiversità in Italia Marino Gatto Politecnico di Milano

2 La biodiversità nel mondo 1. Introduzione Stima del numero di specie esistenti: 3-30 milioni 1,8 milioni di specie catalogate Myers N. et al.(2000) Nature 403:

3 Le vie attraverso cui i CCG influenzano specie ed ecosistemi Aumento della concentrazione atmosferica di CO 2 e di altri gas serra Cambiamento climatico - Aumento delle temperature media globali - Modifica dei patterns di precipitazione - Modifica della frequenza e intensità di eventi estremi 1. Introduzione Effetti sulla fisiologia Ad es., fotosintesi, respirazione, crescita delle piante, efficienza utilizzo acqua, composizione dei tessuti, metabolismo e decomposizione Effetti sulla fenologia Ad es., anticipo o ritardo di eventi del ciclo vitale Effetti sulla distribuzione Ad es., spostamento verso i poli e verso quote più elevate Adattamento in situ Modifica delle interazioni tra specie Ad es., competizione, predazione, infezione da parassiti, mutualismo Ulteriore spostamento della distribuzione Estinzione di alcune specie Modifiche nella struttura e composizione delle comunità Ad es., progressivo impoverimento di alcune comunità e relativo aumento di specie opportunistiche Hughes L. (2000), Trends in Ecology & Evolution 15:

4 1. Introduzione Le scale temporali Ipotetici tempi di risposta a una perturbazione ambientale a differenti livelli ecologici Impronte digitali dei CCG In Hannah L. & Lovejoy T. E. (2003), Climate Change and Biodiversity: Synergistic Impacts 4

5 1. Introduzione Approccio integrato Terence P. Dawson, et al. Science 332, 53 (2011) 5

6 1. Introduzione Materiale disponibile Libro 6.1 Capitolo Ecosistemi terrestri Coordinatore: Marino Gatto (PoliMI) Co-Autori: Nicoletta Cannone (UNINSUBRIA), Renato Casagrandi (PoliMI), Emilio Padoa-Schioppa (UNIMIB), Juan Terradez Mas (Fondazione Lombardia per l Ambiente), Antonio Ballarin Denti (UNICATT/Fondazione Lombardia per l Ambiente), Anna Bonardi (UNIMIB), Giulio De Leo (Stanford University/UNIPR), Gentile Francesco Ficetola (UNIMIB), Giulia Fiorese (JRC), Mita Lapi (Fondazione Lombardia per l Ambiente), Francesco Malfasi (UNINSUBRIA), Marisa Rossetto (PoliMI) Revisori: Giuseppe Bogliani (UNIPV), Maurizia Gandini (MUSE) Video giornata EXPO Impacts of climate change on ecosystem services 6

sommitale Spostamento osservato 1-4 m/decennio

Distribuzione della vegetazione a cespuglio

7 Lo spostamento a quote più elevate 2. Impatti osservati (flora) Vegetazione alpina sommitale Spostamento osservato 1-4 m/decennio Grabherr G. et al. (1994), Nature 369:448 EU project GLORIA-Europe Parco Nazionale dello Stelvio Distribuzione della vegetazione a cespuglio Cannone N., Sgorbati G., Guglielmin M. (2007) Frontiers in Ecology and the Environment, 5:

8 2. Impatti osservati (flora) Termofilizzazione della vegetazione montana Gottfried M. et al.,nature Climate Change, 2,

Quota massima (m) - 2005 Piante vascolari 58,7 m/decennio Alpi Retiche, Punta Marinelli 2310-3256 m Esposizione SO delta T

Upward migration of vascular plants following a climate warming trend in the Alps, Basic and Applied Ecology, doi:10.1016/j.

9 Quota massima (m) Piante vascolari 58,7 m/decennio Alpi Retiche, Punta Marinelli m Esposizione SO delta T +1,6 C estate + 1,1 C inverno 2. Impatti osservati (flora) 13,0 m/decennio Quota massima (m) Parolo G, G Rossi (2007). Upward migration of vascular plants following a climate warming trend in the Alps, Basic and Applied Ecology, doi: /j.baae Aumento del numero di specie con la quota, Spostamento superiore a quello 9 delle sole specie sommitali

10 2. Impatti osservati (flora) L incremento di specie esotiche G-R. Walther, E. Post, P. Convey, A. Menzel, C. Parmesan, T.J. C. Beebee, J-M.Fromentin, O. Hoegh-Guldberg & F. Bairlein Ecological responses to recent climate change Nature 416, (2002) 10

pallidi (Apus pallidus) nidificanti a Carmagnola (TO), fornita dal

i camosci (Rupicapra rupicapra) Parco Nazionale dello Stelvio;

11 Uccelli e mammiferi 2. Impatti osservati (fauna) Giorni di primo avvistamento di rondoni pallidi (Apus pallidus) nidificanti a Carmagnola (TO), fornita dal Dott. Giovanni Boano (Museo Civico di Storia Naturale di Carmagnola). Ecological mismatch Mediana della quota a cui sono stati avvistati i camosci (Rupicapra rupicapra) Parco Nazionale dello Stelvio; (fonte: Parco Nazionale dello Stelvio, dati non pubblicati). Nicola Saino et al. Proc. R. Soc. B 2011;278: specie di migratori N. Saino et al. Biol. Lett. (2009) 5,

Spostamento dell areale di distribuzione della processionaria Thaumetopoea pityocampa Areale determinato dalla temperatura invernale e dalla radiazione solare Francia: spostamento di 87 km verso

12 Spostamento dell areale di distribuzione della processionaria Thaumetopoea pityocampa Areale determinato dalla temperatura invernale e dalla radiazione solare Francia: spostamento di 87 km verso latitudini maggiori, Italia: sulle Alpi spostamento m in quota, Impatti osservati (patologie) Distribuzione geografica spiegata da indicatori climatici (RFT) e da variabili climatiche (T min giornaliera) Buffo, Battisti, Stastny e Larsson, Agricultural and Forest Entomology, 9: Battisti, Statsny, Netherer, Robinet et al., Ecological Applications, 15:

13 Modelli usati per predire gli impatti dei CCG 3. Impatti predetti STATICI vs. DINAMICI SINGOLA SPECIE vs. ECOSISTEMA SCALE SPAZIALI LOCALI vs. GLOBALI Relazioni statiche tra fattori abiotici (incluso il clima) e variabili biotiche. Biosfera considerata all equilibrio. Simulano uno o più processi della biosfera e simulano anche stati transitori Simulano singole specie isolate da altre componenti dell ecosistema cui appartengono. risposte individuali delle specie Simulano cambiamenti nella funzione e composizione dell ecosistema/bioma, a livello o di specie o di gruppo funzionale. Dettagliano processi fisiologici, interazioni ecologiche e diversità delle specie Inviluppi climatici, nessuna o scarsa interazione, tipi funzionali 13

14 3. Impatti predetti Mammiferi terrestri nell area mediterranea Maiorano L. et al. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences Volume 366, Issue 1578, 27 September 2011, Pages

15 3. Impatti predetti Impatti sulla flora montana temperatura precipitazione R. Engler et al., 2011, Global Change Biology, Volume 17, Issue 7,

16 3. Impatti predetti Predizioni a scala italiana Hemorrhois hippocrepis Colubro ferro di cavallo Attuale 2020 A2A 2050 A2A Specie aliene G. Ficetola et al., Diversity and Distributions, (2009) 15,

Roiz D, Neteler M, Castellani C, Arnoldi D, Rizzoli A (2011) Climatic Factors Driving Invasion of the Tiger Mosquito

17 3. Impatti predetti Vettori di malattie (zanzara tigre) Figure 3. Potential and current distributional areas of Ae. albopictus. Vettore di dengue e chikungunya. Roiz D, Neteler M, Castellani C, Arnoldi D, Rizzoli A (2011) Climatic Factors Driving Invasion of the Tiger Mosquito (Aedes albopictus) into New Areas of Trentino, Northern Italy. PLoS ONE 6(4): e doi: /journal.pone

3. Impatti predetti Punti critici: Impatti indiretti e sinergici CLIMA VEGETAZIONE SUOLO FAUNA Mappa frammentazione Anche se esistono cammini causali

18 3. Impatti predetti Punti critici: Impatti indiretti e sinergici CLIMA VEGETAZIONE SUOLO FAUNA Mappa frammentazione Anche se esistono cammini causali indiretti, i modelli correnti si focalizzano sulle risposte individuali delle specie ai fattori esogeni. Sinergie e interazioni sono spesso trascurati. 18

19 Punti critici: L incertezza delle previsioni Modelli che si comportano analogamente in fase di calibrazione possono fornire proiezioni abbastanza differenti 3. Impatti predetti Rovere Distribuzione presente Distribuzione futura Thuiller, Global change biology, 9:

20 Sommario finale Comunemente osservato in Italia anticipo di fioriture di molte piante (anche di dieci giorni o più), arrivi di molte specie di uccelli migratori, riproduzione di molti anfibi (anche di settimane) sviluppo dello stadio alato di molti insetti. Modifiche della distribuzione di specie vegetali e animali; specie vegetali della fascia montana sono risalite di quota e sono ora presenti anche nelle zone di culmine; specie animali montane si sono spostate in alta quota con conseguente riduzione del loro areale. Alpi e Appennini ad alta quota e, in misura minore, la regione biogeografica mediterranea sono le aree a maggior impatto e a maggior rischio. Alpi e Appennini saranno le zone più vulnerabili in futuro con una perdita di specie vegetali stimata, entro il 2100, di circa il 60%; le foreste mediterranee europee saranno parzialmente sostituite da vegetazione arbustiva. Nell Appennino meridionale, potrebbero scomparire entro la fine del secolo fino a 8-10 specie di rettili; tra gli uccelli, le maggiori contrazioni potrebbero essere osservate per alcuni limicoli, mentre gli ardeidi potrebbero espandere la loro distribuzione; tra i mammiferi la perdita di biodiversità potrebbe essere circa il 20%. Alcune patologie di piante e animali sono aumentate e incrementeranno a causa del riscaldamento globale, così come le zoonosi (malattie umane veicolate da animali). 20

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