Ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana L Antropocene Crutzen P.J. (2002) Geology of mankind. Nature 415: 23 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 2] 1
Il concetto di bioma un biomaè una macroregione caratterizzata da un particolare clima e identificata principalmente dal tipo di vegetazione dominante Millennium Ecosystem Assessment(2005) Ecosystems and Human Wellbeing: Biodiversity Synthesis www.maweb.org Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 3] Paesaggi archetipici... Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 4] 2
...ma lo sono ancora? Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 5] Da biomi a antromi: un cambio di paradigma biosfera come insieme di sistemi naturali determinati dalle caratteristiche bio-fisiche azione umana percepita come disturbo biosfera come insieme di sistemi antropici in cui sono incorporati i sistemi naturali residui azione umana come fattore modellante principale Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 6] 3
Biomi antropogenici ecotope.org Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 7] Wildlands (zone vergini) vegetazione sparsa foreste vergini superficie: 29 milioni di km 2 popolazione: 0 abitanti frazione della sup. forestale totale: 19% zone aride Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 8] 4
Foreste foreste abitate (1-10 abitanti/km 2 ) superficie: 25 milioni di km 2 popolazione: 0.04 miliardi frazione della sup. forestale totale: 45% foreste remote (<1 abitante/km 2 ) Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 9] Pascoli pascoli abitati (1-10 abitanti/km 2 ) pascoli residenziali (>10 abitanti/km 2 ) superficie: 40 milioni di km 2 popolazione: 0.3 miliardi frazione della sup. forestale totale: 6% pascoli remoti (<1 abitante/km 2 ) Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 10] 5
Zone agricole zone di agricoltura secca abitate (1-10 abitanti/km 2 ) zone di agricoltura irrigua abitate (1-10 abitanti/km 2 ) superficie: 27 milioni di km 2 popolazione: 0.9 miliardi frazione della sup. forestale totale: 25% zone agricole remote (<1 abitante/km 2 ) Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 11] Zone agricole zone di agricoltura secca residenziali, a mosaico (>10 abitanti/km 2 ) superficie: 27 milioni di km 2 popolazione: 0.9 miliardi frazione della sup. forestale totale: 25% zone di agricoltura irrigua residenziali (>10 abitanti/km 2 ) Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 12] 6
Villaggi villaggi di agricoltura secca (>100 abitanti/km 2 ) villaggi pastorali (>100 abitanti/km 2 ) superficie: 8 milioni di km 2 popolazione: 2.6 miliardi frazione della sup. forestale totale: 4% villaggi di agricoltura secca, a mosaico (>100 abitanti/km 2 ) Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 13] Villaggi villaggi agricoli irrigui (>100 abitanti/km 2 ) villaggi risicoli (>100 abitanti/km 2 ) superficie: 8 milioni di km 2 popolazione: 2.6 miliardi frazione della sup. forestale totale: 4% villaggi agropastorali (>100 abitanti/km 2 ) Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 14] 7
Aree urbane insediamenti densi (>100 abitanti/km 2 ) superficie: 1.5 milioni di km 2 popolazione: 2.6 miliardi frazione della sup. forestale totale: 0.7% città (>>100 abitanti/km 2 ) Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 15] Successioni ecologiche... Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 16] 8
Successioni ecologiche... Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 17]...e successioni antropogeniche Ellis E.C. (2011) Anthropogenic transformation of the terrestrial biosphere. Phil. Trans. R. Soc. A 369: 1010-1035 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 18] 9
Una prospettiva storica Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 19] L appropriazione della produzione primaria Haberl H. et al. (2007) Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth s terrestrial ecosystems. PNAS 104: 12942-12947 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 20] 10
L appropriazione della produzione primaria Haberl H. et al. (2007) Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth s terrestrial ecosystems. PNAS 104: 12942-12947 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 21] Ecosistemi «nuovi» i cambiamentinelle condizioni biotiche (estinzioni e invasioni) e abiotiche (uso del suolo, cambiamenti climatici) possono causare la formazione di ecosistemi caratterizzati da una nuova configurazione Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 22] 11
Non sempre è possibile il ripristino... Hobbs R.J. et al. (2009) Novel ecosystems: implications for conservation and restoration. Trends in Ecology and Evolution 24: 599-605 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 23]...con risultati a volte inaspettati Seastedt T.R. et al. (2008) Management of novel ecosystems: are novel approaches required? Frontiers in Ecology and Environment 6: 547-553 Hobbs R.J. et al. (2009) Novel ecosystems: implications for conservation and restoration. Trends in Ecology and Evolution 24: 599-605 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 24] 12
L urbanizzazione crescente Grimm N.B. et al. (2008) Global Change and the Ecology of Cities. Science 319: 756-760 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 25] L urbanizzazione crescente Grimm N.B. et al. (2008) Global Change and the Ecology of Cities. Science 319: 756-760 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 26] 13
Un fenomeno evidente anche dallo spazio Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 27] Urbanizzazione: effetti sul clima le aree urbane sono caratterizzate da un regime climatico differente da quello delle aree circostanti temperatura precipitazioni vento idrologia Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 28] 14
L isola di calore urbana US EPA (2008) Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategies www.epa.gov/heatisld/resources/compendium.htm Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 29] L isola di calore urbana: l esempio di Milano immagine satellitare della pianura padana, novembre 2011 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 30] 15
Effetti atmosferici Photo #: NASA6-703-44 Date: Oct. 1997 Geographic Region:ITALY Feature:PO RIVER VALLEY, SMOG Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 31] Effetti idrologici Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 32] 16
Il gradiente-urbano rurale Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 33] Il mosaico paesistico Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 34] 17
La frammentazione del paesaggio Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 35] Frammentazione e effetto margine Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 36] 18
A chi piace la città? urban exploiters specie mobili, resistenti aldisturbo, invasive, onnivore, cosmopolite, fortemente dipendenti dalla presenza umana urban adapters specie generaliste, provenienti da habitat poco specifici, adattabili, in grado di sfruttare risorsenaturali e di origine antropica urban avoiders speciecon habitat molto specifici, molto sensibili al disturbo antropico (perdita e frammentazione dell habitat) e alle interazioni con le specie invasive Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 37] Specie r e specie K r K dn dt N = rn 1 K ostrica >100 milioni di uova all anno gorilla 1 figlio ogni 5 anni Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 38] 19
La risposta al disturbo non è lineare Marzluff J.M. & Rodewald A.D. (2008) Conserving Biodiversity in Urbanizing Areas: Nontraditional Views from a Bird s Perspective. Cities and the Environment 1(2):4 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 39] Risposte biotiche all urbanizzazione Fenomeno eterogeneizzazione dell habitat frammentazionedell habitat perdita e alterazione di habitat (semi)naturali emergenza di nuovi habitat urbani carico elevato di nutrienti e inquinanti disponibilità idrica ridotta isola di calore urbana disturbo dell habitat Risposta aumento della ricchezza di specie declinodi specie con habitat ampio o scarsa dispersione, aumento delle specie a elevata dispersione declinoo perdita di specie autoctonefortemente specializzate cambiamenti di habitat in specie autoctone generaliste cambiamenti di habitat in specie rare aumento delle specie alloctone cambiamento nella composizione delle specie selezione di tratti specifici aumento delle specie sensibili al freddo e tolleranti al caldo cambiamenti nella fenologia di piante e uccelli migratori aumento delle specie con ciclo di vita breve e alloctone difficoltà di insediamento di popolazioni stabili Kowarik I. (2011) Novel urban ecosystems, biodiversity, and conservation. Environmental Pollution 159: 1974-1983 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 40] 20
Fattori socioeconomici e biodiversità urbana Fattore reddito introduzione di specie ornamentali selezionedi specie a scopo paesaggistico gestione degli spazi verdi urbani alimentazione degli animali mobilità umana Risposta aumento del numero di specie introdotte e sfuggite dispersione delle specie coltivate dispersione di specie coltivate cambiamento nella composizione delle specie rimozione delle specie naturali dispersione delle specie coltivate cambiamento nella composizione delle specie dispersione differenziale tra le specie ailanto (Ailanthus altissima) robinia (Robinia pseudoacacia) nutria (Myocastor coypus) Kowarik I. (2011) Novel urban ecosystems, biodiversity, and conservation. Environmental Pollution 159: 1974-1983 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 41] L omogeneizzazione biotica Trafalgar square, London Montmartre, Paris Plaça de Catalunya, Barcelona Asakusa, Tōkyō City hall, Cape Town Central Park, New York Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 42] 21
Omogeneizzazione biotica nelle piante indice di Jaccard: S JI = S AIB AUB McKinney M.L. (2006) Urbanization as a major cause of biotic homogenization. Biological Conservation 127: 247-260 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 43] Omogeneizzazione biotica negli uccelli modificato da McKinney M.L. (2006) Urbanization as a major cause of biotic homogenization. Biological Conservation 127: 247-260 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 44] 22
Spazi verdi: sì, ma come? Fernández-Juricic E. & Jokimäki J. (2001) A habitat island approach to conserving birds in urban landscapes: case studies from southern and northern Europe. Biodiversity and Conservation 10: 2023-2043 Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 45 ] La Darsena di Milano: un caso di studio e di dibattito Corso di Ecologia modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 46 ] 23