Significato e misurazione della biodiversità Oscar Ravera CNR Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Largo Tonolli, 50 Verbania Pallanza (Italy) e-mail o.ravera@ise.cnr.it
Diversità = Biodiversità basata su due variabili: - richness - evenness -Conferenza Internazionale sull Ambiente (Stoccolma, 1972) -Conferenza Internazionale sull Ambiente (Rio de Janeiro, 1992)
% abbondanza 100 80 60 40 20 0 A B C D F G H I specie 100 % abbondanza E 80 60 40 20 0 A B C D E specie F G H I
Il numero delle specie nella comunità e il numero di individui nelle diverse specie della comunità non sono casuali, ma sono determinati da: capacità riproduttiva disponibilità alimentare relazioni intra- e interspecifiche fattori ambientali variabili che mutano nel tempo Di conseguenza la diversità varia da una comunità all altra e nella stessa comunità varia nel tempo
Indici di diversità Legenda S 1) Simpson (1949) D= 2) Berger-Parker (1970) d= 3) Margalef (1958) 4) Menhinick 1964) 5) McIntosh (1967) D= D= 7) 8) Shannon (1949) Cody (1975) Jaccard (1908) i i= 1 1) i N ( N 1) Nmax = numero di individui del taxon più abbondante S 1 ln N ni = numero di individui nell iesimo taxon S N pi = frazione di individui appartenenti all iesimo taxon S i= 1 N ni2 N H ' = pi log p i βc = S = numero totale di taxa N = numero totale di indivdui N max N N M = 6) n (n g (H ) + l(h ) 2 C j = j (a + b + j ) g(h) = numero di taxa guadagnati lungo il transetto dell habitat l(h) = numero di taxa persi lungo il medesimo transetto j = numero di taxa trovati in entrambe le stazioni (A,B) a = numero di taxa nella stazione A b = numero di taxa nella stazione B
Campionamento Estensione dell area in relazione all eterogeneità dell habitat e al tipo di distribuzione delle specie (es. casuale, regolare, a gruppi) Frequenza in relazione N campioni (es. benthos, plancton) Materiale (tassonomia, dimensione, pigmenti, stadi di sviluppo) Non è mai stata calcolata la diversità di un intera comunità (fito-zoo-pesci)
Diversità e stabilità Elton (1927): Una comunità con elevata diversità è stabile (es. foresta pluviale, atolli, oceano); una comunità con bassa diversità è instabile (es. agroecosistemi, tundra) La diversità aumenta dai poli all equatore (numerose eccezioni, es. altitudine)
Diversità - si esprime con un valore numerico (0 1) e i parametri da misurare sono ben definiti. Stabilità - dipende: dall intervallo di tempo considerato difficile da misurare ci sono diversi tipi di stabilità (Orians, 1975): costante, ciclica, elastica, fluttuante
Critiche alla relazione causale: diversità-stabilità Mc Arthur (1955): la stabilità è data più dal numero di relazioni che dal numero di specie RELAZIONI INTERSPECIFICHE A B Competizione - - Predazione (A: predatore) + - Parassitismo (A: parassita) + - Simbiosi + + Antibiosi (A: produce l antibiotico) + - Commensalismo + + Neutralismo 0 0
Critiche alla relazione causale: diversità-stabilità Maynard-Smith (1975): la stabilità non è l effetto della diversità (cfr. Elton, 1927) ma ne è la causa. Infatti, la diversità è la risultante di processi evolutivi che avvengono in ambienti stabili, come dimostra l elevata diversità negli ambienti più antichi (es. laghi del Terziario, Oceano indiano) May (1972): se la diversità supera un certo livello la comunità diventa caotica e collassa Odum (1975): introduce il concetto di flusso energetico nella relazione tra diversità e stabilità
diversità A B C D flusso di energia A e D = ambienti stabili B e C = ambienti instabili
Diversità utilizzata come parametro nel biomonitoraggio 1 dogma la diversità diminuisce con l inquinamento dell ambiente 2 dogma aumentando la diversità aumenta la stabilità
Numero medio di specie e di individui per metro quadrato S ta z io n e I N d i s p e c ie 1 6.7 5 N d i in d iv id u i 803 II 2 2.0 0 1282 III 2 1.0 0 1664 IV 1 9.6 3 1169 V 1 8.1 4 2788
% % 1 1 1 1 6 4 2 0 8 6 4 2 0 2 0 S ta tio n S ta tio n I I I 1 5 1 0 5 0 % 3 0 2 5 S ta tio n I I I S ta tio n I V 2 0 1 5 1 0 5 0 % 2 0 1 5 1 0 5 0 % 6 0 5 0 S ta tio n 4 0 3 0 2 0 1 0 0 ta x a V