Giornata di studio: 31 Marzo 2004 LA LAGUNA DI ORBETELLO CONSERVAZIONE, ATTIVITA PRODUTTIVE, TURISMO E RICERCA SCIENTIFICA Prof. Silvano Focardi Dipartimento di Scienze Ambientali, G. Sarfatti, Università degli Studi di Siena. Via Mattioli, 4-53100 Siena. focardi@unisi.it
Introduzione Le lagune costiere, definite come il punto di incontro non solo geografico ma anche biologico tra terra e mare, occupano il 13% dello sviluppo costiero mondiale. Si tratta di ecosistemi di grande importanza ecologica, per la elevata produzione e la caratteristica biodiversità. Nonostante la loro importanza dal punto di vista ecologico, però, a causa della forte antropizzazione della fascia costiera, nell ultimo secolo, è scomparso circa il 90% delle zone umide europee. Questo ha comportato una grave perdita del patrimonio di biodiversità, di specie animali e vegetali, ad esse connesso. Di questa generalizzata riduzione delle aree umide risente anche la Provincia di Grosseto, dove oggi sono rimasti pochi lembi rispetto alle grande estensioni del passato. Oltre alla Laguna di Orbetello, le zone residue sono quelle del lago di Burano, le zone paludose poste alla foce dell Ombrone, e quella della Diaccia Botrona. Le lagune e gli stagni costieri hanno avuto origine a seguito del progressivo avanzamento del mare sulle terre emerse (trasgressione), che può verificarsi o per innalzamento del livello marino (eustatismo positivo) o per abbassamento delle terre emerse (epirogenesi). Questi ambienti scompaiono in regime regressivo (eustatismo negativo) cioè quando si ha un abbassamento del livello marino. Le altre condizioni per il loro sviluppo e consolidamento sono il sufficiente apporto terrigeno (fluviale o derivato dall erosione costiera) ed il trasporto di sabbie lungo la riva (correnti costiere). La marea è il meccanismo attraverso cui la laguna respira ; il suo ingresso viene anche detto dagli ecologi vivificazione marina. Il parziale ricambio idrico con il mare contribuisce a migliorare le condizioni delle acque riducendo le variazioni termiche e saline, aumentandone la trasparenza e la quantità di ossigeno disciolto. Il fenomeno di vivificazione è importante soprattutto d estate quando la solubilità dei gas in acqua diminuisce a causa dell aumento della temperatura (legge di Henry) e di notte quando cessa l attività fotosintetica. Nelle lagune più estese si possono distinguere varie zone proprio tenendo conto del limite cui giungono le maree: la parte di laguna più soggetta agli apporti delle maree è più ricca di vita, mentre la parte più lontana dal mare è più stagnante e povera di vita. Vengono definite lagune vive quelle in cui le maree influenzano in maniera notevole la vita degli organismi, la formazione e il consolidamento dei cordoni. Al contrario gli stagni costieri detti lagune morte risentono in maniera molto minore, 1
talvolta nulla, degli effetti benefici delle maree. La marea inoltre è il parametro fondamentale che differenzia le lagune dagli stagni costieri. La laguna è un bacino costiero dominato dalle maree, separato dal mare da un cordone litorale (insieme di lidi), ma comunicante con esso attraverso bocche (foci). Le vere lagune italiane si trovano solo nell Alto Adriatico (Lagune di Venezia, Grado, Marano) che è l unico bacino del Mediterraneo interessato da escursioni di marea accentuate (110-120 cm). Lo stagno costiero è un bacino non dominato dalle maree, separato dal mare da un cordone litorale (freccia litorale, tombolo) e comunicante con esso mediante varchi. Nel Mediterraneo, per la scarsa forza delle maree, si sono formati prevalentemente stagni costieri e l Italia ne è particolarmente ricca: Valli di Comacchio (Emilia Romagna), Lesina e Varano (Puglia), Orbetello, Diaccia Botrona, Burano (Toscana), Laghi Pontini e Lago di Fondi (Lazio). La Sardegna è la regione con il maggior numero di stagni costieri (Figura 1). Figura 1. Lagune e stagni costieri italiani. 2
Sia le lagune che gli stagni costieri, sono caratterizzati da bassa profondità e ridotto idrodinamismo, infatti sono anche dette acque costiere laminari a cattivo ricambio. Manifestano ampie variazioni dei parametri chimico-fisici quali temperatura, salinità ed ossigeno disciolto sia di ordine stagionale che giornaliero. Data la bassa profondità l intera colonna d acqua tende a riscaldarsi fortemente per irraggiamento, ma altrettanto rapidamente disperde, durante la notte, il calore assorbito. L evaporazione estiva provoca forti innalzamenti della salinità rispetto al mare mentre le precipitazioni autunnali provocano l effetto opposto. Le acque lagunari vengono definite salmastre perché, salvo i periodi più caldi, la salinità è inferiore a quella marina a causa dell apporto di acque dolci superficiali e meteoriche. Oscillazioni di temperatura e salinità determinano a loro volta variazioni dell ossigeno disciolto: l incremento della temperatura riduce la solubilità dell ossigeno in acqua. L attività fotosintetica della vegetazione aumentano la concentrazione di ossigeno, talvolta superando il valore di saturazione. L attività respiratoria degli organismi vegetali e animali, consuma l ossigeno presente nelle acque, soprattutto nelle ore notturne, quando cessa l attività fotosintetica. A causa dell assenza di correnti, materiale organico (foglie, alghe, animali morti, ecc.) si deposita ed accumula nei sedimenti. In mare il ph varia da 8 a 8.3 in seguito all azione tamponante del bicarbonato, mentre in ambienti laminari anche le oscillazioni di ph sono più ampie 7 a 9. Anche l elevata concentrazione di nutrienti, quali azoto (N) e fosforo (P), negli ambienti laminari è in gran parte dovuta al ridotto idrodinamismo. I nutrienti, provenienti dalla mineralizzazione delle masse organiche e quelli che provengono da sorgenti esterne (apporti fluviali, deiezioni dell avifauna, scarichi urbani, ecc.) rimangono all interno del bacino che funziona da trappola di nutrienti e vengono rimossi solo dallo sviluppo di nuova vegetazione. Nella fase di degrado, i processi di mineralizzazione ossigenici e anossigenici che decompongono le masse organiche accumulate sul fondo, determinano una diminuzione del potenziale redox (Eh) delle acque che in casi estremi può diventare negativo. Nei sedimenti il potenziale redox diviene più rapidamente negativo poiché l ossigeno presente si esaurisce rapidamente. 3
I processi batterici demolitori della materia organica del sedimento, avvengono inizialmente per via ossigenica con sviluppo di ammonio, quindi procedono fino alla produzione di anidride carbonica ed acqua. Successivamente, quando lo strato sedimentario va in anossia, tali processi continuano per via anossigenica. Inizialmente viene utilizzato lo ione nitrato, in seguito, quando il nitrato è esaurito e persistono ancora masse organiche da demolire, subentrano batteri che utilizzano altri substrati, ad esempio il ferro (Fe). Negli ecosistemi marini, la solfato riduzione è la via dominante di decomposizione della materia organica e lo è ancor più nei sedimenti anossici delle lagune costiere. Quando si innesca una intensa attività solfatoriduttiva, si può raggiungere il fenomeno distrofico con produzione di idrogeno solforato (H2S) che può provocare la morte della fauna ittica.. Gli ambienti lagunari sono caratterizzati da una diversità biologica nettamente minore di quella che si riscontra in mare aperto, tuttavia, le poche specie presenti riescono a svilupparsi a densità talvolta considerevoli, in virtù della grande disponibilità trofica e della ridotta competizione. Le paludi e le lagune a basso fondale sono ambienti molto produttivi, molto ricchi di biomassa e che ospitano reti trofiche adattate ad ambienti estremi, ma anche molto delicate e facilmente distruggibili La notevole produttività richiama anche grandi quantità di uccelli che possono sfruttare le grandi risorse alimentari presenti in laguna. 4
La Laguna di Orbetello La laguna di Orbetello è uno dei più interessanti ecosistemi presenti in Europa ed una delle ultime zone umide ancora esistenti in Italia; per la molteplicità degli habitat e per la ricchezza di specie animali e vegetali essa rappresenta un'area di grande interesse scientifico, culturale ed economico. Questa laguna è stata classificata zona umida di importanza internazionale con Decreto Ministeriale 9 Maggio 1977, ed è protetta ai sensi della Convenzione di Ramsar. La Laguna di Orbetello, situata all incirca tra 42 25 e 42 29 lat. Nord e tra 11 10 e 11 17 long. Est, è un antico braccio di mare situato tra la costa toscana ed il Monte Argentario separato dal mare aperto dai due tomboli completi della Giannella (a Nord-Est) e della Feniglia (a Sud-Ovest) che, partendo dalla costa maremmana, raggiungono le pendici dell Argentario. Un terzo tombolo incompleto, prolungato artificialmente fino all Argentario mediante una Diga la divide in due bacini. Su questo terzo tombolo corre la strada statale 440 e sorge il centro abitato di Orbetello (Figura 2). La laguna ha un estensione totale di 25.25 km 2 ed suddivisa in due bacini comunicanti, quello di Ponente ad ovest e quello di Levante ad est con una superficie rispettivamente di 15.25 and 10.00 km 2. Ha un escursione di marea estremamente modesta da 10 a 45 cm. La profondità media dell intero bacino è di circa 1 m, con variazioni da 40 a 170 cm. La laguna di Orbetello, come molte altre lagune costiere, è soggetta da decenni a processi di forte eutrofizzazione che si manifestano essenzialmente con lo sviluppo di macroalghe e fitoplancton. Le cause di tali processi eutrofici sono da attribuire alla forte antropizzazione del territorio costiero e allo sviluppo delle attività produttive. L'inquinamento è sostanzialmente dovuto all'accumulo della sostanza organica immessa dagli scarichi civili e dalle attività produttive, rappresentate essenzialmente dalle itticolture intensive. Esiste inoltre un'immissione indiretta della materia organica, dovuta alla notevole produzione primaria (biomassa vegetale) a sua volta causata dall'arricchimento di fosforo ed azoto delle acque. 5
Figura 2. Localizzazione della Laguna di Orbetello. Negli ultimi 40 anni, l incremento del grado di eutrofizzazione della laguna di Orbetello ha progressivamente condotto a cambiamenti sia qualitativi che quantitativi della vegetazione che è passata dalla dominanza di piante radicate acquatiche (fanerogame) alla presenza esclusiva di macroalghe. Inoltre, fra le varie specie di macroalghe presenti nel corso degli anni, si è instaurata una sorta di alternanza di specie dominanti; nel periodo di maggior degrado era presente quasi esclusivamente una sola specie, la macrocloroficea Cladophora vagabonda. Tali bloom macroalgali hanno avuto inizio a partire dalla metà degli anni 60, periodicamente accompagnati da iperproliferazione delle microalghe. Le macroalghe flottanti si sviluppavano inizialmente in prossimità delle fonti eutrofizzanti (scarichi urbani e reflui delle itticolture) per poi essere trasportate dai venti nelle altre aree della laguna, con il conseguente diffuso arricchimento dei fondali di materia organica e nutrienti. Infatti le macroalghe hanno un elevato tasso di accrescimento ma un limitato ciclo vitale, 6
generalmente un breve arco stagionale, e quando cadono sul fondo si decompongono ed innescano processi di solfato riduzione che causano una drastica diminuzione dell'ossigeno disciolto nella colonna d'acqua e sviluppo di gas tossici dal fondale. Al contrario le fanerogame hanno un ciclo vitale significativamente maggiore, generalmente annuale, e sono in grado di trasferire, attraverso le strutture ipogee, parte dell'ossigeno prodotto durante la fotosintesi ai sedimenti mantenendoli in buono stato ossidativo. Le condizioni di anaerobiosi e solfato riduzione causate dalla decomposizione delle notevoli masse macroalgali, specialmente nei mesi estivi, sono state le principali cause delle morie della fauna acquatica verificatesi dopo la metà degli anni 80, accompagnate da episodici sversamenti di acque colorate e maleodoranti nelle spiagge adiacenti alla laguna causando problemi alle attività turistiche (Figura 3). Figura 3. Evento di proliferazione macroalgale nella Laguna di Orbetello con produzione di idrogeno solforato. Per questi problemi, a partire dal 1992 con l'ordinanza n. 2380/FPC della Presidenza del Consiglio dei Ministri, è stato disposto un Commissariamento Straordinario per la tutela e gestione della Laguna di Orbetello dichiarata "area a rischio ambientale". Nel corso degli ultimi anni, la gestione commissariale ha condotto principalmente tre attività: 1. aumento degli scambi di acqua con il mare, 7
2. confinamento e riduzione degli scarichi eutrofizzanti di origine civile e delle itticolture, 3. raccolta di macroalghe. Il ricambio naturale delle acque lagunari con quelle marine avviene attraverso le tre aperture presenti in laguna. Tali canali sono stati dotati di idrovore che consentono anche un regime di circolazione forzata delle acque. In condizione di circolazione naturale, i flussi entranti ed uscenti sono regolati dalle maree, peraltro con escursioni molto modeste dell'ordine di circa 40 cm. In tale regime, considerando anche il basso fondale lagunare, solo i venti riescono a movimentare e ricambiare efficacemente l'acqua della laguna con quella marina. Durante il periodo estivo, quello più critico per l'ambiente lagunare, nelle condizioni di assenza di vento l'acqua ristagna in laguna. Pertanto viene attivato il regime di circolazione forzato delle acque, con due bocche chiuse e flussi entranti in laguna regolati dalle idrovore e con la terza bocca aperta con il flusso regolato dalla marea. Lo scambio forzato, inizialmente pari a 8000 L/s è stato incrementato installando nuove idrovore, passando ad un flusso di 16000 L/s. Per quanto riguarda gli scarichi civili e delle itticolture, sono state delimitate per mezzo di argini due aree periferiche della laguna che hanno lo scopo di abbattere il carico eutrofizzante presente nei reflui per mezzo di bacini di lagunaggio/fitodepurazione (Figura 4). Gli scarichi civili, una volta depurati, sono stati convogliati in un'area della laguna di Ponente di circa 12 ettari, appositamente delimitata da argini terrosi. In questo bacino si svolgono naturali processi autodepurativi basati sullo sviluppo della flora microalgale, in grado di mantenere condizioni di sovrasaturazione di ossigeno disciolto e produrre ottimi risultati di abbattimento dei nutrienti. Analogamente, i reflui di due dei maggiori impianti ittici intensivi, dopo permanenza nelle rispettive aree di decantazione/lagunaggio, si riversano in un area opportunamente delimitata in laguna di Levante di circa 9 ettari. In questo bacino il carico eutrofizzante delle acque consente lo sviluppo di macroalghe, principalmente Ulva rigida, in grado di assumere sali inorganici di fosforo ed azoto dalle acque. 8
Figura 4. Bacino di lagunaggio o fitodepurazione (Foto M. Lenzi). Negli anni in cui le macroalghe erano presenti in tutto lo specchio lagunare (1994-1997), la raccolta, condotta per mezzo di natanti raccogli alghe, si svolgeva per nove mesi all'anno, con turni di 14 ore al giorno (Figura 5). Successivamente, poiché la biomassa macroalgale si era ridotta e circoscritta agli scarichi delle due suddette aree periferiche, la raccolta si è svolta in un'area di circa 600 ettari, con una rimozione media di 5000 tonnellate di alghe all'anno. Figura 5. Natante raccogli alghe (Foto M. Lenzi). 9
Le attività della gestione commissariale hanno portato un sensibile beneficio all'ambiente lagunare. In particolare, si è determinata una scarsa disponibilità del fosforo (P) nella colonna d'acqua (fosforo limitazione) mentre l'azoto (N) rimane sempre molto disponibile (eutrofia di azoto) con prevalenza dello ione ammonio, che costituisce il 60-80% del carico totale di azoto, mentre precedentemente era stata riscontrata una predominanza di nitriti e nitrati. L'effetto diretto della scarsa disponibilità di fosforo è la riduzione della biomassa macroalgale, con prevalenza delle specie tolleranti la P-limitazione, rispetto alle macrocloroficee dominanti prima di tali condizioni. Inoltre le macroalghe si sviluppano esclusivamente in prossimità delle fonti di rilascio dei nutrienti da parte delle persistente fonti antropiche (scarichi dei depuratori e reflui delle itticolture). Nelle zone in cui, precedentemente agli interventi di risanamento, si sviluppavano grandi masse macroalgali, sono riapparse le fanerogame che non subiscono P limitazione, poiché sono in grado di assumere sia fosforo che azoto direttamente dai sedimenti attraverso l'apparato radicale. Come precedentemente evidenziato, le fanerogame riescono a trasferire l'ossigeno dalle fronde al sedimento innescando una intensa attività ossidativa che favorisce lo sviluppo di flora batterica ossigeno dipendente. 10
L importanza della conservazione delle zone umide E importante mantenere questo sistema di zone umide integro, per le popolazioni di uccelli acquatici si spostano frequentemente dall una all altra a seconda delle condizioni locali, per l alimentazione, per soggiornarvi o per ripararsi durante la notte. Sono frequenti anche spostamenti quotidiani tra una zona all altra. La tutela delle zone umide ed in particolare dell avifauna è sancita dalla convenzione di Ramsar, in cui rientra larga parte della laguna di Orbetello. La laguna di orbetello riveste una grandissima importanza per l avifauna sia in termini quantitativi (1.000 1.500 gli individui svernanti) che qualitativi (oltre 200 diverse specie osservate). Vengono osservati uccelli decisamente rari: gabbiano tridattilo, beccaccia di mare, il quattrocchi, ma anche 2.000 fenicotteri, 1.000 folaghe, 1.500 aironi cenerini. Accanto a questa realtà importante non dobbiamo però dimenticare il sempre più crescente numero di cormorani e l impatto di questi sulle attività di pesca nella laguna di orbetello. La convenzione di Ramsar (1976) è certamente nata per la protezione dell avifauna; l impostazione iniziale è stata via via un po corretta: con successive integrazioni si è passati dagli uccelli all ambiente, all habitat in cui gli uccelli vivono. Vero la metà degli anni ottanti a livello della Comunità Europea si è iniziato a fornire agli stati membri una serie di raccomandazioni generali, non deve essere perso neanche un ettaro di zona umida, se non è assolutamente garantito il recupero. Intervenire su una zona umida è assolutamente necessario, perché le dinamiche naturali porterebbero alla loro perdita. La laguna di Orbetello come la maggior parte delle lagune costiere è un ambiente di transizione, quindi soggetta a processi di interramento più o meno lenti, influenzati sia dall attività dell uomo che da eventi naturali. Solitamente si sente parlare di questi ambienti solo quando questi vanno in crisi (Orbetello nel 1992 e 1993 ma anche il collasso della Sacca di Goro nel 1992 e nel 1998). E al contrario fondamentale, non solo per le produzioni ittiche e per il turismo, ma per la conservazione della biodiversità che le lagune siano costantemente al centro dell attenzione delle Amministrazioni e della comunità scientifica. Da diversi esempi di gestione (non ultimo l esempio della laguna di Orbetello), appare chiaro che è possibile conservare e recuperare gli ambienti lagunari anche dopo eventi distrofici. Centrale è il mantenimento del buon sistema idraulico, la cura delle foci di collegamento con il mare. Minimizzare gli immissari ad alto contenuto organico 11
(depuratori) bonificare gli eventuali siti inquinati. In alcuni casi è possibile l eliminazione del sedimento sia perché anossico sia perché sede di accumulo e rilascio di inquinanti. Tale strada risulta però possibile sono in peculiari situazioni. Gli interventi attuati nella laguna di Orbetello sono stati quindi efficaci per il recupero di questa zona umida dopo massicci episodi distrofici, ma sono stati anche rilevanti per prevenire la possibilità di crisi. Non bisogna però dimenticare che le lagune costiere, che sono per definizione ambiente di confine tra il mare e le acque continentali, sono dei sistemi in equilibrio assai instabile, dal quale possono deviare sotto la spinta di forze esterne, sia naturali che antropiche. Il lavoro di mantenimento di questi ambiento non è mai finito. Bisogna quindi attuare sistemi di controllo che consentano di confrontare i diversi scenari in evoluzione e confrontarli con quelli verificatesi in occasioni delle crisi, per non farsi cogliere impreparati. La gestione delle zone umide non deve quindi essere affidata solo agli enti pubblici, o agli enti di ricerca o a quelli privati, ma deve essere condotta in sinergia fra le diverse competenze, interessi e realtà che hanno a cuore la conservazione di questi ambienti. Le lagune sono ambienti che vanno gestite con multidisciplinarietà, le modalità di gestione possibile sono varie: ente, consorzio, ecc. Ed oggi esiste anche lo strumento normativo di controllo che aiuta ed impone questa gestione (Lgs. 152/99). 12
La ricerca scientifica dell Università di Siena e del Polo Universitario Grossetano nella Laguna di Orbetello L interesse dell Università di Siena per la Laguna di Orbetello ed in generale di tutto il territorio della provincia di Grosseto è oramai consolidato. In collaborazione con il Polo Universitario Grossetano sono stati attivate la Laurea Specialistica in Tecnologie di Monitoraggio e di Recupero Ambientale ed il Master in Biomonitoraggio e Gestione della Fascia Costiera. In via di ultimazione è il Laboratorio di Ecologia Lagunare ad Orbetello, realizzato con un finanziamento dei Patti Territoriali della Provincia di Grosseto. Il Dipartimento di Scienze Ambientali G. Sarfatti dell Università degli Studi di Siena sta inoltre conducendo diversi progetti di ricerca nella zona di Orbetello: Caratterizzazione ecotossicologica dei sedimenti e degli organismi della laguna di Orbetello, finanziato dalla Fondazione Monte dei Paschi di Siena, anno 2002 e 2003. I risultati sono già disponibili e vengono utilizzati dal Commissario della Laguna di Orbetello per la gestione lagunare. Analisi strutturale della comunità ad invertebrati macrobentonici della laguna di Orbetello in relazione agli impatti ambientali di natura antropica, finanziato dalla Fondazione Monte dei Paschi di Siena nell anno 2004 ed in corso di realizzazione; Modellizzazione di processi fisici e biologici in ecosistemi acquatici a rischio, in collaborazione con il Centro dei Sistemi Complessi, Facoltà di Ingegneria, finanziato dal Commissario della laguna di Orbetello, anno 2002 e 2003. Si tratta di un tentativo di analizzare, per mezzo di un modello matematico realizzato ad hoc per la laguna di Orbetello, i dati preesistenti (parametri chimico fisici, produzione macroalgale, sistema di circolazione delle acque) disponibili e correlarli con i passati eventi distrofici. In tal modo potrebbe essere possibile prevedere la possibilità di eventuali crisi dell ambiente lagunare e mettere in atto azioni preventive. Development of an Information Technology Tool for the Management of European Southern Lagoons under the influence of river-basin runoff - DITTY Project. Questo progetto europeo potrà fornire importanti informazioni sulla gestione delle lagune costiere. Progetti finanziati dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali, IV, V e VI Piano Triennale della Pesca e dell Acquacoltura. 13