Conservazione e ricostruzione di continuità ecologiche Ireneo Ferrari (ireneo.ferrari@unipr.it) Alessandro Ferrarini (sgtpm@libero.it) 1
Una definizione di continuità Un sistema territoriale è continuo se non sono percepibili discontinuità alla scala spaziale e temporale dell osservatore/usufruitore Ne consegue che lo stesso sistema può essere, allo stesso tempo, continuo per un soggetto (es. uomo) e discontinuo per un altro (es. specie animali) La continuità di un sistema richiede che i suoi comparti siano connessi (es. connessione tra le aree protette di un certo territorio, connessione tra geositi) 2
Continuità strutturale e funzionale un certo territorio può essere strutturalmente connesso/disconnesso (per es. presenza/assenza di corridoi ecologici), eppure una certa specie può usufruirne come fosse disconnesso/connesso la continuità è quindi specie-specifica continuità strutturale : connettività continuità funzionale : connettanza connettanza = funzione (connettività) 3
Quindi continuità tra quali comparti? es. continuità spaziale tra i geositi di una certa area continuità per quali attori? es. continuità per alcune specie animali che si devono muovere tra i diversi comparti quale grado di continuità? un sistema territoriale non è mai configurabile aprioristicamente come connesso/disconnesso, ma presenta vari livelli di continuità/discontinuità 4
Diversi gradi di continuità disconnesso minimamente connesso minimum spanning (obiettivo gestionale) connesso (uncrossed ) connesso (crossed ) iperconnesso 5
Perché la continuità ecologica? da un punto di vista ecologico-paesaggistico, la continuità, tutelando le interconnessioni tra gli habitat, rende possibili i flussi di patrimoni genetici degli esseri viventi animali e vegetali da un area all altra. Ciò rappresenta un elemento imprescindibile ai fini della conservazione della biodiversità in relazione al fatto che uno dei problemi principali del territorio è la sua frammentazione 6
E la discontinuità? quando le specie, animali e/o vegetali, rimangono isolate all interno del territorio si produce il fenomeno cosiddetto dell insularizzazionebiotica che porta a medio o lungo termine a conseguenze di depressione genetica, diminuzione del numero delle specie e del numero di individui entro le specie. Le prime specie a fare le spese del processo di insularizzazione sono quelle più esigenti dal punto ecologico e le umbrella species (specie molto generaliste che necessitano di amplissimi spazi per la sopravvivenza) 7
Ma anche anche la continuità territoriale può avere svantaggi (in genere però gestibili in modo sufficientemente agevole) ci sono evidenze sperimentali secondo cui in alcuni casi la continuità facilita la dispersione di forme di disturbo lungo il territorio come fitopatologie, incendi e specie invasive quindi la continuità va pensata e realizzata in modo integrato con la discontinuità, modulandole e integrandola a seconda della necessità gestionale/pianificatoria (adaptive management) 8
Le componenti della continuità la biopermeabilità: dato un punto qualsiasi del territorio, la biopermeabilità misura lo sforzo di una certa specie per spostarsi in qualsiasi direzione di 50, 100, 200, 300, 400, 500 metri da quel punto. In altri termini, la biopermeabilità rappresenta il costo di viaggio di una certa specie per compiere una certa distanza. Quando tale costo risulta estremamente elevato, la specie tende a non spostarsi e quindi ad isolarsi in certe porzioni del territorio la traversabilità: dato un punto qualsiasi del territorio, la traversabilità misura il costo di viaggio di una certa specie in una direzione particolare. Due sono i tipi di traversabilità generalmente indagati: quella orizzontale (direzione E-O) e quella verticale (N-S). A seconda della conformazione di una certa area di studio (per es. il gradiente altitudinale) è comunque possibile analizzare qualsiasi direzione di spostamento desiderata. La traversabilità rappresenta quindi la biopermeabilità considerata lungo ben precise direzioni di spostamento la connettività: rappresenta la connessione delle aree di maggior valore ecologico (nodi ecologici) attraverso i corridoi. E un caso particolare di Rete ecologica e si verifica quando nel territorio indagato siano effettivamente presenti nodi (stagni, piccoli o grandi boschetti ) e corridoi ecologici (siepi, filari, vegetazione ripariale ). La connettività è quindi un caso particolare di biopermeabilità che si verifica stimando i costi di viaggio delle specie solo lungo le direzioni privilegiate dello spostamento 9
Continuità = stabilità? Un sistema territoriale può variare nel tempo e nello spazio (instabilità spazio-temporale) eppure essere continuo (= connesso) La discriminante è il motore del cambiamento: - l uomo tende a creare modifiche veloci, locali, caotiche e discontinuizzanti - i processi naturali tendono a creare modifiche lente, non locali, ordinate lungo gradienti e continuizzanti 10
Costruire la continuità ecologica La costruzione della continuità ecologica passa attraverso 2 steps : aumentare i nodi di biodiversità (dove, quanti?) aumentare la connettività e la connettanza tra i nodi 11
Per individuare dove e di quanto aumentare i nodi ecologici (in particolare nelle aree di pianura) gli algoritmi più avanzati oggi disponibli sono quelli genetici Vengono generate milioni di diverse opzioni territoriali e poi le soluzioni vengono: - mutate - incrociate (cross-over) - valutate secondo la fitness Alla fine del processo euristico si riesce ad ottenere la configurazione territoriale ottimale per la continuità spaziale ricercata Provincia di Parma in azzurro le aree protette in verde i SIC / ZPS 12
Aumento della connettività e della connettanza a tale scopo vengono: - simulati entro GIS gli spostamenti di popolazioni lungo i corridoi esistenti - simulati entro GIS gli spostamenti di popolazioni lungo i corridoi che si vogliono creare - create le matrici di costo-spostamento tra i nodi (una matrice per ogni specie) 13
simulazione in 3D di spostamento lungo corridoio 14
Lunghezza 2d = 31769 m Punto + basso = 130 m Lunghezza 3d = 32244 m Punto + alto = 1446 m Quota inizio = 1314 m Quota media = 487 m Quota fine = 216 m Transizioni: 13813 m agricoli (43,4%) Pendenza media = 6,9 11807 m boscato (37,1%) Pendenza minima = 0 4936 m prati (15,5%) Pendenza massima = 35,6 981 m edificato (3%) 15
matrice di costo-spostamento tra nodi per una certa specie. Il costo-spostamento tiene conto a) della distanza 2D tra i nodi, b) del tipo di habitat attraversati, c) della pendenza del cammino che determina l effettiva distanza 3D. La scritta "NO" significa che i nodi non sono connessi (nessun corridoio di connessione). La matrice è simmetrica 16
Continuità ecologica e altre continuità La continuità/discontinuità ecologica è legata a fattori sociali ed economici in modo indissolubile Una discontinuità socio-economica può generare discontinuità nell uso del suolo di una certa area (per es. abbandono di certe aree e/o urbanizzazione di altre) e come conseguenza discontinità ecologica Quindi è lecito parlare al plurale delle continuità e delle discontinuità interrelate uomo/ambiente 17
Alcuni riferimenti bibliografici Cantwell M.D. e Forman R.T.T., 1994 Landscape graphs: ecological modeling with graph theory to detect configuration common to diverse landscapes. Lands. Ecol., 8: 239-255. Ferrarini A., 2005 Analisi spazio-temporale mediante GIS e Telerilevamento del grado di Pressione Antropica attuale e potenziale gravante sul mosaico degli habitat di alcune aree italiane e formulazione di ipotesi di pianificazione territoriale". 209 pp. Università degli Studi di Parma Forman R. T. T., 1983 Corridors in a landscape: their ecological structure and function. Ekologia, 2: 375-387. Gutzwiller K. J. e Anderson S.H., 1992 Interception of moving organism: influences of patch shape, size and orientation on community structure. Lands. Ecol., 6: 293-303. Mader H.J., 1984 Animal habitat isolation by roads and agricultural fields. Biological Conservation, 29: 81-96. Merriam G. e Lanoue A., 1990 Corridor use by small mammals: field measurement for three experimental types of Peromyscus leucopus. Landscape Ecology, 4: 123-131. Stamps J.A., Buechner M. e Krishnan V.V., 1987 The effects of edge permeability and habitat geometry on emigration from patches of habitat. Am. Nat., 129: 533-552. Swingland I.R. e Greenwood P.J., 1983 The Ecology of Animal Movement. Clarendon Press, Oxford. 18