Determinanti naturali e antropogenici della diversità di piante e animali

1. SECONDA PARTE Determinanti naturali e antropogenici della diversità di piante e animali Biodiversità=f(fattori biotici e abiotici)

2. Frammentazione degli habitat

3. “Habitat loss” vs. “fragmentation” • Perditadi habitat – riduzionedell’area • Frammentazione– riduzionedi un habitat continuo in variframmenti I due processihannoconseguenze diverse ma spessosiverificano in modocongiunto

4. “Habitat loss” vs. “fragmentation” Habitat loss Habitat fragmentation

5. “Habitat loss” vs. “fragmentation” • Casopiùcomune

6. Treelementi base in paesaggiframmentati • Patch – Frammentodi habitat focale • Corridoio–Habitat linearecheconnettei patch • Matrice– Uso del suolochedominailpaesaggio e che ha sostituitol’habitat

7. Treprincipaliprocessi • Riduzionedell’area • Riduzionedellaconnettività • Modificazionedella forma (effettomargine) • Conseguenze Comunità • Popolazione

8. Effetti a livello di popolazione

9. Ridotta dispersione Le popolazioni diventano esse stesse frammentate 1.Riduzione del flusso genico (Inbreeding e riduzione della diversità genetica) 2.Eventi catastrofici possono estinguere localmente piccole popolazioni 3.Aumento del disturbo dalla matrice

10. Dinamica “sink-source”: ecologia della metapopolazioni Popolazione Metapopolazione Habitat frammentato Habitat intatto Ogni popolazione locale nel patch deriva dal bilancio fra immigrazione e emigrazione

11. Dinamica “sink-source”: ecologia della metapopolazioni • e= probabilità di estinzione c= probabilità di colonizzazione Metapopolazione se e > c la popolazionesiestinguerà La relazionefra e e c definisce la sogliadiestinzione • Densità • Modelli di dinamica popolazione • Tempo

12. Ecologia della metapopolazioni PVA: Quantitative Risk Analysis (PVA): Si parte dadatididemografia per capirequalisiano le relazionifral’ambiente e la probabilitàdisopravvivenzadimetapopolazioni • 4 eventipossonoinfluenzare la sopravvivenzadiunapopolazione: • 1) Catastrofinaturali • 2) Fattorigenetici: drift, inbreeding,… • 3) Fluttuazioninell’ambiente • 4) Fluttuazionidemografiche • ModelliPVAsono specie-specifici ApplicazionedeimodelliPVA: Valutazione del rischiodiestinzione

13. Ecologia della metapopolazioni Quanto habitat è necessario e con qualeconfigurazione per evitarel’estinzione? Qualifasidella vita della specie sonopiùminacciate? Quantiindividuisononecessari per averedellepopolazionivitali (ad programmidi re-introduzione)? Quantiindividuipossonoessereprelevatisenzaimpattare la sopravvivenzadella specie? Minimum Viable Population (MVP) MVP =Dimensionedellapopolazione sotto la quale la probabilitàdiestinzionecresce in modoconsistente, oppureilnumerodipopolazionilocalinecessarie per ilmantenimnetodiunametapopolazione

14. Esempio PVA • Picchionelleforesteborealiamericane • Nidifica solo in alberi con età >80 anni • Minacce: Riduzionedell’habitat 100 Introduzionediunasistema diriserve con alberivecchi 50 Probabilitàdipersistenza (%) Condizioneattuale (senzainterventidiconservazione) 0 Anni

15. Ecologia della metapopolazioni PRO: -Ottimostrumento per la conservazione di singole specie (animali) CONTRO: -Necessità di conosceremoltiparametridemografici e di distribuzione della specie in esame -Difficoltà di conoscere la dispersione -Sensitivitàdeirisultatisullabase della qualitàdeidati (parametri della popolazione) -Maggioreapplicazione per la conservazionedeivertebrati

16. Effetti a livello di comunità: riduzione dell’area

17. Relazione specie-area (SAR) Cosa succede quando riduciamo l’area? Uno dei pattern più frequenti in natura

18. Relazione specie-area 4 patterngenerali: • SAR dipiccoleunitàdicampionamento in un singolo biota 2) SAR fragrandizone biogeografichecontinentali 3) SAR fraisoledi un arcipelago 4) SAR fra habitat frammentati

19. 1. SAR dipiccoleunitàdicampionamento in un singolo biota 1-100 m2

20. 2. SAR dipiccoleunitàdicampionamento in un singolo biota Check-list Verona, Padova, Rovigo... 1, 10, 100, 1000 km2

21. 3. SAR fravereisole Discontinuità fra gli habitat 0.1, 10, 100, 1000 km2

22. 4. SAR fra habitat frammentati La matrice è maggiormente permeabile Discontinuità fra gli habitat meno chiara 0.1, 10, 100, 1000 km2

23. Relazione specie-area S = cAz log S = log c + z log A La relazione è spesso non lineare

24. Meccanismi Perché osserviamo questa relazione? 1) Habitat diversity hypothesis 2) Disturbance hypothesis 3) Equilibrium hypothesis

25. 1) “Habitat diversity hypothesis” Assume che la diversitàdi specie siacontrollatodalladisponibilitàdi habitat Diversità degli habitat Area Numerodi specie Diversità degli habitat

26. 2) “Disturbance hypothesis” Disturbance Hypothesis: Il disturboriduce la diversità Fenomenididisturbocheinteressanol’interacomunitàsonopiùcomuninelleareepiccole e hannoconseguenzepiù severe

27. 3) Equilibrium hypothesis Equilibrium Hypothesis: La diversitàdipendeda due fattori: area e connettività La frammentazionedegli habitat modificaquesti due fattoririducendo in mododiverso la diversità a secondadelladominanzadell’uno o dell’altro

28. Connettività Diverse misure 1. Distanzadal patch piùvicino 2. Coperturadell’habitatnelpaesaggio 3. Hanski’s index

29. 3) Equilibrium hypothesis Island or patch of suitable habitat Matrice

30. 3) Equilibrium hypothesis

31. 3) Equilibrium hypothesis Immigration rate Extinction rate Numerodi specie

32. 3) Equilibrium hypothesis Immigration rate Extinction rate Numerodi specie

33. 3) Equilibrium hypothesis Buonaconnettività Immigration rate Extinction rate Scarsaconnettività Number of Species

34. 3) Equilibrium hypothesis Buonaconnettività Patch piccoli Immigration rate Extinction rate Scarsaconnettività Patch grandi Number of Species

35. Esperimento per testare equilibrium hypothesis Simberloff & Wilson: Artropodi Se ilmodelle fosse valido le specie dovrebberoricolonizzare grazie all’immigrazione Effettodellaconnettività Far islands still below equilibrium

36. Esperimento per testare equilibrium hypothesis L’area è stataridotta Effettodell’area

37. Connettività: limitazioni Effettomatrice: diversapermeabilità a secondadell’uso del suolo Foresta Matrice

38. Connettività: limitazioni Foresta Arativo

39. Connettività: limitazioni Foresta Arbusteti

40. Mitigareglieffettidellaridottaconnettività Isolamento ha effettinegativi • Riduce la dispersione • Riduce le chance diricolonizzazione • Riduceilflussogenico Cosa fare?

41. Corridoipossonoridurrel’isolamento Dacosadipende la loroefficacia?

43. Corridoi: pro e contro

44. PRO Riducel’isolamento Facilitailmovimento Aumenta la chance dicolonizzare un nuovo patch Puo’ costituire un habitat CONTRO Non semprepermette un buonmovimento Esponeglianimali a varirischi Facilità la dispersionedi specie esotiche, malattie e aumentaildisturbo Costosi Possonocostituiredellebarriere per alcune specie Corridoi: pro e contro

45. Corridoi: pro e contro Land uses in the matrix Diversaefficacia a secondadellamatrice

46. Margine Area effects are sometimes related to edge effects Maggiore Margine/habitat interno Minore Margine/habitat interno

47. Forma Menomargine Piùmargine

48. Positivo Negativo Effettomargine Specie cheutilizzano zone dimargine Aumentaildisturbo (invasionedi specie esotiche)

49. Dinamiche temporali Dopo una perturbazione le specie non si estinguono in modo immediato Esistono delle risposte piú o meno veloci a seconda delle caratteristiche delle specie Alcune specie scompaiono subito altre impiegano più tempo Popolazione Perché? Tempo

50. Debito di estinzione