Comunità macrobentonica nei fiumi della Sardegna: habitat e risposta alle alterazioni morfologiche

Abstract

I fiumi sono ecosistemi complessi, definiti da habitat e comunità biologiche eterogenei, e sono uno degli ambienti più minacciati dalla attività umana. Interventi di difesa spondale, opere di attraversamento, risezionamento degli alvei e l’inquinamento delle acque sono tra le pressioni principali che sinergicamente provocano un progressivo aumento del degrado morfologico dei fiumi, determinando l’alterazione dello Stato Ecologico. Specifiche misure di gestione sono state da tempo suggerite per migliorare lo stato qualitativo degli ecosistemi acquatici. La Direttiva Quadro sulle Acque (WFD: 2000/60/CE), che ha definito linee guida europee per la tutela delle risorse idriche, ha attribuito un ruolo sempre più centrale alle caratteristiche idromorfologiche per la comprensione dei processi che strutturano le biocenosi acquatiche e per le risposte biologiche al degrado dei fiumi. Tuttavia, data la molteplicità dei fattori naturali e artificiali che contribuiscono a generare la variabilità biologica e degli habitat nei fiumi, risulta difficile distinguere gli effetti delle singole pressioni, come quelli legati al degrado morfologico degli alvei e delle sponde nei fiumi. Lo sviluppo di appropriati piani gestionali diventa indispensabile per il miglioramento dello stato qualitativo dei fiumi e la tutela della biodiversità, in particolare per taxa che popolano aree geografiche ristrette (ad esempio quelle endemiche). In questo contesto, sono state studiate le comunità macrobentoniche nei fiumi mediterranei della regione Sardegna, con approfondimenti relativi all’autoecologia di 5 specie endemiche dell’isola (Baetis cyrneus, Habrophlebia consiglioi, Isoperla insularis, Tyrrhenoleuctra zavattarii e Agapetus cyrnensis). Lo scopo della prima parte del lavoro è stato quello di indagare gli effetti di alcune strutture artificiali presenti lungo le sponde e in alveo sulle biocenosi acquatiche del mesohabitat di Pool, considerando anche caratteristiche naturali di habitat, sulle quali siano possibili azioni di gestione. La seconda fase è stata estesa allo studio delle cinque specie endemiche, con l’obiettivo di osservare e descrivere la loro distribuzione in relazione ad alcuni parametri ambientali e di habitat rilevati alle diverse scale spaziali. Parte della ricerca è stata svolta all’interno del progetto LIFE+ INHABIT (LIFE08 ENV/IT/000413), in collaborazione con l’Istituto di Ricerca Sulle Acque del CNR-IRSA. In ciascun tratto fluviale indagato sono stati raccolti dati riguardanti le caratteristiche idromorfologiche e di habitat, dati biologici e chimico-fisici, mediante le procedure standard attualmente adottate per i corsi d'acqua guadabili italiani (D.M., 260/2010). E’ stato, inoltre, calcolato l'Indice Multimetrico STAR_ICMi, utilizzato per la classificazione dello Stato Ecologico dei corpi idrici superficiali. Per la valutazione degli effetti delle variabili selezionate sulle comunità acquatiche, è stata effettuata l'analisi MRT (Multivariate regression tree) con successivi test statistici di Kruskal-Wallis e confronti multipli post-hoc. I risultati evidenziano che le comunità macrobentoniche rispondono alle alterazioni delle caratteristiche strutturali nei fiumi. In particolare, tra le caratteristiche indagate, quelle che determinano gli effetti più importanti per i Macroinvertebrati sono: le modificazioni del canale, i rinforzi e i risezionamenti delle sponde e la disponibilità di Habitat naturali nel canale e lungo le sponde associati alla presenza di alberi. Per ciascuna caratteristica, il modello MRT ha fornito delle soglie che possono risultare utili per l'attuazione di misure gestionali mirate. L’indice STAR_ICMi, inoltre, è in grado di evidenziare i cambiamenti nelle comunità in relazione al grado di alterazione. Dallo studio autoecologico sono state ottenute informazioni preliminari utili per una maggiore comprensione dei requisiti ecologici delle cinque specie endemiche e per la loro conservazione. Entrambe le fasi della ricerca evidenziano l’importanza delle informazioni di habitat che possono essere direttamente impiegate per l'attuazione pratica delle normative Europea e Nazionale volte alla protezione degli ecosistemi acquatici.

Rivers are complex ecosystems, defined by heterogeneous habitats and highly diversified biological communities. At present, these ecosystems are often seriously threatened because of human activity. Bank protection, crossing structures, channel resectioning and water pollution are among the main pressures that together caused a gradual increase in the morphological and overall degradation of water bodies, finally determining the decline of the Ecological Status. During the last decades, specific management approaches and measures to improve the aquatic ecosystems quality have been suggested. The European guidelines for water resources protection have been defined by the Water Framework Directive (WFD: 2000/60/EC) that has also put in evidence the central role of hydromorphological characteristics to understand causal links behind the response of aquatic communities to rivers degradation. However, given the multitude of natural and artificial factors that contribute to generate the biological and habitats variability in rivers, it is difficult to distinguish the effects of individual pressures, such as those related to morphological deterioration of river channel and banks. The development of appropriate management plans is essential for rivers quality improvement and biodiversity, especially for taxa that inhabit restricted geographical areas (e.g. endemic species). In this context, the macrobenthic communities in Mediterranean water bodies located in Sardinia have been studied and insights referring to previously unknown ecological requirements of 5 endemic species have been provided (Baetis cyrneus, Habrophlebia consiglioi, Isoperla insularis, Tyrrhenoleuctra zavattarii e Agapetus cyrnensis). The aim of the first part of the PhD work was to investigate the effects of artificial structures present along river banks and channel on macrobenthic community from the Pool mesohabitat, also considering some natural habitat characteristics, on which management actions are possible. In the second phase, the aim was to observe and describe the five species distribution in relation to some environmental and habitat factors recorded at different spatial scales. The PhD research was performed in collaboration with the Water Research Institute (CNR-IRSA), within the LIFE + INHABIT project (LIFE08ENV/IT/000413). Hydromorphological and habitat features, biological and physico-chemical data were collected in each river stretch, by standard procedures currently adopted for Italian freshwaters (D.M., 260/2010). The Multimetric STAR_ICMi Index, actually used for assessing ecological status in Italy, has been also calculated. To evaluate the effects of selected variables on aquatic communities, the MRT (Multivariate regression tree) analysis, Kruskal-Wallis test and multiple post-hoc comparisons were performed. The results show that the macrobenthic communities respond to the different alterations of structural characteristics in river stretches. The most important links between habitat features and the macroinvertebrate community were found for: Channel modification, Bank resectioning, Bank protection and presence of Tree-related bank and channel habitats. For each of them, the MRT model has provided the thresholds useful for the implementation of targeted management measures. Furthermore, it was concluded that the STAR_ICMi index is able to highlight the changes in the community in relation to the degree of alteration. The autoecological study on the five endemic species has provided some important though preliminary information, which may reveal unvaluable for further understanding of species requirements, so that their conservation can be actually attained. Both phases of the research offer evidence on the value of habitat data, which can be directly employed in the practical implementation of European and National regulation focused on the protection of aquatic ecosystems.