CORSO DI ECOLOGIA Docente: Marco Ciolli - CORSO di Tecniche della Prevenzione dell'ambiente - UniTN
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CORSO DI ECOLOGIA
CORSO di Tecniche della Prevenzione dell'ambiente
e dei luoghi di lavoro
• Docente: Marco Ciolli
Parte IILo sfruttamento esagerato di popolazioni naturali
porta alla diminuzione della produzione
Se l’accrescimento di una popolazione è logistico l’ optimum di
produzione o produzione massima sostenibile si raggiunge quando N=K/2
Lo sfruttamento ottimale di una popolazione si ha perciò
mantenendo le dimensioni al di sotto di K/2
Capi/anno (non
delle quote fisse o variabili considera fluttuazioni e
valore riproduttivo degli
individui)
L’uomo ha cercato di
sfruttare le popolazioni della limitazione dello sforzo Limito il numero di
permessi, tecniche di
con sistemi empirici caccia, ecc.
Stock riproduttore costante Richiede stime precise
Lo sfruttamento ottimale di una risorsa rinnovabile non coincide necessariamente con la
massima rimozione compatibile con la salvaguardia della popolazione animale o vegetale
sottoposta a sfruttamento. Max resa in biomassa non massimizza profitto in lungo periodo.Inquinamento
Immissione nell’aria, acqua , suolo o cibo di sostanze che minaccino la
salute la sopravvivenza o le attività umane o di altri viventi
direttamente o indirettamente utili all’uomo o per esso innocui
Scarti o rifiuti (solidi liquidi Calore, rumore, radiazioni e
gassosi) prodotti dall’uomo nuove molecole chimiche
quando estrae, trasforma o (circa 70.000)
utilizza una risorsa
Effetto di una sostanza inquinante dipende da:
Natura chimica Concentrazione Persistenza
+ o - tossica Quantità per unità di Tempo di
volume nei comparti permanenza di un
ambientali e negli inquinante inalterato
organismi
Meccanismo della magnificazione biologicaCICLI BIOGEOCHIMICI
L’energia che fluisce nell’ecosistema deriva dal sole
E entra come radiazione solare ed esce come calore disperso nell’universo
I materiali circolano nell’ecosistema (dalla componente abiotica a
quella biotica e quindi ritornano alla abiotica grazie ai decompositori)
I materiali si muovono in sistemi circolari detti cicli
Ecologia Applicata
L’attività umana ha velocizzato i
movimenti dei materiali I cicli sono divenuti
imperfetti, i processi sono
diventati aciclici
L’energia dalla terra dal sole in
flusso continuo e illimitato (teor.)
Ciò non è vero per i materiali.
La quantità di materiali
Devono essere perciò riutilizzati più disponibili è fissa e limitata!
volte!
differenza tra concetto di riciclo in natura e riciclaggio industrialeEcosistemi artificiali
L’uomo acquisisce l’uso del fuoco, ma
700.000 anni fa molto più tardi lo usa per l’agricoltura
Ecosistemi in fase semicolturale, agricoltura tradizionale, vita urbana, selvicoltura,
agricoltura intensiva e sviluppo industriale
dell’uomo aumenta
La presenza
Un’antropizzazione sempre Conoscenze dell’agricoltura tradizionale
più intensa si realizza
mediante un progressivo Forme semplici di ingegneria idraulica,
aumento del flusso di energia e riassetto fondiario
di informazione fornite al
sistema (schemi) Sviluppo tecnologico via via più complesso
Gli ecosistemi artificiali sono altamente instabili poiché non sono in grado di mantenere
una costanza di struttura e funzionamento in presenza di variazioni ambientali o fattori di
disturboGli ecosistemi artificiali hanno un
basso livello di diversità In queste situazioni le interazioni negative fra
specie si manifestano con particolare intensità
Colture agricole devastate dai fitofagi, popolazioni animali o città decimate dalle epidemie
Gli ecosistemi artificiali Hanno sempre il carattere di ecosistemi
richiedono perciò un apporto immaturi, pur potendo essere molto produttivi
di elevate quantità di energia
per il loro mantenimento L’uomo modifica la comunità riportandola ad uno
stadio più giovanile per mettere l’area a coltura
Anche in questo tipo di trasformazioni esiste una via
“virtuosa” ed una via “perversa”
Si trasforma l’ambiente in una sua Si trasforma l’ambiente in maniera
imitazione che non è uguale ma è totale e viene ad essere un sistema
compatibile estraneo all’ambiente circostante
Lecceta -> oliveto tradizionale Lecceta -> Monocolture spinte (grano)Ecosistema Selvicolturale
Ecosistema forestale è Attraverso la selvicoltura si modifica
un componente l’ecosistema per aumentare la produttività
naturale della biosfera
Si ricrea una copertura Talora si può modificare o sostituire varietà e specie selvatiche
vegetale simile a quella
originaria ma con una Né l’input energetico né quello dei
produzione maggiore nutrienti sono aumentati In genere non si
fanno concimazioni
Scopo è quello della produzione né irrigazione
di legno da ardere o da opera
16.2Ecosistema Agricolo
Nell’ecosistema Si sostituiscono le specie e le varietà selvatiche
agricolo con altre più produttive
Si ha una modificazione più o meno drammatica dei flussi e
dell’input energetico e di quello dei nutrienti
Bestiame, irrigazione, concimazione
Specie e varietà Le specie coltivate
coltivate sono state Queste forme devono essere Erpicatura, diserbo
ottenute dall’uomo domestiche non sono in protette dai a mano
grado di competere con competitori (specie
le piante selvatiche infestanti) e dai Diserbanti ed
parassiti antiparassitari
chimici
Anche gli animali
domestici sono stati Anche questi non sono,
ottenuti tramite in genere, in grado di Recinti
selezione dall’uomo sopravvivere
nell’ambiente naturale
16.3Nell’agroecosistema Flusso di materia è fortemente aumentato attraverso la
lavorazione del terreno
Si ha una rapida disponibilità di nutrienti Si ha un rapido impoverimento del terreno
per la pianta
concimazione
Disponibilità d’acqua migliorata Irrigazione, canalizzazione
Flussi di energia intensificati e migliorati Barriere frangivento, stoppie, ecc.
riducendo la dispersione del calore
Campo di mais di 1ha 1.6 % dell’E solare 5100 milioni kcal utilizzato da fotosintesi
Ppl di 82 milioni di kcal
80 % è convertito in Ppn 65 milioni di kcal
L’uomo si ciba solo dei chicchi -> 20 milioni di kcal
Consumo annuo procapite americano 1 milione kcal
Nel bilancio energetico
va considerata l’energia Sussidio energetico fornito con irrigazioni, concimazioni, movimento
di coltura terra, trattamenti con fitofarmaci ed antiparassitari 7.5 milione kcal
Resa di circa 3 calorie
ogni caloria di inputColture che rendono più dell’input Mais, sorgo…...
Colture che rendono meno dell’input Fruttiferi, ortaggi...
Parte del raccolto usata come cibo per gli animali
Ulteriore perdita energetica
Il cibo umano (come carne bovina) contiene il 5 % delle calorie dei chicchi di mais
forniti al bestiame, come suino o pollame il 10 %.
L’agricoltura rappresenta un macroscopico esempio di riduzione, ad opera
dell’uomo, della tendenza naturale verso la biodiversità
La monocoltura è l’espressione massima di questa tendenza
Insieme di pratiche che riporta l’ecosistema in una fase pioniera, abbassandone
il livello di omeostasi e rendendola vulnerabile a qualsiasi variazione ambientale
Per ciascuna specie si usa un numero ridottissimo di cultivar, rischioso riso
120.000 cultivar, terzo mondo quasi tutto con una sola IR8La stabilità degli ecosistemi agricoli viene artificialmente mantenuta con massicci
apporti di energia
Il costo a lungo termine di questi interventi viene sottovalutato
Non si considera che Erbicidi e pesticidi hanno effetto temporaneo
Effetti collaterali di queste sostanze a breve e lungo termine su ecosistemi ed uomo
Rivalutazione di lotta biologica e lotta integrata
Le colture di cereali riproducono un ambiente di steppa antropogena
In Italia questi ambienti coprono il 24 % del territorio nazionaleEcosistema Urbano
Si tratta di un’area in cui si ha una notevole riduzione della
componente biotica naturale per far spazio all’uomo
Si sostituisce al terreno un ambiente duro ed impermeabile
Si produce un ambiente desertico nel quale la vita si mantiene solo grazie
intensi flussi artificiali di materia ed energia
Area urbana di parecchie città raggiunge qualche centinaio di kmq di
superficie, qualcuna arriva al migliaio
Si determina un mesoclima urbano più La città è un’isola di calore che attira aria
caldo e secco del circostante fresca ed umida dalle aree circostanti
Negli ultimi decenni il mesoclima cittadino è divenuto meno
confortevole in seguito all’aumento medio della temperatura 16.9
Dal punto di vista ecologico la città è paragonabile L’ecosistema urbano trasforma
ad un sistema eterotrofo che dipende da grandi in una varietà di prodotti, rifiuti
aree al di fuori di essa per E, cibo, H2O, ecc. e calore
Le entrate cibo, combustibile, acqua sono immagazzinate e
trasformate e fuoriescono rifiuti (aria ed acqua inquinate,
scarti vari) prodotti della tecnologia, educazione, cultura.In cosa differisce da un sistema eterotrofo l’ecosistema urbano?
Metabolismo molto più intenso per unità di area
Richiede un’entrata enorme di energia concentrata (combustibili fossili)
1 ha di terreno urbano richiede circa 1000 volte l’E di un terreno rurale
Un più alto input di materia
Metalli per uso commerciale ed industriale, ecc. molto oltre il fabbisogno
degli abitanti una Città di 1 milione di abitanti occupa ~160 kmq, ma
necessita di molti più kmq per mantenersi
Un più elevato output di rifiuto
Molti sono sostanze chimiche sintetiche tossicheCon i processi industriali (Haber-Bosch) si fissa N con H ad alte
Temperature e Pressioni per produrre fertilizzanti
Energeticamente molto dispendioso e solo 50-80 % dell'N viene assorbito
dalle piante
Ogni anno si immettono negli Pari al 50% di
ecosistemi terrestri 80x1012 g anno quello fissato
naturalmente per
via biologica
Processi di combustione delle automobili generano 50x10 12 g anno in forma
di ossidi di azoto NO, NO2 che hanno tempo di residenza breve
nell’atmosfera e si depositano sulla superficie terrestre con le precipitazioni
L’ossido nitroso N2O prodotto nei processi di
nitrificazione denitrificazione, combustione è un
potente gas serra ed ozono distruttoreLotta Biologica ed integrata
Ecologia applicata: La frazione di prodotto agricolo potenziale che gli
Metodi di lotta agli insetti, crittogame ed erbe infestanti distruggono
organismi dannosi Un quarto della produzione globale
35% con ratti, insetti dei magazzini, acari, nematodi ecc.
Con la chimica si pensò di avere le soluzioni in mano e di poter dominare la natura
Inquinamento e resistenza Diserbanti ed Questa elimina oltre alle specie
non consentono di antiparassitari sempre 5% od occasionalmente 15%
intensificare la lotta chimica chimici dannose, anche molte di quelle utili
Lotta biologica: Lotta integrata: utilizza
manipolazione da parte misure sinergiche a livello
dell’uomo di organismi ecosistemico: lotta biologica,
viventi allo scopo di coltivazione varietà resistenti
provocare una regressione e solo quando necessario uso
degli organismi dannosi sia limitato di pesticidi
eterospecifici che conspecificiLotta biologica
Introduzione di una specie
La forma più nota della lotta biologica entomofaga per eliminare o
controllare una specie dannosa
di insetto
Specie estranea all’ambiente che Specie comune nell’ambiente ma che
controlla la specie dannosa altrimenti in situazione di monocoltura
priva di nemici naturali soccomberebbe
Rodolia cardinalis coleottero vs Erba medica e strisce incolte
Icerya purchasi cocciniglia
(agrumi californiani 1880) Talora le specie utili vanno immesse
periodicamente per cui si allevano in insettari
Controllo biologico
Zanzare Gambusia insetticidi resistenza insetticidi Zanzare
Gambusia Gambusia
resistenza
insetticidiLa lotta microbiologica con virus ha avuto successo con alcuni roditori
Coniglio selvatico europeo, introdotto in Australia 1788 e liberato nel 1859
Da notare che il danno
l’ha fatto l’uomo
La specie divenne dannosa per i pascoli (non aveva nemici naturali)
Danno II
Si introdusse la volpe per controllarli: prima fece estinguere 10 specie di
marsupiali, poi cominciò a mangiarsi i conigli e poi non risolse il problema
90% dei capi infettati
Nel 1950 si introduce il Prima epidemia morì
virus della mixomatosi
morì 90 % delle
Seconda epidemia popolazioni restanti
Terza epidemia 40-60% dei conigli
infetti morì
Abbandonato a sé stesso il sistema coniglio-virus si sarebbe assestato su una malattia
endemica benigna Nei conigli la selezione naturale Nessun virus è tanto stupido da uccidere tutti i propri
favorì la resistenza ospiti, i ceppi troppo virulenti spariscono
Gli specialisti di lotta biologica selezionano e mantengono virulenti i ceppi di virus per
controllare i conigliCactoblastis 1920 1940
Feromoni
I feromoni (o messaggeri chimici esterni intraspecifici) sono sostanze
chimiche emesse da un animale, che determinano una modificazione
fisiologica o comportamentale in un animale della stessa specie
Feromoni aggreganti Feromoni sessuali
Provocano massicce concentrazioni di Fungono da attrattivi sessuali spesso
individui cospecifici inducendo anche corteggiamento e copula
Sono prodotti in genere dalla femmina
adulta, talora dai maschi o da entrambi
I feromoni si usano sostanzialmente per
Attirare e Attirare e sterilizzare Confondere
catturare maschi maschi poi liberarliLotta integrata
La lotta integrata o pest management si basa sulla necessità di trovare una forma
di “coesistenza” con gli organismi dannosi
La protezione integrata e' una strategia con la quale si
mantengono le popolazioni di organismi nocivi al di sotto della
Si cerca di rafforzare soglia di tolleranza, sfruttando i meccanismi naturali di
nell’ecosistema le relazioni regolazione e utilizzando metodi di difesa accettabili dal punto
strutturali utili e di limitare le altre di vista ecologico, economico e tossicologico
Principale obiettivo è impedire che venga superata una soglia
stabilita dall’uomo al di sotto della quale la lotta non è giustificata
Tipico per il melo: afidi Rhophalosiphum insertum che attaccano il melo li Si interviene
abbandonano presto prima che superino la soglia del danno economico cioè che la solo nel caso che
il danno superi
perdita economica sia almeno pari al costo di un eventuale intervento la soglia
Bisogna riuscire a passare dall’idea di danno economico a quella di danno
ambientale ed igienico
Non si rinuncia ad usare insetticidi ma se ne dovrebbero usare di selettivi a bassa
stabilità ed effettuando un timing per cercare di danneggiare il meno possibile le
specie da salvaguardare e l’ambiente ed usare meno insetticidi ed irrigazione.
Si programmano gli interventi sulla Si programmano le irrigazioni sulla
Hanno una durata minima e tendono base delle condizioni atmosferiche, base delle condizioni
a degradarsi rapidamente degli stadi evolutivi degli organismi atmosferiche…
bersaglio………La conservazione
L’uomo modifica l’ambiente per il soddisfacimento dei propri bisogni
Provoca cambiamenti e modificazioni talora irreversibili
Provoca la sparizione di specie, ambienti…
Nella seconda metà dell’ottocento nacque l’esigenza di
salvaguardare ambienti che l’uomo stava distruggendo
Nacquero le prime società per la 1853 Fontainbleu
protezione della natura “Ligue 1872 Yellowstone Si interviene
des amis des arbres” solo nel caso che
il danno superi
la soglia
I parchi e le riserve stanno diventando dei laboratori naturali per lo studio e la
sperimentazione della gestione e della ricostruzione ambientale
Uno degli scopi è la conservazione della biodiversitàIndirizzi internet:
Agricoltura biologica
http://www.agricolturabiologica.com/introduzione.html
Agricoltura integrata in Trentino:
http://www.ismaa.it/html/ita/meteo/standard.html
http://www.ismaa.it/html/ita/meteo/ticchio.html
Varie
http://www.greenplanet.net/
Ecologia
http://pbil.univ-lyon1.fr/Ecology/Ecology-WWW.htmlPuoi anche leggere
