analisi sistemi ecologici

ANALISI DI SISTEMI ECOLOGICI (6 CFU)
Obiettivi formativi
Richiamare i concetti fondamentali dell’ecologia di base e presentarne le applicazioni alla gestione
dell’ambiente e delle sue risorse, in modo tale da sviluppare la percezione sistemica della biosfera,
capire i cambiamenti globali nella loro genesi e nelle varie scale temporali ed acquisire le competenze
per la gestione e conservazione degli ecosistemi.
Syllabus
Nella prima parte del corso vengono analizzati la composizione, la struttura, il flusso energetico ed il
ciclo della materia negli ecosistemi naturali, definendo le componenti principali della produttività.
Successivamente vengono esaminate le differenze spaziali e temporali tra i diversi ecosistemi in
dipendenza della disponibilità dei fattori ecologici ed analizzate le capacità di risposta, globali e dei
singoli componenti, alle situazioni di stress.
Infine vengono definiti gli strumenti idonei per la quantificazione delle alterazioni antropiche ed i
criteri applicabili per la conservazione degli ecosistemi.
Argomenti da conoscere per poter frequentare efficacemente il corso
Nozioni base di chimica, fisica, biologia.
Programma dettagliato del corso
Lezioni frontali
(6 CFU, 48 ore di lezione, frequenza non obbligatoria)
A. Ecosistema (4 ore)
Componenti dell'ecosistema: funzionali e strutturali (sostanze inorganiche, elementi climatici,
composti organici, organismi produttori, macroconsumatori, microconsumatori). Fattori di controllo
dell’ecosistema.
B. Biocenosi (4 ore)
Tipi di biocenosi, denominazione, caratteristiche, evoluzione delle biocenosi. Cause di diversità delle
biocenosi. Popolazioni: caratteristiche e processi dinamici.
C. Fattori ed elementi del clima (4 ore)
Bilancio della radiazione nell'atmosfera e nelle coperture vegetali. Temperatura dell'aria e del
terreno. Umidità assoluta e umidità relativa. Precipitazioni. Vento. Misura degli elementi climatici.
D. Terreno (4 ore)
Principali caratteristiche fisiche e chimiche del terreno. Processi formativi ed evolutivi.
E. Flusso energetico nell'ecosistema (4 ore)
Catena alimentare di pascolo e di detrito. Rete alimentare. Leggi della termodinamica. Legge del
10%. Utilizzazione dell’energia nella catena alimentare. Piramidi ecologiche: di numeri, di biomassa,
di energia.
F. Principi relativi ai limiti fisiologici (4 ore)
Fattore ecologico. Interazioni tra organismo e ambiente. Valenza e nicchia ecologica. Legge del
minimo. Legge della tolleranza e suoi corollari. Fattori limitanti.
G. Ciclo della materia (4 ore)
Cicli biogeochimici degli elementi, riserve e flussi. Cicli gassosi e sedimentari, perfetti ed imperfetti.
Ciclo dell'azoto, del fosforo, del carbonio, dell'ossigeno e dell'acqua.
H. Produzione degli ecosistemi (4 ore)
Produzione lorda e netta. Produzione primaria, secondaria e della comunità. Metodi di misura delle
produzioni. Caratteristiche dell'agroecosistema e differenze rispetto all'ecosistema naturale.
I. Fenomeni dinamici dell’ecosistema (4 ore)
Stadio di climax: caratteristiche e proprietà. Successione ecologica. Processi omeostatici.
L. Adattamento (4 ore)
Adattamenti morfologici e fisiologici. Origine dell'adattamento. Importanza dell'ambiente. Basi della
selezione naturale. Importanza delle mutazioni. Teorie di Darwin e della sintesi moderna.
M. Indicatori biologici (4 ore)
Indicatori ambientali, funzioni e caratteristiche. Indicatori di sostenibilità, impronta ecologica.
N. Metodi di campionamento biologico (4 ore)
Metodi per il censimento di organismi vegetali e animali. Strumenti per il campionamento, errore,
grandezze.
Obiettivi minimi (ciò che lo studente saprà fare dopo aver superato l’esame del corso)
Sviluppare la percezione sistemica della biosfera. Apprendere i concetti chiave dell'ecologia (flussi di
energia, cicli della materia, sviluppo degli ecosistemi) ed inquadrarli nella realtà naturale ed
antropica. Inquadrare i microprocessi nei macroprocessi. Capire i cambiamenti globali nella loro
genesi e nelle varie scale temporali ed applicare gli strumenti per la quantificazione delle alterazioni
antropiche.
Dati del docente
Nome: Laura Ercoli
Sede: Scuola Superiore Sant’Anna, P.zza Martiri della Libertà 33, Pisa
Telefono: 050-883357 – 050-2218917
E-mail: [email protected]
Orario di ricevimento: su appuntamento
Luogo di ricevimento: Scuola Superiore Sant’Anna, P.zza Martiri della Libertà 33, Pisa
Testi di riferimento
Pignatti S. (1995) – Ecologia vegetale, UTET, Torino, 531 pp.
Susmel L. (1988) - Principi di ecologia, CLEUP Ed., Padova, 1180 pp.
Prove di verifica dell’apprendimento
Esame orale