Le specie vegetali non sono ripartite a caso sul

Le specie vegetali non sono ripartite a caso sul globo.
La distribuzione attuale delle piante, e delle comunità vegetali che
costituiscono, è determinata da fattori geografici, storici ed
ecologici.
I fattori ecologici comprendono: fattori climatici, fattori topografici,
fattori edafici, fattori biotici (competizione, disturbo)
Una lunga tradizione di studi geobotanici ha messo in evidenza come temperatura
e precipitazioni/umidità dell’aria (spesso associate ai fattori topografici: altitudine,
pendenza ed esposizione) siano fattori primari per spiegare la distribuzione dei tipi
di vegetazione
Studio di Whittaker (1952, 1953) sulla vegetazione nelle Great Smokey Mountains
(US)
Vegetazione controllata da microclima e
fisiografia
Le specie rispondono in maniera autonoma
al cambiamento dei fattori ambientali, ma è
possibile distinguere comunità vegetali
diverse sulla base dei gradienti di altitudine
ed esposizione
A condizionare il clima sono dei fattori climatici
Cosmici: conseguenza dei movimenti
di rotazione e rivoluzione della terra)
Geografici: caratteri della superficie
terrestre quali distribuzione delle terre,
venti e correnti marine, sistemi
montuosi, grandi laghi, vegetazione.
La bioclimatologia, rispetto alla climatologia, prende in considerazione
l’effetto provocato dal clima sulla biosfera e allo stesso tempo come gli
esseri viventi (principalmente la vegetazione) condizionano il clima.
Gli elementi climatici con il loro interagire determinano le caratteristiche
del clima:
•Radiazione solare;
•Temperatura dell’aria;
•Umidità dell’aria;
•Precipitazioni;
•Pressione atmosferica.
La radiazione solare dipende da:
• Latitudine,
• Condizioni atmosferiche,
• Orografia.
Nella fascia tropicale l’irradiazione nei mesi più piovosi
(estivi) è molto più bassa. Mentre nella fascia equatoriale
la minore irradiazione si ha nelle ore pomeridiane.
In ambito mediterraneo si ha una forte irradiazione
estiva poiché in questa stagione la più elevata durata
del dì coincide con il minimo di precipitazioni.
La radiazione solare è di primaria importanza per gli organismi vegetali
e da essa dipende la temperatura dell’aria
La temperatura viene misurata in genere più volte nell’arco della giornata.
Molto indicativi sono i valori di temperatura massima e minima giornaliere,
dalla cui media si ottiene la temperatura media diurna.
Questi valori termici possono essere rappresentati cartograficamente dalle
isoterme.
Molti studiosi hanno notato forti analogie tra l’andamento
delle isoterme e i limiti degli areali di diverse specie.
Es. il limite nord-orientale dell’areale di Ilex aquifolium
coincide con la isoterma di 0°C del mese di gennaio.
La differenza tra i valori di minima e massima
giornaliera rappresenta l’escursione termica che varia
con la latitudine e la distanza dal mare.
L’umidità è la quantità di vapore acqueo contenuto nell’aria.
L’umidità dell’aria dipende fortemente dalla sua temperatura
poiché quest’ultima determina il passaggio di stato dell’acqua.
Umidità assoluta: è la quantità di vapore acqueo espressa in
grammi contenuta in un metro cubo d'aria.
Umidità relativa: indica il rapporto percentuale tra la quantità di
vapore contenuto da una massa d'aria e la quantità massima
(cioè a saturazione) che il volume d'aria può contenere nelle
stesse condizioni di temperatura e pressione.
Le precipitazioni derivano dalla condensazione del vapore
acqueo in pioggia, neve o grandine.
Questi passaggi di stato si possono verificare anche al livello del
suolo (rugiada, brina, galaverna).
Le precipitazioni a seconda dei fenomeni che le causano
vengono dette:
Convettive → da movimento verso l’alto di aria calda carica di
umidità (zone tropicali);
Cicloniche → masse di aria calda di origine tropicali si
mescolano a masse provenienti da latitudini maggiori;
Orografiche → masse di aria umida sospinte verso catene
montuose.
I dati climatici relativi alle precipitazioni vengono riportati in
mm/m², per giorno mese o anno (sommando i valori
giornalieri).
Tali dati permettono di ricostruire il regime pluviometrico di
una data area. In Italia vengono 4 regimi pluviometrici:
Continentale → massimo delle precipitazioni all’inizio
dell’estate
Prealpino → massimo in corrispondenza degli equinozi
Mediterraneo → aridità estiva
Appenninico → sempre maggiore di 1000 mm annui ma con
una sensibile diminuzione in estate.
Cartograficamente i valori di precipitazione si rappresentano
attraverso curve dette isoiete.
La pressione atmosferica varia con la temperatura e l’altitudine.
Il vento è conseguenza di spostamenti d’aria in seguito a differenze di
pressione.
Sulla vegetazione il vento agisce
danneggiando o rami e foglie e
determinando una maggiore
traspirazione.
D’altro canto il vento ha un ruolo molto
importante nell’impollinazione e nella
dispersione dei semi.
Il vento in ambienti estremi può anche determinare la tipologia
vegetazionale, come sulle alpi dove le creste ventose fino a 3000 m
sono occupate da comunità dominate da Elyna myosuroides, una specie
che è maggiormente competitiva laddove il vento asportando la
copertura nevosa determina escursioni termiche notevolissime per la
vegetazione.
I fattori climatici
Definizione di clima
Il CLIMA è l’andamento medio nella troposfera del tempo, della
variazione delle stagioni e degli estremi di temperatura in una
determinata regione in un arco temporale di almeno 30 anni
Definizione di tempo atmosferico
Il TEMPO ATMOSFERICO è dato dall’insieme di cambiamenti a
breve termine (es.: fluttuazioni giornaliere) della temperatura,
della pressione barometrica, della umidità, della precipitazione,
delle radiazioni solari, delle nuvole, della direzione e la velocità
del vento, ed altre condizioni della troposfera in un dato luogo
LE SCALE DEL CLIMA
MACROCLIMA clima a scala regionale correlato a latitudine e longitudine
MESOCLIMA variazione del macroclima di una regione in base a influssi locali
di carattere generalmente topografico
MICROCLIMA clima presente in un punto limitato della superficie terrestre
(condizioni topografiche ed ambientali a scala molto locale)
MACROCLIMA e latitudine
FASCE CLIMATICHE
CLIMI FREDDI: l'inverno dura più
a lungo dell'estate e la temperatura
rimane sotto lo zero per vari mesi di
seguito
CLIMI TEMPERATI: hanno estati
calde e relativamente asciutte e
inverni freddi e umidi
CLIMI CALDI: hanno caratteristiche
variabili con estati calde e umide e
inverni più asciutti e relativamente
freschi (climi tropicali) o con venti
costanti e aridità prolungata (climi
desertici)
MACROCLIMA e longitudine
CLIMA CONTINENTALE è privo degli
effetti moderatori del mare e di solito
presenta elevate escursioni termiche
CLIMA OCEANICO è soggetto
all'influenza moderatrice del mare ed è
caratterizzato di solito da uno stretto
intervallo di temperature
Come incidono i caratteri climatici sulla distribuzione della diversità biologica?
Basandosi sulle differenze di temperatura e precipitazioni Köppen ha proposto all'inizio del XX
secolo uno dei primi sistemi di classificazione dei climi della Terra
La classificazione di Köppen si basa sull'osservazione che l'effetto più evidente e diretto del clima
è il tipo di vegetazione associato
CLIMI TROPICALI UMIDI (aree di diffusione delle piante
megaterme che crescono in presenza di temperature medie
superiori ai 20°C)
CLIMI ARIDI (aree di diffusione delle piante xerofite adattate a
lunghi periodi di siccità)
CLIMI TEMPERATO-CALDI (aree di diffusione delle
piante mesoterme che crescono a temperature comprese tra i 15 e i
20 °C)
CLIMI BOREALI (aree di diffusione delle piante microterme
che crescono a temperature comprese tra 0 e 15 °C)
ZONA POLARE (aree di diffusione delle piante echistoterme
adattate a temperature molto basse)
La classificazione dei climi della Terra
Altre classificazioni successive dei climi della Terra (Thornthwaite 1931, Gaussen
1954, Troll e Paffen 1964, Holdridge 1967, Walter 1976, Rivas-Martinez 2004) sono
comunque basate sulle relazioni tra clima e biosfera
Definizione di Bioclimatologia e Fitoclimatologia
Scienza
ecologica
basata
sulle
relazioni
tra
temperatura
e
precipitazioni/umidità dell’aria (spesso associate ai fattori topografici:
altitudine, pendenza ed esposizione) e distribuzione generale dei biomi o,
più in particolare, della flora e dei tipi di vegetazione
Regionalizzazione bioclimatica
si effettua tramite analisi dei dati termopluviometrici su un arco temporale di alcuni
decenni; i dati generalmente utilizzati sono i valori mensili (medi sul periodo
considerato) di temperatura massima (T max) e minima (T min) e di precipitazioni (P)
Diagrammi termopluviometrici
Forniscono un quadro sintetico dei caratteri termopluviometrici relativi alle diverse
stazioni di registrazione, consentendo il confronto grafico fra il regime termico e quello
pluviometrico annuale.
Riportano sull'ascissa i mesi dell'anno e sull'ordinata le precipitazioni e le temperature
relative.
I valori delle temperature sono riportati a scala doppia rispetto a quelli di precipitazioni
(1°C = 2 mm).
Secondo Gaussen quando la curva delle precipitazioni scende sotto quella della
temperature (P < 2T) il periodo interessato deve considerarsi secco.
Quando i valori mensili delle precipitazioni superano i 100 mm il periodo piovoso viene
rappresentato in nero
Indici di Rivas-Martinez
Per definire il macrobioclima o Regione climatica:
Indice ombrotermico estivo = Pluglio+Pagosto / Tmedialuglio+Tmedagosto c
Se il valore>2 la regione è Temperata, se <2 si compensa considerando P e T anche dei mesi di
giugno e maggio. La regione è Mediterranea per valori dell’indice così compensato inferiori a 2
Per definire il bioclima:
Indice di continentalità Ic = (Tmedia del mese più caldo – Tmedia del mese più freddo)
Valuta l’ampiezza dell’oscillazione annuale di temperatura
Se <18°C il bioclima è oceanico; Se 18°C<I c<21°C è semicontinentale; Se 21°C<I c< 28°C è
subcontinentale; Se Ic è>28°C è continentale
Per definire il termotipo :
Indice bioclimatico di termicità = (T+M+m)*10
T= temperatura media annuale
M= temperatura media delle massime del mese più caldo
m= temperatura media delle minime del mese più freddo
Dà indicazioni sull’ampiezza termica annuale e sull’intensità del freddo invernale, fattore limitante per le comunità
vegetali, indica quindi dei piani bioclimatici.
Per definire l’ombrotipo :
Indice di piovosità (ombrico)= P / T
P= sommatoria della precipitazione dei mesi con temperatura media>0°C
T= sommatoria della temperatura media degli stessi mesi
LEGENDA
P_annua
REGIONE MEDITERRANEA Termotipo Mesomediterr. Inf. Ombrotipo Subumido Sup.
904
REGIONE MEDITERRANEA DI TRANSIZIONE Termotipo Mesomediter. Inf. o Termocollinare Ombrotipo Umido
1325,5
Inf.
REGIONE TEMPERATA Termotipo Collinare Inf./Sup. Ombrotipo Umido Sup/Iperumido Inf.
1348,5
REGIONE TEMPERATA Termotipo Collinare Sup. (Submontano) Ombrotipo Iperumido Inf.
1518,5
REGIONE TEMPERATA Termitipo Collinare Sup. (Submontano) Ombrotipo Umido Sup.
1296,5
REGIONE TEMPERATA termotipo Montano Inf. Ombrotipo Umido Sup/Iperumido Inf.
1402,5
P_est
76,5
113
141,5
186,5
170
182,5
T_min
2,3
4,4
2,4
0,7
-0,15
-2,1
T_med
15,3
17
13,35
12,8
11,45
9,4
FITOCLIMA DELLA VALLE DEI LATINI
Stazione TP di
FROSINONE
Diagramma del
bilancio idrico che
utilizza i valori di
evapotraspirazione
MACROBIOCLIMI della Terra e del continente Europeo
Unità tipologiche di maggior rango della classificazione bioclimatica.
Modelli biofisici sintetici definiti in base a determinati valori latitudinali, climatici e
vegetazionali
5 tipi:
TROPICALE
MEDITERRANEO
TEMPERATO
BOREALE
POLARE
(Rivas Martínez, Phytosociological Research Centre, 2004)
Regionalizzazione bioclimatica a scala nazionale
Stato delle conoscenze in Europa
Stato delle conoscenze bioclimatiche in Italia
Raccolta di dati termopluviometrici
di 400 stazioni meteorologiche per il
periodo 1955-1985
Analisi multivariata di dati
termici e pluviometrici mensili
(Tmax, tmin, P) e classificazione
delle stazioni
Blasi et Michetti , 2005 In: Stato della biodiversità in Italia.
Stato delle conoscenze bioclimatiche in Italia
Applicazione degli Indici di
Rivas-Martinez per l’attribuzione
delle classi alle Regioni
Bioclimatiche
Stato delle conoscenze bioclimatiche in Italia
Identificazione delle
condizioni
termopluviometriche di
TRANSIZIONE
(diffuse in Italia
meridionale e nelle conche
intermontane
dell’Appennino centrale)
Altamura (Puglia) 461 m
Sulmona (Abruzzo) 420 m
Sala Consilina (Campania) 600
m
Bioclimi definiti sulla base dell’indice di continentalità e varianti sulla
base dei termotipi.
Parametri differenziali per la regionalizzazione climatica in Europa
Daget 1977. Le bioclimat mediterraneen, caractères generaux, méthodes de classification. Vegetatio 34(1).
Regione
Temperata
Regione
Mediterranea
Aridità estiva:
Escursione termica
< 2 mesi
(Tm mese più caldo- Tm
mese più freddo):
Periodo di
concentrazione
delle piogge:
> ca 17°C
primavera/estate
Aridità estiva:
Escursione termica
≥ 2,5 mesi
(Tm mese più caldo- Tm
mese più freddo):
≤
ca 17°C
Periodo di
concentrazione
delle piogge:
autunno/inizio
inverno
Stato delle conoscenze bioclimatiche in Italia
Caratteri e distribuzione delle Regioni di Transizione
VERSANTE TIRRENICO
Aridità estiva: tra 2 e 3
mesi
Regime pluviometrico rispetto al
regime mediterraneo: maggiori P
annuali con doppio picco di
concentrazione (1° nov/dic e 2°
mar/apr)
Escursione termica (Tm mese più caldoTm mese più freddo):
non differenziale > o < 17°C
VERSANTE ADRIATICO
Aridità estiva: tra 2 e 3
mesi
Regime pluviometrico:
mediterraneo
Escursione termica (Tm mese più
caldo- Tm mese più freddo):
> ca 17°C legata a basse minime
invernali
Stato delle conoscenze bioclimatiche in Italia
4 Regioni
La Regione Mediterranea si estende su
tutto il versante tirrenico ( a esclusione
di un tratto della Riviera di Levante in
Liguria), continua nelle grandi e
piccole isole, nella parte ionica e nel
versante adriatico, fino ad arrivare in
Abruzzo all’altezza di Pescara
La Regione Temperata è localizzata
nell’Italia settentrionale, in tutto l’arco
appenninico e antiappenninico e nelle
isole maggiori a medie e alte quote
Spazializzazione dei bioclimi
9
Carta del bioclima d’Italia,
scala 1:250.000:
28 classi climatiche definite in base a ombrotipo e termotipo