Popolazione - Urca Siena

MODULO GENERALE
Concetti di
ecologia applicata
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Concetti di ecologia applicata
Concetti di base
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Alcune definizioni
Biocenosi
Biotopo
Gruppo di popolazioni, appartenenti
a diverse specie, che vivono in un
determinato territorio
Unità fondamentale dell’ambiente
topograficamente individuabile e
caratterizzata dalla biocenosi che lo
popola
Popolazione
Gruppo di individui della stessa
specie che vivono in un determinato
territorio e sono tra loro legati da
rapporti riproduttivi e sociali
Specie
Insieme di organismi interfecondi
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Ecosistema
Biocenosi
Biotopo
Componente
vivente
Componente
non vivente
Ecosistema
Insieme di biotopo, biocenosi e di tutte le loro relazioni
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Habitat e nicchia ecologica
Habitat
Nicchia ecologica
Tipo di ambiente (fisico e biologico)
Posizione funzionale di un
organismo nell’ecosistema
in cui un organismo vive
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Catene alimentari
…
Un ecosistema
viene mantenuto
in vita da un
flusso di energia
che attraversa i
diversi
livelli trofici
Detritivori
Decompositori
Consumatori terziari
Sono carnivori predatori sia di
erbivori che di altri carnivori
Demoliscono e
decompongo la sostanza
organica restituendo ai
Consumatori secondari
Sono carnivori predatori di
erbivori
produttori il materiale
inorganico con cui viene
fatto ripartire il ciclo
Consumatori primari
Sono gli erbivori, che si nutrono
a spese della materia organica
sintetizzata dalle piante
Produttori
Sono le piante, organismi autotrofi (in grado di sintetizzare
sostanza organica a partire da materiale inorganico)
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Catene alimentari
Le catene alimentari sono le vie
di trasferimento dell’energia
attraverso l’ecosistema
Un esempio di catena alimentare
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Reti alimentari
Le catene alimentari si
combinano a formare delle reti
più o meno complesse
Un esempio di rete alimentare
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Piramidi alimentari
Nel passaggio da un livello trofico
CONSUMATORI
TERZIARI
a quello successivo una grande
quantità di energia viene
dispersa
CONSUMATORI SECONDARI
La biomassa si riduce
progressivamente salendo di
livello
CONSUMATORI PRIMARI
PRODUTTORI
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Concetti di ecologia applicata
Struttura e dinamica di
popolazione
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Struttura di popolazione
Proporzione tra classi d’età
La struttura di popolazione è la
composizione percentuale di una
popolazione in
La classi giovanili sono, di norma, quelle
più rappresentate e con mortalità più alta
classi di età
e
Esempio
100
Proporzione tra i sessi (PS)
Nelle popolazioni naturali di ungulati
femmine e maschi sono in numero circa
eguale, spesso con una leggera
prevalenza di femmine
Numero capi
classi di sesso
80
60
40
20
0
0 1
6 7 8
9 10 11 12 13 14
Età
Struttura per età di una popolazione
di cervo
PS = 1 : 1,3
INDICE GENERALE
2 3 4 5
INDICE LEZIONE
Struttura di popolazione
La struttura di popolazione può essere rappresentata da un grafico a piramide
Età
15
14
13
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
MASCHI
1
0
50%
40%
30%
20%
10%
FEMMINE
0
10%
20%
Esempio di struttura di un popolazione di cervo
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
30%
40%
50%
Struttura di popolazione
Popolazioni destrutturate
Ogni popolazione tende
Esempi legati a scorretti prelievi venatori
naturalmente a mantenere in
• Popolazioni di cinghiali con giovani
troppo numerosi che, senza il
controllo di adulti capobranco, si
trovano allo sbaraglio
Conseguenze: utilizzo non ottimale
delle risorse ambientali e quindi:
maniera dinamica una struttura
ottimale, in equilibrio con le
condizioni dell’ecosistema
Popolazioni lontane dall’equilibrio si
- elevato nomadismo
dicono destrutturate
- danni all’agricoltura
• Popolazioni di cervi con pochi
maschi di buona prestanza fisica
Conseguenze: opportunità
riproduttive per maschi
geneticamente scadenti
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INDICE LEZIONE
Dinamica di popolazione
Le popolazioni si modificano nel
tempo in seguito ad aumenti e
diminuzioni della propria consistenza
Equazione della
dinamica di popolazione
Nt+1 = Nt + (B + I - D - E)
Nt
=
consistenza della popolazione
all’instante t
Nt+1 = consistenza della popolazione
all’instante t+1 (es. un anno dopo)
CONSISTENZA
B
=
numero dei nati
I
=
numero degli immigrati
D
=
numero dei morti
E
=
numero degli emigrati
DELLA
POPOLAZIONE
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Dinamica di popolazione
Accrescimento senza regolazione
Crescita esponenziale
dN
= rN
dt
In assenza di fattori limitanti la
popolazione si accresce unicamente
in base al proprio tasso intrinseco
N
di accrescimento (numero massimo
di discendenti generati da ogni
individuo)
la crescita è esponenziale
t
r = tasso intrinseco di accrescimento
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Dinamica di popolazione
Accrescimento con regolazione
Crescita logistica
dN
 N
= rN 1  
dt
 K
In presenza di fattori limitanti la
crescita viene rallentata, fino a
quando la popolazione si stabilizza
N
intorno alla capacità portante
(massimo carico di individui di una
K
certa specie che un determinato
ambiente può sostenere)
t
la crescita si dice logistica
K = capacità portante
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Dinamica di popolazione
Tasso di accrescimento
• massimo quando N = K / 2 cioè
densità
Il tasso di accrescimento di una
popolazione è:
un istante prima che intervengano i
fattori limitanti densità-dipendenti
• nullo quando N è prossimo a K
situazione di equilibrio in cui le
K/2
nascite bilanciano le morti
t
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INDICE LEZIONE
Dinamica di popolazione
Incremento Utile Annuo
I.U.A. nelle popolazioni di ungulati
L’accrescimento di una popolazione
Valori teorici di riferimento
da un anno all’altro prende il nome di
incremento utile annuo (I.U.A.)
e rappresenta il risultato delle nascite
I.U.A.
CINGHIALE
100 – 200 %
CAPRIOLO
30 – 50 %
CERVO
25 – 33 %
DAINO
30 – 40 %
MUFLONE
25 – 43 %
al netto delle perdite annuali
Si esprime come percentuale di
piccoli sopravvissuti rispetto alla
popolazione iniziale (o rispetto al
numero delle femmine)
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Dinamica di popolazione
Specie a selezione r
elevata prolificità
brevi cure parentali
Le specie in grado di sfruttare
situazioni favorevoli anche di breve
elevata mortalità giovanile
durata (es. annate di eccezionale
tendenza al nomadismo
(colonizzazione di nuovi
ambienti)
offerta di cibo) hanno un elevato r
Localmente, sono normali fluttuazioni anche
consistenti della dimensione della popolazione
Selezione r
N.B.
Tra gli ungulati, la strategia r si può ritrovare nel cinghiale
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INDICE LEZIONE
Dinamica di popolazione
Specie a selezione K
scarsa prolificità
Le specie adattate ad ambienti
buone cure parentali
duraturi (specie stabili), hanno
ridotta mortalità giovanile
caratteristiche che consentono di
legame con il territorio
mantenersi alla massima densità
specializzazione e buona
capacità di competizione
possibile K
Selezione K
N.B.
La maggior parte degli ungulati ha una strategia di tipo K
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Definizione e classificazione
I fattori ambientali che, agendo sul successo riproduttivo (fitness) degli individui,
influenzano il tasso di accrescimento di una popolazione prendono il nome di
fattori limitanti:
• spazio
• cibo
• predazione
• epidemie e parassitosi
• competizione interspecifica
• fattori climatici
• …
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Spazio
Esempio
Lo spazio vitale è un’esigenza
primaria per ogni organismo
con l’aumento della densità e la
diminuzione dello spazio vitale di
ogni individuo si verifica un calo nella
produzione di biomassa
• diminuzione del vigore fisico
• diminuzione del tasso di
accrescimento
Il cervo
Specie che necessita, per le proprie
esigenze vitali, di ampi spazi e di
comprensori ben strutturati in cui poter
ricavare:
• quartieri di svernamento
• quartieri estivi
• aree di bramito
La popolazione autoctona di cervo del
Bosco della Mesola, confinata in un
ambiente recintato di circa 1 km2, è
caratterizzata da:
• piccole dimensioni corporee
• scarso sviluppo del trofeo dei
maschi
• basso tasso di natalità
(calo natalità/aumento mortalità)
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Cibo
Esempio
Esigenza primaria per qualunque
organismo
Il cinghiale
Per le popolazioni di cinghiale l’offerta
trofica dell’ambiente ha effetti consistenti
influenza direttamente le condizioni
fisiche, il potenziale riproduttivo degli
individui ed il tasso di accrescimento
delle popolazioni
sul tasso di natalità: nelle annate con
abbondante produzione di ghiande o
faggiole il potenziale riproduttivo risulta
pressoché raddoppiato
N.B.
L’aumento della densità di
popolazione diminuisce la
disponibilità di cibo per i singoli
individui
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Predazione
Anomalie
In ecosistemi integri prede e
predatori si mantengono in un
rapporto equilibrato attraverso cicli
di diminuzione / aumento delle
rispettive densità
In ecosistemi alterati (es.
dall’introduzione di una specie estranea)
possono verificarsi anomalie nel rapporto
predatori - prede
Esempio
Il muflone e il lupo
Poiché il lupo è assente dalla Sardegna, il
muflone, specie originaria dell’isola, non
ha evoluto adeguate strategie antipredatorie nei suoi confronti
Aumento
predatori
Aumento
prede
Diminuzione
prede
Localmente, il lupo può avere un impatto
elevato, soprattutto in presenza di altri
fattori limitanti (es. prolungato
innevamento, assenza di pareti scoscese)
Diminuzione
predatori
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Epidemie e parassitosi
Parassiti e agenti patogeni determinano un degrado fisico dell’individuo
(in casi estremi la morte)
diminuzione del potenziale riproduttivo
diminuzione del tasso di accrescimento della popolazione
N.B.
L’aumento della densità facilita la diffusione di parassiti e patogeni in quanto diminuisce la
distanza tra i singoli individui e quindi aumenta la probabilità di contagio
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Competizione interspecifica
Competizione tra ungulati
In ecosistemi equilibrati le
comunità animali sono adattate per
sfruttare al meglio le risorse
ambientali e le diverse specie non si
danneggiano a vicenda in modo
sensibile
In ecosistemi lontani dall’equilibrio
o alterati (es. dallo sfruttamento
agricolo e forestale, dall’introduzione
di specie alloctone ecc.) la
competizione fra due specie può
risolversi a sfavore di una delle due
INDICE GENERALE
Tra le diverse specie di ungulati la
competizione si svolge di norma* sul
piano alimentare
È condizionata da:
• offerta trofica dell’ambiente
• grado di plasticità (adattabilità) delle
specie
* Un’eccezione è rappresentata dall’introduzione
del muflone in ambiente alpino, che ha
generato problemi di competizione di tipo
spaziale con il camoscio, per l’accesso alle aree
di svernamento
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Altri fattori limitanti indipendenti dalla densità
Fattori climatici
Fattori imprevedibili
• Siccità
• Incendi
• Piovosità
• Eruzioni vulcaniche
• Temperature estreme
• Uragani
• ...
• ...
Si manifestano con regolarità
Non esercitano un controllo costante sulla
popolazione ma provocano per lo più
estinzioni di massa, non selettive
agiscono come un fattore di controllo
(selezione naturale) sulla popolazione
colpendo in particolare soggetti deboli
(piccoli, anziani, malati)
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
Fattori limitanti
Fattori antropici
L’impatto dell’uomo sulle popolazioni animali può essere, secondo i casi, ascritto
a varie tipologie di fattori limitanti
Esempi
Costanti
Dipendenti dalla
densità
INVESTIMENTI
STRADALI
ATTIVITÀ AGRICOLE
Indipendenti dalla
densità
Variabili
Imprevedibili
BRACCONAGGIO
COSTRUZIONE DI
INFRASTRUTTURE
ECC.
RANDAGISMO
CANINO
MECCANIZZAZIONE
AGRICOLA
PRESENZA DI
INSEDIAMENTI
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE
INQUINAMENTO
Densità di popolazione
La densità biotica (d.b.) è la
massima densità raggiungibile da
una popolazione in un certo
densità
Densità biotica
d.b.
K
ambiente (coincide con la capacità
portante)
N.B.
La d.b. è legata ai meccanismi di
autoregolazione propri dalla specie.
Infatti, oltrepassata la d.b., nella
popolazione insorgono segni di
decadimento (magrezza, malattie, scarsa
prolificità)
INDICE GENERALE
t
N.B.
Le densità di popolazione si esprimono
convenzionalmente in capi / 100 ha
INDICE LEZIONE
Densità di popolazione
La densità agro-forestale (d.a.f.) è
la densità oltre la quale i danni alle
coltivazioni e alle piantagioni
densità
Densità agro-forestale
d.b.
d.a.f.
K
risultano intollerabili
N.B.
La d.a.f. viene stabilita con un criterio
economico definito sulla base delle
esigenze dell’uomo.
Non può essere superiore alla d.b.
INDICE GENERALE
t
N.B.
Le densità di popolazione si esprimono
convenzionalmente in capi / 100 ha
INDICE LEZIONE
Vocazionalità
La Carta delle Vocazioni Faunistiche della Regione Emilia-Romagna
• Fornisce un’analisi su grande
scala dell’idoneità ambientale
per le diverse specie di ungulati,
sia sotto il profilo biotico
(potenziale) che sotto l’aspetto
agro forestale (tollerabile)
• La valutazione della recettività
permette di pianificare le
consistenze densità ammissibili
N.B.
I valori di densità biotica e agroforestale variano notevolmente in base
alle caratteristiche ambientali e sono:
Vocazionalità (capi/100 ettari)
Specie*
nulla
bassa media
alta
CAPRIOLO
0
CERVO
0
1
1,5 - 2
3-4
CINGHIALE
0
1 - 1,5
3-5
8 - 12
8 - 10 12 - 15 17 - 20
* Dall’analisi della vocazionalità sono escluse le
specie alloctone per il territorio regionale
• massimi in ambienti ottimali
• minimi in ambienti non idonei
INDICE GENERALE
La carta delle Vocazioni Faunistiche on-line
www.regione.emilia-romagna.it/faunistico/carta/start.htm
INDICE LEZIONE
Concetti di ecologia applicata
Fine
INDICE GENERALE
INDICE LEZIONE