A
Foto e progetto grafico di Andrea Bonito.
Loretta Gratani
Appunti di Ecologia vegetale
Copyright © MMXV
Aracne editrice int.le S.r.l.
www.aracneeditrice.it
[email protected]
via Quarto Negroni,
Ariccia (RM)
()
----
I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica,
di riproduzione e di adattamento anche parziale,
con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi.
Non sono assolutamente consentite le fotocopie
senza il permesso scritto dell’Editore.
I edizione: gennaio
Alle mie studentesse e ai miei studenti
Indice
Premessa
Capitolo I
L’ecosistema
Capitolo II
I fattori climatici
.. Il clima, – .. Diagrammi climatici, – .. L’atmosfera e la
radiazione solare, – .. Potere riflettente dei diversi corpi, .
Capitolo III
La biodiversità
.. Congresso mondiale della IUCN sulle Aree Protette, – .. Cites, – .. Le Liste Rosse, – .. Convenzioni, – ... Convenzione
di Parigi, – ... Convenzione di Ramsar, – ... Convenzione di Washington, – ... Convenzione di Berna, – ... Convenzione di Rio
de Janeiro, – ... Direttiva Habitat, – ... Protocollo di Kyoto, –
... Rete Natura , – .. I giardini botanici, – .. Strategie di
conservazione, – .. Cambiamento climatico e conservazione, .
Capitolo IV
Analisi della struttura della copertura vegetale e rappresentazione
cartografica
.. La biomassa vegetale, – .. L’indice di area fogliare , .
Capitolo V
La fenologia
.. Tasso relativo di sviluppo, .
Indice
Capitolo VI
L’architettura degli alberi
.. Capacità di risposta ai fattori di stress, – .. Gli alberi monumentali, .
Capitolo VII
Ecosistemi di tipo mediterraneo
Capitolo VIII
L’ecosistema urbano
.. Stima dello stoccaggio di carbonio, – .. Capacità di sequestro dell’anidride carbonica, – .. Roma e il ruolo delle piante nel
migliorare la qualità dell’aria, .
Capitolo IX
L’ecosistema duna
.. Le specie della duna, – .. Fenologia e fisiologia delle specie
della duna, .
Capitolo X
La plasticità fenotipica
.. La risposta delle piante alla luce, – .. Shade tolerance, –
.. Le piante di montagna, – .. Indici di plasticità fenotipica, .
Capitolo XI
L’analisi morfologica fogliare
Capitolo XII
Gli scambi gassosi
.. Metodi di misura degli scambi gassosi, – .. La Thermal
Window, .
Capitolo XIII
L’acqua e la pianta
.. Misura del potenziale idrico, .
Premessa
Questo testo affronta alcuni temi relativi all’ecologia vegetale in particolare quelli legati alla capacità adattativa delle specie vegetali e alla
loro soglia di tolleranza alla variazione dei fattori ambientali, considerando che le condizioni ambientali stanno cambiando repentinamente
a causa del cambiamento globale, che include l’aumento dei livelli
di antropizzazione, della concentrazione dei gas serra e della temperatura. Tutto questo sta determinando un depauperamento della
biodiversità, considerando che alcune specie si adattano alla variazione
dei fattori ambientali modificando il loro fenotipo, altre si “spostano”,
ad esempio lungo gradienti altitudinali, mentre quelle con una ridotta
capacità adattativa rischiano di scomparire, anche a causa della capacità
competitiva delle specie esotiche invasive (IAS), in particolare dove
le risorse sono scarse. Nell’ambito delle strategie di conservazione
della biodiversità è importante quindi approfondire le conoscenze
sulle modalità di conservare delle specie vegetali e in particolare di
quelle a rischio di estinzione, considerando le strategie che possono
essere attuate in situ e ex situ. Il germoplasma delle specie a rischio
conservato ex situ nelle Banche del Germoplasma può infatti essere
utilizzato in situ per aumentare il numero degli individui in popolazioni di ridotte dimensioni, ove necessario, oppure per la reintroduzione
in ambienti altamente depauperati o, chissà, per mostrare nei giardini
botanici, fra o anni, a coloro che saranno curiosi, le specie
estinte in natura, le cui immagini saranno riportate sui libri.
Si deve considerare che l’individuazione dei tratti caratterizzanti
il fenotipo consente di realizzare modelli di risposta delle specie alla
variazione dei fattori ambientali.
Voglio sottolineare che è importante non perdere mai la curiosità,
che è un elemento fondamentale per approfondire le conoscenze e
arrivare a nuove scoperte.
In questa trattazione i processi biochimici, fisiologici, morfologici ed
anatomici saranno trattati solo relativamente a temi ecologici, per cui per
chi desiderasse approfondire può fare riferimento ai testi specialistici.
Capitolo I
L’ecosistema
Al complesso sistema di organismi (componente biotica) ed ambiente
chimico–fisico (componente abiotica) interagenti in una data area
viene dato il nome di ecosistema.
La componente abiotica dell’ecosistema è costituita dalle caratteristiche del suolo, dell’acqua e del clima, mentre la componente biotica
dai produttori (vegetali e alcuni batteri), dai consumatori (animali) e
dai decompositori (funghi e batteri). I produttori (autotrofi) attraverso
il processo fotosintetico, utilizzano l’energia proveniente dal sole, l’anidride carbonica che assorbono dall’aria e l’acqua e i nutrienti che
assorbono dal suolo per produrre sostanza organica. I consumatori
Figura .. Esempi di ecosistemi: il lago, la duna costiera, il bosco.
Appunti di Ecologia vegetale
primari (erbivori) utilizzano parte di tale sostanza organica e vengono,
a loro volta, utilizzati dai consumatori secondari (carnivori). I decompositori rimettono continuamente in circolo gli elementi nutritivi
attraverso la decomposizione di parte della sostanza organica.
Dal punto di vista termodinamico l’ecosistema è un sistema aperto
in cui gli organismi determinano continui cambiamenti della materia,
formando nuove sostanze e fornendo energia al sistema, che permette
il raggiungimento di stadi di maggiore evoluzione.
Ogni ecosistema è caratterizzato da diversi produttori, consumatori
e decompositori, ovvero da una diversità biologica (biodiversità), associata a diverse caratteristiche fisiche e chimiche del suolo, dell’acqua
e dell’atmosfera. Inoltre, a parità di numero di specie, gli ecosistemi
possono diversificarsi per quanto riguarda le dominanza di ciascuna specie. A tale proposito numerosi Autori hanno proposto alcune
formule per calcolare l’indice di diversità dell’ecosistema, come ad
esempio quello di Shannon (indice di diversità H), in cui la diversità è
funzione della probabilità (p) della presenza di una specie i in un dato
insieme di individui:
S
Hi=
=−
X
pi log pi
dove S è il numero delle specie e pi rappresenta la probabilità che un
individuo appartenga alla specie i, per cui:
pi =
numero di individui della speciei
numero totale di individui
Quando tutti gli organismi appartengono alla stessa specie H è
uguale a , mentre un indice H elevato corrisponde alla presenza di
numerose specie ognuna rappresentata da quantità simili di individui.
Un’altra caratteristica dell’ecosistema è la variabilità delle dimensioni che, ad esempio, possono essere quelle di una foresta, di uno
stagno, di una prateria d’altitudine o di un campo di grano.
Le perturbazioni sia naturali che antropiche, come ad esempio un
incendio o l’immissione di sostanze inquinanti, possono determinare
alterazioni dell’ecosistema, che può rispondere ai fattori di perturbazione adattandosi o perdendo le sue caratteristiche. L’ecosistema
che è capace di recuperare rapidamente il suo stato funzionale, dopo
. L’ecosistema
l’impatto di uno o più fattori di perturbazione, è caratterizzato da una
stabilità di resilienza, mentre la capacità dell’ecosistema di resistere a
una o più fattori di perturbazione viene definita stabilità di resistenza.
