Ecologia - DiSTABiF

Ecologia
Docente
Prof. Flora Angela Rutigliano
Anno
3° anno
Corso di studi
Laurea triennale in Biotecnologie
Tipologia
Attività caratterizzante
Crediti
6
SSD
BIO/07 - Ecologia
Periodo didattico
Primo semestre
Propedeuticità
Nessuna
Frequenza
obbligatoria
Descrizione dei
metodi di
accertamento
Superamento di una prova orale
Sede
Orario di ricevimento
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Programma
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 – Caserta
Su appuntamento tramite posta elettronica ([email protected]).
Lezioni frontali
Lo studente acquisirà conoscenze su: struttura e funzionamento degli ecosistemi in termini di flusso di energia e ciclo dei
nutrienti, dinamica delle popolazioni e delle comunità, risposte degli organismi all’ambiente fisico, interazioni intra- e
interspecifiche, principali tipi di biomi e di ecosistemi acquatici, ecosistemi artificiali (selvicolturale, agricolo, urbano),
risorse naturali (stato attuale, cause di alterazione e principi di gestione eco-compatibile)
1. Introduzione. Concetto di ambiente, ecosistema e bioma. Meccanismi omeostatici e stabilità degli ecosistemi. L'ipotesi
GAIA.
2. Struttura dell'ecosistema. Componenti biotiche ed abiotiche. Produzione, consumo e decomposizione. Tipi di produttori.
Fotosintesi ossigenica e fotosintesi anossigenica. Chemiosintesi. Organismi decompositori: batteri, funghi e pedofauna.
Decomposizione della sostanza organica morta. Il suolo quale habitat dei decompositori in ambiente terrestre.
Pedogenesi. Distribuzione della sostanza organica a diversi stadi di decomposizione lungo il profilo del suolo.
3. Concetto di fattore ecologico. Condizioni e risorse. Limiti di tolleranza e condizioni ottimali. Organismi euri e steno.
Indicatori ecologici. Concetto di nicchia ecologica: nicchia fondamentale e nicchia realizzata. Equivalenti ecologici.
Risposte degli organismi alla variazione dei fattori ecologici: adattamenti, risposte di regolazione, acclimatazione,
risposte di sviluppo, migrazione, dormienza. Principali fattori limitanti in ambiente terrestre e in ambiente acquatico
(luce, temperatura, acqua, fuoco, salinità, correnti, nutrienti, pH, sostanze inquinanti).
4. Interazioni tra fattori ambientali. Macroclima, mesoclima e microclima. Zone climatiche e biomi. Descrizione dei
principali biomi ed ecosistemi acquatici.
5. Popolazioni. Densità, distribuzione spaziale, struttura per età, natalità, mortalità, migrazioni, dispersioni, dinamica.
Selezione r e selezione K.
6. Comunità. Composizione, diversità, dominanza, omogeneità. Ecotono ed effetto margine. Interazioni tra organismi
appartenenti alla stessa comunità. Competizione. Predazione. Parassitismo. Mutualismo.
7. Successione ecologica. Stadi successionali e climax. Successioni autotrofe ed eterotrofe. Successioni primarie e
secondarie. Successioni autogene ed allogene.
8. Flusso di energia. Produttività primaria lorda e netta. Fattori limitanti la produttività primaria in ambiente terrestre e in
ambiente acquatico. Stime di produttività primaria per le terre emerse e per gli ambienti marini. Struttura trofica della
comunità. Catena alimentare del pascolo e catena alimentare del detrito. Reti alimentari. Flusso di energia in tipi diversi
di comunità. Efficienza di trasferimento dell'energia: Efficienza di consumo, di assimilazione e di produzione. Efficienza
ecologica. Piramidi ecologiche. Concentrazione di sostanze tossiche lungo le catene alimentari.
9. Il ciclo della materia. Cicli biogeochimici gassosi e sedimentari. Riserve degli elementi nei diversi compartimenti dei
sistemi ecologici. Tempo di residenza, tempo di ricambio, velocità di ricambio. Ciclo dell'acqua, del carbonio, dell'azoto,
dello zolfo e del fosforo.
10. Ecosistemi artificiali. Ecosistema selvicolturale. Governo dei boschi in relazione agli aspetti biologici ed economici:
fustaia e ceduo. Il trattamento delle fustaia: il taglio raso e i tagli successivi. Il bosco ceduo: ceduo semplice, ceduo
matricinato e ceduo composto. Agroecosistema. Agroecosistemi a regime sodivo e arativo. Input e output. Agricoltura
sostenibile. Il controllo biologico. Ecosistema urbano. Processo di urbanizzazione. Processo di dispersione insediativa.
Bilancio energetico delle città. Vegetazione urbana: biotopi e parchi urbani.
11. Risorse naturali. Stato attuale e principi di gestione eco-compatibile. Biodiversità: definizioni, distribuzione geografica
e fattori di controllo. ‘Servizi’ offerti dalla biodiversità. Cause di perdita di biodiversità. Disponibilità della risorsa acqua. I
"servizi" offerti dalle acque dolci. Soluzioni per una gestione sostenibile dell'acqua. Autodepurazione dei corsi idrici.
Inquinamento delle acque. Domanda biologica e domanda chimica di ossigeno (BOD e COD). Eutrofizzazione: cause ed
effetti sulla struttura trofica dei bacini idrici. Prevenzione e mitigazione dell'eutrofizzazione culturale. Il suolo come
risorsa: i "servizi" offerti dal suolo. Cause di degradazione del suolo. Le foreste: stato attuale, tendenze future e servizi
ecologici. Deforestazione e suoi effetti. Riforestazione ed afforestazione. Servizi ecosistemici usati per la depurazione
delle acque reflue e per il trattamento dei rifiuti solidi.
Testi consigliati e
bibliografia
Testi consigliati
Smith T.M., Smith R.L. (2009). Elementi di Ecologia. Pearson
Cunningham et al. (2004). Ecologia Applicata. Mc Graw Hill.
Dispense e materiale didattico distribuito a lezione
Testi da consultare:
Bullini L. et al. (1998). Ecologia generale. UTET, Torino.
Odum E.P., Barrett G.W. (2007). Fondamenti di Ecologia. Piccin.
Begon M. et al. (1989). Ecologia - Individui - Popolazioni. Comunità. Zanichelli.
Pignatti S. (1995). Ecologia vegetale. UTET.
Galasso, Provini, Marchetti (1999). Ecologia applicata. UTET.
Miller (1997). Ambiente, risorse e territorio. Piccin.
Ricklefs R.E. (1993). Ecologia. Zanichelli.
Pignatti S. (1995). Ecologia vegetale. UTET.
Breve curriculum
docente
La prof.ssa Flora Angela Rutigliano, nata a Cefalù (PA) nel 1962 e laureata in Scienze Biologiche con lode nel 1986 presso
l'Università Federico II di Napoli, dal 1998 è professore associato per il settore scientifico-disciplinare BIO/07 - Ecologia
presso la Seconda Università di Napoli (SUN).
Dal 1992 al 1998 è stata ricercatore di Ecologia presso l’Università Federico II di Napoli. Dal 1988 al 1992 è stata funzionario
tecnico presso la stessa Università.
Dal 2011 è Presidente del Consiglio di Corso di Studio aggregato in “Scienze Ambientali e Magistrale in Scienze e Tecnologie
per l’Ambiente e il Territorio” del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali, Biologiche e Farmaceutiche (DiSTABiF)
della SUN.
Dal 2009 al 2012 è stata Vice-Direttore del Dipartimento di Scienze Ambientali della SUN.
Dal 2001 al 2009 è stata membro della Giunta del Dipartimento di Scienze Ambientali della SUN.
Dal 2013 fa parte del Collegio dei docenti del Dottorato di Ricerca in “Ambiente, Design e Innovazione” della SUN.
Dal 2002 al 2012 è stata membro del Collegio dei docenti del Dottorato in “Biologia Applicata” (sede amministrativa:
Università degli Studi di Napoli Federico II, sede consorziata: SUN); docente referente della SUN in tale Dottorato.
Dal 1998 al 2001 ha fatto parte del Collegio dei Docenti del Dottorato in “Ecologia Terrestre (Piante e Suolo)” (sede
amministrativa: Università degli Studi di Napoli Federico II, sede consorziata dal 2000: SUN).
È socia della Società Italiana di Ecologia.
Ha svolto attività di referee per numerose riviste internazionali del settore ecologico.
Ha partecipato a diversi progetti di ricerca di rilevanza nazionale e internazionale.
Le sue ricerche, oggetto di 76 pubblicazioni in extenso e di numerose comunicazioni a congressi nazionali e internazionali,
riguardano tematiche di ecologia del suolo, quali la decomposizione della lettiera in funzione delle condizioni climatiche e
della qualità del substrato; la risposta della comunità microbica del suolo (in termini di biomassa, attività e diversità) e di
alcune caratteristiche fisiche e chimiche del suolo al disturbo antropico (inquinamento, incendi, etc.), all’applicazione del
fuoco prescritto (per la riduzione del rischio incendi) e ad interventi di recupero dei suoli; i flussi di gas ad effetto serra dal
suolo in aree interessate dal fuoco e in aree agricole; il biomonitoraggio di contaminanti ambientali mediante l'analisi
elementale di piante e suolo.