Obiettivi generali

Si propongono definizioni del ruolo dell’acqua come ambiente biologico e come risorsa primaria non sostituibile dalla tecnologia, atte a permettere allo studente l’acquisizione delle conoscenze più attuali sulle caratteristiche strutturali e funzionali dei sistemi acquatici continentali (con opportuni riferimenti a quelli di transizione e marino-costieri), ed una loro visione integrata. Si condurrà, anche con il supporto delle attività pratiche, una analisi di argomenti e spunti sulla ricerca di base, la diagnosi operativa e le procedure gestionali inerenti i diversi ambienti acquatici, nonché sulle varie forme di sfruttamento delle risorse naturali acquatiche. 

Lo studente acquisirà gli strumenti critici atti ad analizzare i molteplici aspetti del funzionamento degli ecosistemi acquatici, con specifico riferimento alle diverse biocenosi, individuandone condizione e tendenze, maturando la necessaria consapevolezza  per un corretto approccio ai problemi delle acque. 

La conoscenza acquisita, ed una panoramica delle normative nazionali ed internazionali e degli strumenti legislativi in tema di conservazione e tutela consentirà allo studente di affinare i mezzi idonei a progettare, condurre ed indirizzare campagne di rilevamento dati su vari comparti ecologici, procedure di monitoraggio e controllo della qualità ambientale, recupero e/o ripristino degli ambienti acquatici, con riferimento anche ai principali servizi ecosistemici.

La disamina di casi studio effettuata durante il corso consentirà allo studente di analizzare criticamente, elaborare ed utilizzare a fini diagnostici dati biologici sui sistemi acquatici, e di discernere le diverse possibili situazioni valutando metodi adeguati ed opportunità di applicazione di questi ultimi alle problematiche che potrà potenzialmente trovarsi ad affrontare in campo gestionale.

L’interazione tra studenti e con il docente, in particolar modo durante le escursioni didattiche e le attività di analisi dei casi studio stimoleranno lo studente a formulare correttamente e comunicare all’esterno idee ed ipotesi di lavoro, anche mediante la produzione di output descrittivi a scopo di disseminazione delle informazioni e motivazione di scelte e indirizzi intrapresi nell’indagine ambientale.

La varietà delle informazioni apprese, la complessità degli ecosistemi studiati e delle loro relative componenti, i molteplici aspetti riguardanti le diverse tipologie di acque e la necessità di effettuare continui match concettuali tra le diverse discipline ricomprese nell’ecologia, costituiranno un importante  training diretto allo sviluppo di capacità autonome di impostare efficacemente l’aggiornamento delle conoscenze personali e il corretto approccio all’attività lavorativa futura comprendente  determinazione ed elaborazione di obiettivi, strategie e rischi, pianificazione degli interventi e partecipazione ai processi decisionali.

Programma dettagliato del corso

Introduzione, storia e nascita dell’ecologia acquatica. 

Il ciclo idrogeologico: Proprietà dell’acqua, il ciclo naturale dell’acqua, il ciclo artificiale dell’acqua.

Il bacino imbrifero: Caratteristiche generali del bacino imbrifero, elementi topografici, natura e uso del suolo, il reticolo idrografico, il bacino imbrifero come unità per la gestione della risorsa idrica.

I corsi d’acqua: Premesse, inquadramento geomorfologico e idraulico, modellamento e configurazione spaziale dei corsi d’acqua, caratteristiche fisiche, strutture processi, dimensioni spaziali e temporali, componenti biologiche.

I fiumi: Caratteristiche chimiche delle acque fluviali (chimismo delle acque fluviali, temperatura). Richiami di Idraulica Fluviale (Definizioni fondamentali in Idraulica Fluviale, Classificazione dei moti delle correnti, cinematiche dei corsi d’acqua). Geomorfologia fluviale, Il biota fluviale (batterioplancton, protozoi, funghi, gli organismi autotrofi, zooplancton, meiofauna, macrobentos, pesci e anfibi). Funzionamento degli ecositemi fluviali. Energia e sostanza organica nei sistemi fluviali, Input energetici autoctoni, Input energetici alloctoni, Raggruppamenti trofico-funzionali, Il River Continuum Concept, Il Riverine Productivity Model, Il Flood Pulse Concept, Lo spiralling dei nutrienti, Organizzazione gerarchica dei sistemi fluviali, Gli ambienti acquatici marginali, Gli ambienti ripariali, Gli ambienti interstiziali e iporreici, Cicli biogeochimici negli ambienti fluviali.

I laghi: Premesse, origine ed evoluzione, tipologia, forma e dimensioni, parametri fisici e chimici, vicende termiche, Luce, Caratteristiche chimiche, Movimenti delle acque, Il biota lacustre (batterioplancton, protozoi, funghi, gli organismi autotrofi, zooplancton, meiofauna, macrobentos, pesci e anfibi). Cicli biogeochimici negli ambienti lacustri, Energia e sostanza organica nei sistemi lacustri, Input energetici autoctoni, Input energetici alloctoni, Raggruppamenti trofico-funzionali. 

Acque astatiche e sotterranee. 

I pesci di acqua dolce: Classificazione (tassonomica e ecologia) e filogenesi.  Cenni di fisiologia e biologia dei pesci (adattamenti, accrescimento e strategie riproduttive). Comportamento trofico e adattamenti strutturali. Fauna ittica italiana e distretti ittio-geografici. 

L’alterazione degli ambienti acquatici: Alterazioni della qualità chimico-fisica delle acque (Carico organico, Arricchimento di nutrienti ed eutrofizzazione, Alterazione del ciclo dell’azoto, Inquinamento da metalli pesanti, Inquinamento da contaminanti organici persistenti, Un problema emergente: le microplastiche, bioaccumulo e biomagnificazione, Altre forme di inquinamento). Alterazioni morfologiche e Alterazioni idrologiche. 

Specie aliene e invasive: definizioni di specie aliene e invasive, principali taxa (Specie vegetali, Invertebrati, Pesci), Curva di invasione, filtri di invasione biotici e abiotici, vie di ingresso e diffusione, effetti sugli ecosistemi. 

Ecosistemi acquatici e cambiamento climatico globale: Aumento delle temperature delle acque, Alterazione dei cicli vitali, Migrazioni latitudinali e altitudinali, Scomparsa dei taxa stenotermi freddi, Possibili impatti indiretti, Conseguenze sul metabolismo dei corpi d’acqua e sui produttori primari.

Gestione e tutela delle risorse idriche: Acqua come fattore di crescita e di crisi per le società umane, origine ed evoluzione della normativa sulle acque, la Direttiva Quadro per la tutela delle acque. Gestione della pesca e delle risorse ittiche. 

Sistemi di monitoraggio della qualità degli ambienti acquatici: La «salute» di un corpo d’acqua. Come definire la salute di un corpo d’acqua. I sistemi di monitoraggio. Indicatori abiotici e biotici (I metodi basati sul valore indicatore dei taxa: il Saprobien system, gli indici di ricchezza e diversità, gli indici biotici, gli indici multimetrici). Nuovi approcci allo studio delle comunità fluviali (approccio funzionale, reti trofiche e metabarcoding nel biomonitoraggio).

Il recupero degli ambienti fluviali e lacustri: miglioramento della qualità delle acque, recupero della diversità morfologica, recupero delle condizioni idrologiche

Recupero della biodiversità e del funzionamento. 

Tecniche di campionamento: Misura dei parametri chimico fisici e relativa strumentazione. Campionamento dell’acqua. Campionamento della componente planctonica (fito e zooplankton) e relativi strumenti. Campionamento del macrobentos fluviale e lacustre e relativi strumenti.  Campionamento ittiofauna. 

Cenni di itticoltura: cenni storici, definizioni di base, tecniche utilizzate, l’itticoltura per la gestione faunistica e il ripopolamento. 

Casi di studio: Casi di studio saranno spiegati di volta in volta durante lo svolgimento del programma. 

Esercitazioni sul campo: Il corso prevede due giornate di prove pratiche sul campo.