VALUTAZIONI AMBIENTALI

Crediti: 
9
Settore scientifico disciplinare: 
ECOLOGIA (BIO/07)
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

ITALIANO

Obiettivi formativi

Il corso è offerto a studenti della Laurea Magistrale e ha lo scopo di trasferire loro strumenti culturali e operativi per la comprensione delle basi del funzionamento degli ecosistemi (aspetti energetici e biogeochimici), del ruolo strutturante dei micro e macrorganismi e delle loro relazioni nel funzionamento degli ecosistemi e degli impatti delle attività umane sulla biodiversità e sul funzionamento degli ecosistemi.
Sono proposti cinque obiettivi formativi principali.
1. Capire le basi del funzionamento degli ecosistemi; 2. Saper analizzare il ruolo funzionale di micro e macroorganismi; 3. Interpretare l’importanza delle interazioni multiple tra specie; 4. Interpretare le interazioni e i feedback a livello di comunità; 5. Collegare in modo dinamico aspetti di biodiversità, integrità e funzionamento degli ecosistemi.

Contenuti dell'insegnamento

Il corso ha come obiettivo principale esplorare in modo quantitativo le relazioni tra la biodiversità e il funzionamento degli ecosistemi. Scopo del corso è di capire le basi del funzionamento degli ecosistemi, i meccanismi che regolano i servizi ecosistemici e gli effetti delle attività umane e della perdita di biodiversità su funzionamento e servizi.
Il corso intende collegare i tradizionali studi di biologia di popolazione e di biogeochimica partendo dall’analisi di una serie di casi di studio in cui il ruolo di singole specie è stato dimostrato essere centrale nel regolare i flussi di materia ed energia in interi ecosistemi. Capire i ruoli delle singole specie nel funzionamento degli ecosistemi è imprescindibile per cogliere aspetti molto più complessi legati a concetti come “diversità e funzionamento”, che includono molteplici relazioni e feedback tra organismi e ambiente fisico. Se una specie è in grado di alterare il trasferimento di materia ed energia in un intero ecosistema è intuitivo pensare che tutte le specie (la “biodiversità”) siano in grado di influenzare la biogeochimica di un ecosistema.
Il corso intende quindi analizzare l’importanza degli organismi nel funzionamento degli ecosistemi e dimostrare come la perdita (o l’ingresso) di alcune specie sia in grado di alterare, a volte profondamente, le interazioni tra sistemi terrestri, acquatici e l’atmosfera o aspetti quali la fertilità nel lungo termine dei suoli, la produzione primaria o la capacità di metabolizzare la sostanza organica.
Il corso è organizzato in 5 moduli, che consistono di lezioni frontali (50h, 7 CFU) e di esercitazioni pratiche (25h, 2 CFU). Modulo 1. (15h) Basi del funzionamento degli ecosistemi; Modulo 2. (15h) Gruppi funzionali di micro e macroorganismi; Modulo 3. (15h) Interazioni multiple tra specie; Modulo 4. (15h) Interazioni a livello di comunità; Modulo 5. (15h) Biodiversità, integrità e funzionamento degli ecosistemi.

Programma esteso

Modulo 1. (15h) Basi del funzionamento degli ecosistemi
1.1.Diversità biologica e cicli della materia in ecosistemi terrestri ed acquatici
1.2.Biodiversità e funzionamento in sistemi naturali e agricoli
1.3.Biodiversità e interazioni con i cicli biogeochimici, con la produttività bentonica e pelagica e con la mineralizzazione del detrito
Modulo 2. (15h) Gruppi funzionali di micro e macroorganismi
2.1.Gruppi funzionali di microorganismi nel suolo e nei sedimenti
2.2.Strategie adattative e tratti ecologici nelle macrofite: il loro ruolo nel funzionamento degli ecosistemi acquatici
2.3.Dalle specie alle comunità: l’importanza dei gruppi funzionali
Modulo 3. (15h) Interazioni multiple tra specie
3.1.Gruppi funzionali nei macroinvertebrati
3.2. Mutualismo e struttura di comunità tra macrofite, meio e macrofauna e batteri
3.3. Il ruolo della macrofauna nel mediare il trasferimento dei nutrienti tra sedimenti e piante
Modulo 4. (15h) Interazioni a livello di comunità
4.1.Keystone species
4.2.Ridondanza negli ecosistemi
4.3. Quante specie servono per far funzionare un ecosistema?
4.4. Il ruolo della competizione, dispersione e modificazione dell’habitat
Modulo 5. (15h) Biodiversità, integrità e funzionamento degli ecosistemi
5.1. Biodiversità e il bilancio della natura
5.2. Biodiversità e funzionamento degli ecosistemi lotici, lentici e marino/costeri
5.3. Stabilità degli ecosistemi, competizione e ciclizzazione dei nutrienti

Bibliografia

Il testo di riferimento per il corso è “Biodiversity and ecosystem function”, Schulze, E.D. and H.A. Mooney, eds. Springer Science & Business Media, 2012. Dal testo il docente renderà disponibili dispense e slides in formato elettronico, in occasione di ogni lezione. Verrà inoltre fornito altro materiale dalla letteratura scientifica internazionale, che sarà da supporto alle lezioni e alle esecitazioni.
Lawton, J.H. "What do species do in ecosystems?." Oikos (1994): 367-374.
Jones, C.G., J.H. Lawton, and M.Shachak. "Organisms as ecosystem engineers." Ecosystem management. Springer New York, 1994. 130-147.
Levi, P.S., et al. "Biogeochemical transformation of a nutrient subsidy: salmon, streams, and nitrification." Biogeochemistry 113.1-3 (2013): 643-655.
Norkko, J., et al. "A welcome can of worms? Hypoxia mitigation by an invasive species." Global Change Biology 18.2 (2012): 422-434.
Herren, C.M., et al. "Positive feedback between chironomids and algae creates net mutualism between benthic primary consumers and producers." Ecology 98.2 (2017): 447-455.
Tilman, D., Forest I., and J.M. Cowles. "Biodiversity and ecosystem functioning." Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 45 (2014).

Metodi didattici

L’organizzazione della didattica prevede uno schema che include per ciascun modulo una o più lezioni frontali in cui vengono introdotti gli aspetti teorici del modulo, l’analisi interattiva studenti-docente di uno o più casi di studio dalla letteratura internazionale e una esercitazione pratica.

Modalità verifica apprendimento

L’apprendimento dei contenuti del corso sarà verificato mediante un esame scritto; la frequenza delle lezioni è fortemente suggerita per affrontare l’esame finale; la partecipazione alle esercitazioni concorrerà inoltre al 20% del voto. Il voto finale è in trentesimi; il voto minimo è 18, quello massimo 30, la eventuale lode è assegnata unicamente agli studenti che durante il corso hanno partecipano in modo interattivo alle lezioni.