Isola di Capraia: Monitoraggio a lungo termine di un processo di invasione: il caso di una piccola zona umida isolata su un'isola del Mediterraneo (Capraia)

TRADUZIONE (grazie a Google) ARTICOLO ORIGINALE

Monitoraggio a lungo termine di un processo di invasione: il caso di una piccola zona umida isolato su un'isola del Mediterraneo (Capraia)

Bruno Foggi1*, Lorenzo Lastrucci1, Daniele Viciani1, Giorgio Brunialti2, Renato Benesperi1

1Universit`a degli Studi di Firenze, Dipartimento di Biologia Evoluzionistica, Biologia Vegetale, Via La Pira, 4, I-50121 Firenze, Italy; e-mail: Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo. 2TerraData s.r.l. Environmetrics, Dipartimento di Scienze Ambientali, Universita` degli Studi di Siena, Via P.A. Mattioli, 4, I-53100 Siena, Italy

 

In Biologia 66/4: 1—, 2011 Section Botany

 

 

Secondo Elton (1958) "invasioni biologiche sono così frequenti al giorno d'oggi in ogni continente e isola, e anche nel mare, che abbiamo bisogno di capire che cosa li sta causando e cercare di arrivare a un generale punto di vista di tutta la faccenda". Nel corso degli ultimi 50 anni il paesaggio mediterraneo è stato oggetto di diverse variazioni nella sua copertura vegetale dovute al mutamento di circostanze socio-economiche, un fenomeno che ha colpito la maggior parte delle isole del Mediterraneo (Dela-noe et al. 1996). Questi cambiamenti hanno portato principalmente in una transizione da una base di uso del suolo-ager saltus-Sylva (Blondel & Aronson 1999) ad un'economia basata sul turismo, coinvolgendo numerosi visitatori a breve termine per le isole (Delanoe et al. 1996). Questa modifica rende gli ecosistemi insulari più inclini a l'invasione di specie aliene. Queste invasioni di specie autoctone o non-native portare ad una omogeneizzazione della flora regionali che potrebbe essere considerato una delle principali cause di estinzione locale (Wilkinson 2004). Secondo Ricciardi & Rasmussen (1999), specie introdotte sono la seconda causa più impor-tante di estinzione delle specie dopo la distruzione degli habitat-zione. Impatti drammatici può verificarsi quando un funzioni di specie introdotte alcune modifiche come chiave di volta o di una specie di macchina e le cause della proprietà chimiche e fisiche dell'ambiente, della flora e fauna, nel cibo catena, o nella struttura dell'habitat invaso (Crooks 2002). Invasioni di Typha spp. generare popolamenti densi con la diversità vegetale bassa (Green & Galatowitsch 2001; Ehrenfeld 2003; Bowles & Jones 2006;. Boeri et al 2006) e presentare una grave minaccia per la biodiversità delle zone umide. Invasion da Typha potrebbe portare alla perdita di specie autoctone e alterare il funzionamento degli ecosistemi, in particolare af-fecting ciclo dei nutrienti, l'idrologia e regimi del fuoco (VI-tousek & Walker 1989; Brooks et al 2004;. Callaway & Maron 2006; Boeri et al . 2006). Allo stesso modo, guardando invasione di Phragmites australis, Lenssen et al. (2000) hanno trovato una depressione significativa di diversità floristica di vegetazione si trova dominato da questa specie. L'invasione delle zone umide in genere provoca un cambiamento significativo delle condizioni ecologiche per le specie acquatiche, dando luogo ad una riduzione della loro diversità. La diffusione di specie invasive, sia nativi e non nativi, è comune quote di parecchie regioni e degli habitat in Italia, ma, con l'ex-cezione di alcune relazioni tecniche, finora non è stata studiata in dettaglio, soprattutto per quanto riguarda l'impatto sulla diversità vegetale locale di piccole zone umide. Il problema di invasione di specie autoctone o non-native è partico-larmente drammatica ecosistemi insulari (Simberloff 1995; Whittaker & Fernández-Palacios 2007) dove la dispersione umana mediata-rompe la storica naturale l'isolamento dell'isola. Il Lago Stagnone è l'unico perma-nente umida dell'Arcipelago Toscano e dei suoi ecosistemi ⃝ c 2011 Istituto di Botanica, Accademia Slovacca delle Scienze 2 B. Foggi et al. Fig. 1. Area di studio. Mar Mediterraneo con la posizione di Capraia Isola. Nel dettaglio Capraia Isola con Stagnone lago viene mostrato. tem contiene diverse specie vegetali, quali Ranunculus peltatus subsp. baudotti, Myriophyllum alterniflorum, ranunculoides Baldellia e le comunità acquatiche che sono rare e minacciate nel Mediterraneo nord re-gione (Foggi e Grigioni 1999;. Foggi et al 2001). Per questo motivo, questo lago è stato dichiarato ZSC (zone speciali di conservazione) secondo il "Di-rettiva Habitat" (CEE 83/43). Lo scopo del presente studio è stato quello di comprendere i cambiamenti che si verificano in un piccolo lago se-guenti l'invasione di specie altamente competitivi come tife e canna comune. Gli obiettivi generali della nostra ricerca erano doc-UMENT l'invasione e la diffusione di tife e canna comune, il conseguente impatto sulla struttura e la diversità vegetale del lago, e l'effetto dell'invasione sulle specie di interesse conservazionistico. Materiali e metodi Area di studio Isola di Capraia è in dell'Arcipelago Toscano (centro-nord del Mediterraneo), 53 km dalla costa italiana e 26 km dall'isola di Corsica (Fig. 1). Ha una superficie di 19,72 km2, la lunghezza massima è di 8 km e la larghezza massima è di circa 4 km (Foggi e Grigioni 1999). Il paesaggio è prevalentemente montuoso, ad eccezione di due piccole zone di pianura si trovano in "Piana dello Zenobito" e "I Piani". La più alta mon-tain è Monte Castello (445 m), che fa parte della catena montuosa orientata NS (Foggi e Grigioni 1999). Capraia è realizzato interamente da rocce vulcaniche provenienti da due diverse eruzioni, alcune aree alluvionali sono presenti nei pressi della baia di Porto Vecchio e nella zona pianeggiante di "I Piani". Il clima è tipicamente mediterraneo, con estati calde e secche e inverni umidi. Secondo Foggi e Grigioni (1999) la vegetazione di Capraia comprendono vari tipi di macchia mediterranea dom-tri di Erica arborea e garrigues dominati da Cistus monspeliensis, Quercus ilex i boschi sono oggi assenti sull'isola. Il lago dello Stagnone si trova ad un'altitudine di 330 m in una piccola sella. La parte più profonda del lago è di 140 cm e l'acqua in essa deriva esclusivamente da precipitazione-zione. L'area di studio ricopre una superficie di 5,023.22 m2 (Fig. 1 dettaglio). Il lago è sotto invasione di tre specie: Typha angustifolia, T. latifolia e Phragmites australis. La pre-senza di T. angustifolia e P. australis su Capraia isola è stata la prima volta nel 1839 da Moris & De Notaris (1839) in prossimità del Porto e confermato da nostre osservazioni personali dal 1995, con l'aggiunta di T. latifolia. Dei tre, solo T. latifolia potrebbe essere considerato come non-native, non essendo mai in precedenza segnalato per Capraia Isola. L'invasione dello Stagnone Lago probabilmente iniziata alcuni anni dopo il 1991. A quel tempo il lago era coperto solo dalla comunità acquatiche dominate da Ranunculus peltatus subsp. baudotti. Typha angustifolia, T. latifolia e Phragmites australis non sono stati registrati sul lago in questo momento. Entro il 1995, più di un terzo della superficie del lago era coperto da una comunità mista di T. angustifolia e T. latifolia. Più di recente, probabilmente nel corso del 2006 o 2007 (perché nel 2005 non abbiamo osservato P. australis e nel 2009 vediamo le piante di due-tre anni), questa prima invasione di Typha angustifolia e T. latifolia era seguita da una seconda dominato da P. australis. Tutte e tre le specie sono in grado di diffondersi rapidamente mediante moltiplicazione vegetativa (Haslam, 1971;. Galatowitsch et al 1999) e questo è stato pro-abilmente il sistema utilizzato da queste specie durante l'invasione del Lago Stagnone. Vegetazione mappe Variazione della portata delle comunità vegetali di lago dello Stagnone è stato studiato per mezzo di un software ArcGis (ESRI'Arc-Gis, 9.2). Georeferenziati ortofoto aeree (1995, 1998 e 2009) e diverse Nazioni Unite foto georeferenziate del 1991 sono stati esaminati. Tutte le ortofoto e la foto sono stati riesaminati e ri-digitalizzato per garantire la coerenza tra di loro. Tutti i tipi di vegetazione derivanti dalle ortofoto (1995, 1998 e 2009) come si vede nel computer-video sono stati controllati e mappati nel campo utilizzando il GPS. I tipi di vegetazione qui utilizzati sono stati "tipi di vegetazione fisionomici", per Processo di Invasion su una piccola zona umida 3 l'interpretazione fitosociologica della pianta co-munità di Stagnone Lago vedere Lastrucci et al. (2010). I confini tra i tipi di vegetazione riconosciute come sono state digitalizzate tramite GIS. Quattro le mappe di vegetazione sono stati ricavati e disegnato in scala 1:500. Le aree dei tipi di vegetazione identificate sono state calcolate per ciascuno dei 4 anni (1991, 1995, 1998 e 2009). Per misurare l'eterogeneità spaziale della vegetazione coprire l'indice Simpson è stato usato (Reed et al. 2009). Piano di campionamento per lo studio floristico L'area di studio è stato rasterizzato con una griglia 5 × 5 m, e durante l'anno 2000, 15 piazze sono stati selezionati a caso. Al centro di ogni quadrato selezionato, un terreno di 1 × 1 m è stata istituita. Per ogni m 1 × 1 trama, tutta la flora è stata registrata. Valori di copertura sono stati stimati nel campo utilizzando la scala di Braun-Blanquet (1932, vedi anche Tulbure et al 2007).. Secondo Wild et al. (2004) e Bímová et al. (2004) gli originali Braun-Blanquet valori di scala sono stati trasformati come segue: 5 = 87.5%, 4 = 62,5%, 3 = 37.5%, 2 = 15%; 1 = 2,5%; + = 1%, r = 0,1%. Nelle tabelle specie con valore conservazionistico ai sensi della Legge Regionale 56/2000 della Regione Toscana amministra-zione sono evidenziati con il simbolo *. I campioni in campo sono state effettuate nel maggio 2000 e il 2009. Analisi dei dati Un'analisi specie indicatrici (ISA: Dufrene & Legendre 1997) è stato adottato per determinare quanto fortemente ogni specie è stata associata con l'anno di campionamento (indagine del 2000: 15 appezzamenti × 19 specie; indagine 2009: 15 appezzamenti × 25 specie). Per ogni specie, il valore dell'indicatore (INDVAL) varia da 0 (nessuna associazione) a 100 (massima associazione). Il statisticamente cal significato INDVAL è stato testato per mezzo di un test di Monte Carlo (10.000 iterazioni). Specie i dati sono stati radice quadrata trasformato prima delle analisi, per downweight specie con valori elevati di copertura. Differenze di composizione tra le due indagini sono state testate utilizzando procedure di permutazione multi-risposta (MRPP). Il Sřrensen-index è stato utilizzato come una distanza mea-sicuro e per la trasformazione rango della distanza Matri-ces. La separazione tra i gruppi è stato calcolato come la possibilità-corretto all'interno del gruppo accordo (A) e il valore p è stato utilizzato per valutare la probabilità è stata osservata una dif-ferenza è dovuta al caso (A = 1 indica perfettamente Ho-mogenous gruppi, mentre A = 0 indica all'interno del gruppo Het-erotismo pari a quella attesa per caso). In ecologia comunità, i valori di A sono comunemente inferiore a 0,1, anche quando i dati osservati differiscono in modo significativo dal atteso (Mc-Cune & Grace 2002). I cambiamenti nel modello di composizione delle specie sono stati valutati usando anche visivamente non-metrica multidimensionale scalatura (NMD, "lento e accurato" pilota automatico mode, quan-quantitative versione di misura di distanza Sørensen; McCune & Grace, 2002). La procedura è stata eseguita con 40 esecuzioni di dati reali, rispetto ai 50 corse di dati randomizzati, con 400 iterazioni ciascuno. Livelli di stress differiva in modo significativo (p <0,05). Un ultimo 3-dimensionale soluzione è stata selezionata (stress 11%, in-stabilità 0,00009). Per confrontare le due situazioni (2000 vs 2009) abbiamo usato anche quattro indici: ricchezza di specie come il numero di specie per ogni lotto, l'indice di Shannon, indice di Simpson e il relativo indice PIELOU di equità. I valori degli indicatori Ellenberg: la luce, umidità e di azoto (Ellenberg 1979; Pignatti 2005) sono stati utilizzati per verificare se le differenze nella composizione floristica ri-flette variazione delle varie specie ecologici requisiti. Un test di Wilcoxon è stato utilizzato per verificare se le differenze tra i due insiemi di dati erano significative. Per le analisi statistica abbiamo utilizzato PC-Ord (McCune & Mefford 1999) e STATISTICA (Statsoft 2006). Tabella 1. Percentuali della superficie del lago ricoperto dai diversi tipi di vegetazione physognomic nei quattro anni di indagine. Simpson Gli indici sono calcolati per i valori di vegetazione di copertura tipo per i quattro anni. Vegetazione acquatica Mosaico di vegetazione acquatica e helophytic Eleocharis palustris community Phragmites australis community Typha angustifolia e T. latifolia community effusus Juncus e Carex Divisa community Simpson Index Risultati e discussione Vegetazione dinamiche Le mappe di vegetazione (Fig. 2) degli anni di studio mostrano i cambiamenti che si verificano nella zona e il modello distributivo delle comunità vegetali dal 1991 al 2009. Nella Tabella 1 le percentuali di superficie del lago coperti dai diversi-versi tipi di vegetazione nei 4 anni sono indicati con i rispettivi indici Simpson. La superficie di Typha spp. comunità estesa 214 m2/anno durante il primo pe-riodo di invasione (dal 1995 al 2000) e 170,8 m2/anno nella parte seconda dal 2000 al 2009. I nostri risultati mostrano un chiaro cambiamento nella vegetazione del lago: la Typha-comunità è aumentata da 0 al 63,4% di copertura in 18 anni, e cannuccia di palude, probabilmente ha iniziato la sua invasione nel corso del 2007 ed entro il 2009 già coperto il 5,4% della superficie del lago . In contrasto, le comunità acquatiche dominata da R. pelta-tus subsp. baudotii, da solo o con Myriophyllum alterni-Florum, ha perso la maggior parte della loro copertura. Abbiamo pre-dict che questo processo continuerà fino a quando il lago è interamente coperto da una Typha, Phragmites comunità e tutte le specie che vi si trovano in precedenza si perdono. Variazione floristico La tabella 2 mostra i dati quantitativi e qualitativi floristiche dal 2000 e il 2009 le indagini. Un totale di 29 specie sono state trovate. 19 e 25 specie sono stati trovati nel 2000 e 2009, di cui 14 erano comuni a entrambe le indagini. Il valore indicatore (IV> 25) mostra che tre specie sono stati trovati specifico per l'indagine 2000 (Ra-nunculus peltatus subsp baudotii, Alisma Plantago-aquatica e Eleocharis palustris.), Mentre 5 specie erano specifici per l'indagine 2009 (Lemna minor, Typha angus-tifolia, T. latifolia, Cyperus longus subsp. badius, Jun-cus effusus). Alcune specie acquatiche presenti nel 2000 (Cal-litriche stagnalis e Potamogeton crispus) non sono stati trovati nel 2009 i rilievi. D'altra parte diverse nuove specie tipiche dell'habitat terrestre sono stati registrati: Trifolium nigrescens, Sonchus Asper, Rumex acetosella e Cynodon dactylon. Il processo di sostituzione di specie acquatiche del terrestre è mostra anche dai risultati ISA e dal MRPP che ha rivelato una differenza significativa-zione tra la composizione specifica comunità nei due anni di campionamento (A = 0.05, p <0,01). Nonostante questo fatto, la piccola Una statistica indica che vi è un'ampia sovrapposizione tra le due comunità. Fig. 3. Distribuzione di campioni e di specie in biplot dell'analisi NMD. • I campioni - nel 2000; - campioni nel 2009. Per le abbreviazioni delle specie vedi Tabella 2. I primi tre assi della NMD ordinazione spiegate 87,5% della variazione totale di specie compo-sizione (41,7% per il primo asse 1; 27,7% per se-conda asse e 18,1% per il terzo asse). In Fig. 3 si mostrano i primi due assi della variazione campioni e di specie. Terreni campionate nelle due indagini sono state nettamente separate lungo l'asse 1 (73% di 2000 piazzole per valori positivi, l'87% del 2009 piazzole per quelli negativi), in rela-zione a una sfumatura chiara nelle comunità vegetali, dal tipico di un habitat acquatico uno (mezza positivo) ad una più terrestre in natura (la metà negativo). Il quad-ranti forfettarie le specie secondo le comunità indicate nelle carte della vegetazione. Nel primo quadrante abbiamo trovato specie della comunità dominata da E. palustris, che cresce in acque poco profonde sul bordo del lago. Nel secondo quadrante abbiamo trovato le vere specie acquatiche. Nel terzo quadrante della specie com-leva sulla prima invasione risulteranno così come la minor L. apparso dopo il 2000. Infine, nel quarto quadrante vediamo i nuovi arrivi: comuni Processo di Invasion su una piccola zona umida 5 Tabella 2. Elenco completo delle specie in esame, con le loro abbreviazioni e le percentuali di occorrenza specie. I dati sono la per- presenza percentuale nei sondaggi 2000 e il 2009. I valori medi di copertura in 2000 e nel 2009 sono dati come IV = INDVAL.

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