• barren
• canopy
• feltri algali
• regime shift

I popolamenti di fondali rocciosi poco profondi sono caratterizzati da un’elevata diversità e produttività. Negli ultimi decenni un insieme di disturbi antropici e naturali hanno portato a cambiamenti della struttura delle comunità e degli habitat. Gli ecosistemi possono coesistere in differenti stati, caratterizzati dalla dominanza di differenti specie, per uno stesso intervallo di condizioni ambientali: questi cambiamenti sono noti con il termine di “stati stabili alternativi” o “regime shift”. Numerosi “regime shift” sono stati osservati in ecosistemi marini di tutto il mondo. Queste transizioni si verificano quando si oltrepassa una soglia critica e questo cambiamento permette il mantenimento delle nuove condizioni determinate dalla perturbazione. Le caratteristiche biologiche e fisiche dell’ecosistema giocano un ruolo importante nel regolare queste transizioni.
Un esempio di questi cambiamenti è il declino della copertura di habitat costituiti da macroalghe erette in Mediterraneo quale il kelp Fucoide appartenente al genere Cystoseira: questa specie fornisce cibo, habitat e protezione a numerosi organismi ed ha un’elevata complessità strutturale. Questa macroalga è presente quando le densità dei ricci di mare (Paracentrotus lividus e Arbacia lixula) sono basse, quando invece è presente un’alta pressione di pascolo da parte di queste due specie di echinodermi, essa può essere sostituita da aree di barren dominate da alghe incrostanti.
Cystoseira può anche essere sostituita da specie algali di minori dimensioni come i feltri algali, che presentano la capacità di dominare lo spazio lungo le coste densamente popolate resistendo ad alti valori di sedimentazione e nutrienti.
Il presente lavoro di tesi consiste in un esperimento manipolativo multifattoriale in cui sono stati analizzati gli effetti dell’aggiunta dei nutrienti, del gradiente di rimozione di Cystoseira e della densità dei ricci di mare in un ambiente soggetto ad un moderato disturbo antropico e dominato dalla macroalga Cystoseira barbata. In particolare testiamo le ipotesi che una riduzione della copertura percentuale di Cystoseira combinata con un aumento di nutrienti possa favorire la transizione ad un ambiente dominato da feltri algali; una riduzione della copertura percentuale di Cystoseira possa favorire un’espansione delle aree di barren in relazione all’aumento della densità dei ricci presenti (Paracentrotus lividus e Arbacia lixula). Inoltre ipotizziamo che l’effetto combinato della rimozione di Cystoseira, dell’aggiunta dei nutrienti e della pressione del pascolo sulla struttura del popolamento possa dipendere dal tasso di espansione del feltro e delle specie formanti barren e dalle loro relative abbondanze.
L’esperimento è stato effettuato nel Mar Ligure, nella parte sud-orientale dell’isola di Capraia in un sito a circa 64 km (40 miglia) al largo della costa occidentale italiana: la Civitata. L'area di studio si estende per circa 700 m, presenta una batimetria compresa tra 1 e 6 metri di profondità ed il fondale è costituito da massi in cui sono compresenti aree di canopy e aree di barren. Il modello prevede un disegno ortogonale tra i fattori: densità di canopy, habitat e nutrienti ed un fattore area gerarchizzato nell’interazione dei tre fattori.
I dati di copertura percentuale delle specie di macroalghe ed invertebrati sono stati analizzati mediante analisi multivariate (PERMANOVA) e univariate (ANOVA). I risultati mostrano come una diminuzione della densità della canopy porta a cambiamenti significativi sulla struttura dell’intero popolamento bentonico. Abbiamo osservato che in aree in cui la canopy è presente ad elevate densità, l’attività di pascolo dei ricci non porta a cambiamenti della struttura del popolamento bentonico. Densità di canopy pari al 70% costituiscono una barriera sufficiente ad impedire l'espansione di barren. Inoltre, per densità di canopy pari al 30% la densità dei ricci cambia la direzione della transizione: ad alte densità di canopy si osserva un ampliamento delle aree di barren; per densità naturali di ricci invece si sviluppano feltri algali con coperture percentuali paragonabili ad aree in cui i ricci non sono presenti. Quando Cystoseira viene totalmente rimossa, anche ridotte densità di ricci sono sufficienti per promuovere la transizione a barren.