• distribuzione spaziale
• effetti
• eventi disturbo
• livelli autocorrelazione

Università di Pisa
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
Laurea specialistica in Biologia Marina
EFFETTI DI EVENTI DI DISTURBO CON
DIVERSI LIVELLI DI AUTOCORRELAZIONE
SPAZIALE SULLA DISTRIBUZIONE DI
POPOLAMENTI AD ALGHE E
INVERTEBRATI DI COSTA ROCCIOSA.
Neglia Valentina
matricola: 431196
Relatore: Lisandro Benedetti Cecchi
Correlatore: Simona Fraschetti
Negli studi ecologici, la quantificazione della variabilità presente in natura e la comprensione delle
cause di questa variabilità hanno assunto un ruolo fondamentale per l’analisi delle modalità di
distribuzione di specie e popolamenti e dei processi ecologici . Per comprendere come i processi
interagiscono tra loro, e in che misura la variabilità si trasmette dai processi ai popolamenti, è stato
adottato un modello che scompone la varianza di un disturbo ambientale.
La varianza può essere descritta come una somma di onde sinusoidali di frequenze differenti in analogia
con lo spettro della luce del visibile in cui le diverse frequenze dominanti in una serie temporale
o spaziale corrispondono ai diversi colori della luce stessa.
La relazione tra la varianza (V) e la frequenza (f) è descritta da:
V=1/f β
Dove β rappresenta il coefficiente spettrale che definisce la misura della correlazione spaziale di una
variabile. Differenti valori di β indicano un diverso contributo di frequenze d'onda al segnale totale,
caratterizzato da diversi colori di disturbo. Se l’esponente spettrale è uguale a zero (β = 0), lo
spettro corrispondente è “white”. E' un disturbo la cui densità spettrale è piatta, contenendo uguale
quantità di variazione a tutte le frequenze.
Processi con spettro di tipo “blue” mostrano un esponente spettrale negativo (β < 0). Questi processi
sono caratterizzati da fluttuazioni ad ampia frequenza e da una correlazione spaziale negativa.
Coefficienti spettrali maggiori di zero (β > 0) sono tipici di processi in cui si osserva autocorrelazione
positiva nello spazio. Al “red noise” corrisponde un esponente spettrale pari a uno ( β >1) ed è
caratterizzato da fluttuazioni di variabilità a basse frequenze (o con periodo lungo) e residui autocorrelati.
I processi con spettro “brown” sono caratterizzati da pendenza maggiore di 2 ( β > 2),
quelli con spettro “pink” hanno un coefficiente spettrale prossimo a uno ( β ≈ 1), mentre processi
“green” presentano picchi a scale intermedie.
L’esperimento è stato condotto nella zona subtidale rocciosa dell’isola di Pianosa, l'area presa in
esame si trova ad una profondità compresa tra 3 e 7 metri ed è dominata da una densa canopy di
Cystoseira spp.. Sono stati tracciati e marcati 12 transetti lunghi 32 metri ognuno dei quali suddiviso
in 64 quadrati di 50x50 cm. Ad ogni transetto, che rappresenta una singola unità sperimentale, è
stato assegnato casualmente una condizione sperimentale diversa.
L'esperimento manipolativo consiste nella simulazione di un disturbo autocorrelato (spettro “red”)
rimuovendo la Cystoseira dall'intera superficie dei quadrati 50 x 50, e la simulazione di un disturbo
casuale (spettro “white”) si rimuovendo gli organismi che vivono sotto la Cystoseira grattando
superfici di substrato di 10 x 10 cm all'interno del quadrato 50 x 50 con scalpelli. Il disturbo red
simula l'effetto di intense mareggiate o una forte pressione di pascolo che può introdurre
eterogeneità nella distribuzione delle specie a scale dai metri alla decina di metri, mentre la
manipolazione del disturbo “white” mima l'effetto di intense mareggiate che crea piccole aree
distribuite casualmente lungo la costa prive di organismi macroscopici.
Con questo esperimento vogliamo esaminare l'ipotesi che i disturbi ambientali autocorrelati, riflettendo
l'influenza di processi su ampia scala , promuovono una variabilità della biodiversità su ampia
scala; mentre i processi spazialmente indipendenti riducono gli effetti dei processi che introducono
variabilità a tutte le scale. Inoltre ci aspettiamo dagli effetti interattivi, una magnificazione o riduzione
degli effetti dovuti all'addizione dei singoli processi, quando processi con diverse caratteristiche
spettrali agiscono simultaneamente.
Questo studio rivela che non tutti i popolamenti algali di substrato roccioso associati a canopy di
Cystoseira sono sensibili ai cambiamenti delle caratteristiche spettrali dei processi ambientali. La distribuzione
spaziale degli organismi mostra un incremento di autocorrelazione quando esposte ad
un disturbo di tipo red e non mostra significative variazioni sotto poste al disturbo white e all'interazione
dei due trattamenti.