• Biofilm
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• temperatura

Si prevede che il cambiamento climatico antropogenico possa modificare la variabilità media, intra- e interannuale dell’andamento climatico globale. Il cambiamento climatico implica sia un innalzamento delle temperature sia un incremento della frequenza e dell’ampiezza delle fluttuazioni climatiche. L’apporto continuo naturale di nutrienti (nitrati e fosfati) e il cambiamento climatico rappresentano una minaccia per l’ambiente marino costiero. Questo lavoro di tesi ha un duplice obiettivo: da un lato analizzare le serie temporali storiche del Biofilm e valutare l’effetto di fattori climatici (temperatura, pioggia e umidità) sulla sua biomassa; dall’altro indagare sperimentalmente in che modo la variabilità nel regime dei nutrienti e il grado di aggregazione temporale degli eventi estremi influenzino le dinamiche temporali del Biofilm. Lo studio è stato condotto lungo il tratto di costa roccioso di Calafuria (Livorno, 43°30′ N, 10°19′ E). Il piano sopralitorale risulta essere particolarmente esteso e colonizzato da associazioni di ctamali (Chthamalus stellatus) intervallati ad aree di roccia apparentemente nuda, dove si sviluppano Biofilm fotosintetici. Il Biofilm campionato lungo la costa di Calafuria è costituito principalmente da un insieme di cianobatteri e diatomee. Per analizzare le fluttuazioni temporali e l’influenza delle covariate ambientali sul Biofilm, la sua biomassa è stata quantificata indirettamente utilizzando la concentrazione di clorofilla α come proxy data. Quest’ultima è stata stimata tramite il rapporto RVI (Ratio Vegetation Index). Per valutare l’andamento temporale del Biofilm è stata eseguita un’analisi utilizzando i modelli GAMM (generalized additive mixed models) per due periodi distinti 2012 – 2014 e 2017- 2020. L’analisi delle fluttuazioni temporali ha evidenziato una relazione non lineare significativa per entrambi i periodi studiati. Per valutare gli effetti delle variabili climatiche sul Biofilm, è stato elaborato un dataset nel quale il dato biologico di clorofilla è stato affiancato da valori medi e massimi di temperatura, umidità e pioggia calcolati nelle due settimane precedenti la data di campionamento. L’analisi è stata condotta utilizzando i modelli GAMM, inglobando i valori medi e massimi di temperatura, pioggia e umidità in due modelli distinti. I risultati mostrano, per il periodo 2012- 2014, una riduzione della clorofilla in corrispondenza di un incremento dei valori delle precipitazioni e un incremento dei valori di clorofilla all’aumentare della temperatura media. È emerso che oltre i 25 gradi di temperatura media l’incremento dei valori di clorofilla risulta essere drasticamente ridotto. Per il periodo 2017 – 2020 l’analisi ha mostrato valori di EDF non significativi per i valori di temperatura media, ma significativi per quanto riguarda i valori di temperatura massima. L’incremento delle temperature medie estive, che si verifica a causa del cambiamento climatico, potrebbe rendere il Biofilm più vulnerabile di fronte ai valori massimi termici estivi. Per indagare come la variabilità nel regime dei nutrienti e il grado di aggregazione temporale degli eventi estremi influenzino le dinamiche temporali del Biofilm, è stato condotto un esperimento nel quale sono stati valutati due aspetti della variabilità: regime di fluttuazioni nella disponibilità di nutrienti e grado di aggregazione temporale degli eventi estremi, aspetto peculiare della variabilità climatica. È stato condotto un esperimento fattoriale in cui sono stati simulati eventi di “run-off” con intervalli di tempo ravvicinati o distanziati, ciascuno incrociato con due livelli di aggiunta di nutrienti: un regime costante (4 µmol) e un regime variabile (da 2 a 6 µmol). L’analisi è stata condotta utilizzando i LMMs (Linear Mixed Models). I risultati ottenuti mostrano che un regime costante di nutrienti aumenta la biomassa del Biofilm indipendentemente dal grado di aggregazione temporale degli eventi estremi. Un regime variabile di nutrienti potrebbe portare a cambiamenti repentini nella composizione in specie del Biofilm, cosa che potrebbe condizionare non solo la produttività primaria, ma anche le modalità di reclutamento delle specie che si insediano nel piano sopralitorale. Essendo il Biofilm un elemento estremante importante per la strutturazione dell’ambiente intertidale di ambiente di costa rocciosa, cambiamenti nella composizione in specie e nella biomassa potrebbero avere ripercussioni marcate sulla struttura dell’ambiente intertidale nell’area di studio.