Acque superficiali

Consiglio Nazionale delle Ricerche - CNR

Il sistema terra: interazioni tra terra solida, mare, acque interne, atmosfera e biosfera

Struttura e funzionamento degli ecosistemi acquatici

2005 - 2010

Studio degli ecosistemi acquatici, con lo scopo di indagarne la struttura, le interazioni ed i processi che ne guidano il funzionamento in condizioni naturali e di alterazione. La dinamica degli ecosistemi di acque interne viene analizzata alla luce delle interazioni che avvengono a scala di bacino.
Alcuni dei temi scientifici che sono trattati nella ricerca riguardano i processi di produzione e consumo della materia organica, il trasferimento al corpo d’acqua di inquinanti di origine urbana, agricola ed industriale attraverso il bacino drenante e le deposizioni atmosferiche, lo studio della biodiversità e della evoluzione dei popolamenti, la risposta delle variabili biotiche ed abiotiche alle modificazioni naturali ed a quelle indotte dall’uomo, la ricerca di organismi indicatori, lo studio geofisico dei fondali lacustri, le interazioni tra i moti turbolenti delle masse d’acqua e gli organismi del plancton.

• Acquisire conoscenze avanzate sul funzionamento degli ecosistemi acquatici in condizioni naturali e di disturbo
• Fare delle previsioni sull’evoluzione dei sistemi lacustri a diverse scale temporali
• Indagare la dinamica dei popolamenti in diversi livelli trofici ed analizzarne le interazioni, anche in relazione al variare dei fattori abiotici
• Analizzare la biodiversità su base tassonomica e genetica in sistemi acquatici con caratteristiche diverse
• Individuare organismi indicatori di qualità
• Identificare rapporti funzionali tra lago e bacino imbrifero
• Valutare i trasferimenti di massa ed energia in catene alimentari
• Comprendere gli effetti, sugli ecosistemi acquatici, di eventi climatici eccezionali che si verificano a scala di bacino
• Analizzare gli effetti del trasporto atmosferico di inquinanti sul sistema lago/bacino
• Comprendere il ruolo dei processi di trasporto turbolento a mesoscala e a microscala nella dinamica degli ecosistemi acquatici
• Sviluppare modelli della distribuzione e della dinamica di diverse specie acquatiche in funzione delle variabili idrografiche
• Studiare i meccanismi di sospensione turbolenta di cellule planctoniche

Ricerca multidisciplinare, in cui l’analisi delle dinamiche stagionali e pluriennali degli organismi sia unita allo studio dei fenomeni fisici e chimici che si svolgono su scale spaziali e temporali differenti.

Discipline di riferimento
Limnologia generale, Limnologia fisica, Idrochimica, Zoologia, Tassonomia, Biologia molecolare, Microbiologia, Ecologia, Geologia, Geofisica, Idrologia, Modellistica ecologica.

Risorse umane impegnate: n. 17 unità di cui 10 ricercatori

• Stima della variazione temporale della biodiversità in risposta a variazioni climatiche e ad impatto antropico
• Identificazione di organismi indicatori di qualità ambientale
• Acquisizioni di conoscenze per la definizione dell’idrodinamica lacustre attraverso la quantizzazione delle forze guida responsabili della totalità dei fenomeni fisici che si possono verificare in lago
• Evoluzione spazio-temporale del carbonio organico e della catena alimentare microbica
• Preliminari per la costruzione di un albero filogenetico dei popolamenti microbici
• Definizione dei tempi di caduta di cellule planctoniche in turbolenza tridimensionale a piccola scala
• Costruzione di un modello empirico che leghi la distribuzione di cetacei alle variabili idrografiche nel Mar Ligure
• Implementazione di modelli semplificati ad equazioni primitive

• Studi preliminari volti allo sviluppo di un simulatore integrato della circolazione e dell’ecosistema lacustre

Impiego di metodi e tecnologie tradizionalmente impiegate in limnologia ed oceanografia, accanto all’uso di strumentazione all’avanguardia, sia per le misure in situ (profilatori multiparametrici e fluorimetrici) che in laboratorio (tecniche di caratterizzazione genetica e molecolare degli organismi; cromatografia ionica; spettrofotometria ad emissione atomica con eccitazione a plasma ad induzione ICP-OES). Inoltre vengono impiegate competenze sulla simulazione numerica ad alta risoluzione di processi fluidodinamici di base e sulla modellistica ecologica, unite tecniche di analisi dei dati, sia satellitari che da stazione fissa e di simulazione numerica di modelli semplificati completano il quadro.

Messa a punto di criteri di valutazione dell’impatto antropico sulla funzionalità degli ecosistemi acquatici. Uso di indici di biodiversità per la valutazione della qualità ambientale.