Struttura
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Biologia Agroambientale e Forestale (IBAF)
Via Guglielmo Marconi, 2 - "Villa Paolina"
05010 Porano Terni
Tel. 0763 374911
Url
http://www.ibaf.cnr.it
Dipartimento
Terra e Ambiente
Parole chiave
cambiamenti globali, sink di carbonio, cicli biogeochimici, scambi biosfera-atmosfera-idrosfera, isotopi stabili, biodiversità, funzioni ecosistemiche, impatto antropico, emissioni puntuali e distribuite, produzione primaria e batterica, aerosol marino
Servizi tecnico-scientifici offerti
Collaborazioni finalizzate alla ricerca; consulenze per enti ed imprese nazionali ed estere per definire strategie di sviluppo sostenibile ed uso integrato delle risorse ambientali; interventi di recupero ambientale
Prodotti disponibili
Pubblicazioni scientifiche disponibili presso gli Istituti CNR afferenti alla ricerca
Ente o Amministrazione
Consiglio Nazionale delle Ricerche - CNR
Progetto
Cambiamenti globali
Titolo
Dinamica degli scambi biogeochimici naturali (C, N e P) all'interfaccia biosfera-atmosfera-oceano
Descrizione e sintesi dei contenuti
La ricerca si propone di studiare gli scambi di materia tra atmosfera, terre, oceani, in tutte le implicazioni ecologiche, biotiche e abiotiche, al fine di costruire i budget degli elementi e alle diverse scale coinvolte: microclima, paesaggio, ecosistema, sino alla scala regionale e globale. L’obiettivo di lungo termine è quello di ottenere un bilancio complessivo dei singoli elementi e di individuare fattori di emissione e di assorbimento (sources e sinks) sia negli ecosistemi terrestri che in quelli acquatici. Questi studi mirano a descrivere e comprendere i meccanismi alla base del rapporto tra produzione di nuova biomassa e respirazione, e dell’impatto sui cicli dei nutrienti e del carbonio. Questo approccio olistico, consentirà una effettiva integrazione di studi e processi di sottosistema, nella biogeochimica del sistema Terra e nei cambiamenti cui questo va soggetto per cause naturali e soprattutto antropiche.
Obiettivi / Finalità
- Studio dei cicli biogeochimici di C, N, O, e P in ecosistemi a livello globale
- Interazioni tra cicli, attività antropiche, cambiamenti del clima e uso del suolo
- Individuazione e caratterizzazione di fonti d’emissioni antropogeniche e naturali
- Determinazione di scambi di massa tra terre, oceani e atmosfera, analisi dei flussi di massa e di ricircolo (stocks e pools di scambio tra sistemi)
- Studio della composizione atmosferica di gas, aerosols inorganici ed organici, ed estensione della base temporale di misure di concentrazione atmosferica
- Descrizione dei meccanismi che regolano i rapporti tra produzione di biomassa microbica e respirazione e tra attività e struttura della comunità microbica ed effetti del cambiamento globale
- Analisi dell’influenza delle condizioni trofiche e delle variazioni di temperatura sui processi biologici che controllano i cicli degli elementi
- Studio delle relazioni tra la velocità di circolazione d’elementi e struttura di comunità acquatiche e relativi rapporti trofici
- Studio del legame fra il ciclo del fitoplancton marino e componente organica dell’aerosol
- Studio dell’influenza della composizione chimica organica delle particelle marine sulla formazione di nubi
Competenze e tipologia risorse umane impegnate
Discipline di riferimento
- Chimica
- Biochimica
- Biologia
- Fisica dell’atmosfera
- Biologia molecolare
- Ecologia microbica
- Ecofisiologia
- Ecologia
- Modellistica
- Climatologia
- Geochimica
Partners esterni
Partecipazione a diversi network internazionali (ESF, SIBAE, Stable Isotope Biosphere-Atmosphere Exchange, BASIN: Biosphere Atmosphere Stable isotope Network) e collaborazione con istituzioni universitarie e non: Max Plank, Institute for Biogeochemistry, Jena (D), Dept. of Plant Biology, University of Utah, USA, Università di Zurigo (CH), Cambridge University (UK) e l’Università di Paris-Sud (F), Weizmann Istitute of Science, Israele, Australian National University, Canberra, Australia. Le collaborazioni attive a livello nazionale riguardano Istituti del CNR (ISMAR, ISE,… ), diverse Università (Perugia, Tuscia, Potenza, La Sapienza ecc.). Sono in corso anche attività di collaborazione su progetti specifici finanziati da ENI, Ministeri, Regione Umbria, Regione Lazio, Provincia di Roma ed altri enti locali. Partner del progetto SESAME: IMS-METU (Turchia), CNRS-LOB e CNRS-LMGEM (Marseille, Francia), HCMR (GR). L’attività sui fiumi temporanei si avvale della collaborazione di EAWAG (CH), Technical University of Crete (GR), Max Planck Institute and University of Giessen (D). Intensa collaborazione per ricerche attinenti applicazioni di biologia molecolare all’ecologia microbica con il Max Planck Institute di Bremen (D). Limnological Station, Institute of Plant Biology, University of Zurich (CH) e con il CSIC, Centre de Estudios avanzados de Blanes (CEAB-CSIC) Blanes, Università di Barcellona (E). In quest’ultimo caso la collaborazione è sostenuta da un finanziamento dell’Ente nell’ambito degli accordi tra CNR e CSIC. Sono attive le collaborazioni previste all’interno del progetto Europeo MAP e all’interno della azione COST 735 “Tools for Assessing Global Air Sea Fluxes of Climate and Air Pollution Relevant Gases”. Infine da segnalare le collaborazioni con Geological and Environmental Sciences, Stanford University, CA, USA e Scripps Institution of Oceanography, San Diego, CA, USA.
Risultati ottenuti
- Risultati nel settore degli scambi tra idrosfera, biosfera e atmosfera
- Dati sulla produttività della vegetazione terrestre
- Analisi sulla incorporazione e respirazione della sostanza organica da parte delle comunità microbiche
- Studio dei cicli biogeochimici e degli scambi tra atmosfera, biosfera e idrosfera, e per formulare modelli di previsione del cambiamento globale
- Sviluppo di tecnologie scientifiche e di larga scala
Le tecniche analitiche utilizzate sono diverse e vanno dalla spettroscopia, alla chimica analitica, alla cromatografia, a tecniche basate su radioisotopi, spettrometria di massa per isotopi stabili, e analisi territoriale georeferenziata.
Ricadute per processi produttivi
La ricerca mira alla definizione di database essenziali nella valutazione del rilascio di nutrienti e nell’attuazione di piani di controllo e risanamento delle acque. In generale la ricerca potrà contribuire ad una valutazione dell’impatto ambientale delle attività antropiche.
Risposte a bisogni individuali e collettivi
I risultati troveranno impiego nell’interpretazione dei meccanismi che determinano scambi di nutrienti, in particolare C, tra biosfera e atmosfera ed ecosistemi acquatici e atmosfera. Notevoli applicazioni potenziali esistono nell’interpretazione dei cambiamenti climatici, indotti dall’incremento di concentrazione di gas serra, e nei controlli sull’efficacia dei provvedimenti adottati per limitare-mitigare questi effetti. Altri impieghi riguardano i database relativi ad aria, acqua, suolo e biosfera che verranno implementati in un WEBGIS. Questi database trovano applicazione nella valutazione del rilascio di nutrienti e nell’attuazione di piani di controllo e risanamento delle acque. I modelli di flussi, calibrati e validati, apporteranno un contributo alla formulazione di scenari di sviluppo socio-economici compatibili con la salvaguardia ambientale. La formulazione di scenari e la loro successiva valutazione fornirà indicazioni ai policy-makers sulle strategie migliori per rispondere ai limiti imposti dalla legislazione vigente o per lo sviluppo di nuove norme in questo settore.
