OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Introduce students to the fundamental aspects of marine biodiversity management and conservation, with specific focus on biodiversity definition and measurement, ecosystem status evaluation, biodiversity maintenance and restoration of marine resources.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento fornisce gli elementi per la definizione e l'analisi della biodiversità dell'ambiente marino, offrendo una panoramica sulla sua complessità ed il suo valore. Mira a spiegare come la biodiversità marina debba essere gestita e conservata, come la biodiversità possa essere valutata e misurata, utilizzando anche indici ecologici, e come la biodiversità e le risorse marine possano essere mantenute ed eventualmente ripristinate, anche attraverso la marine spatial planning e l’ecological restoration. 
In particolare, gli studenti apprenderano e faranno proprie: i) le definizioni e concetti di biodiversità; ii) i metodi di studio e gli strumenti utilizzati in campo per misurare la biodiversità; iii) l'importanza del monitoraggio ambientale marino e la valutazione dello stato ecologico degli ecosistemi; iv) le strategie per la conservazione della biodiversità; v) le tecniche di restauro ecologico volte a ripristinare la biodiversità.

Attraverso la creazione di un progetto personale potranno mettere in pratica le competenze e le nozioni apprese durante l'insegnamento

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento consiste in lezioni frontali ed esercitazioni svolte in classe.

Le lezioni in classe vengono erogate attraverso presentazioni multimediali. Poiché non è adottato alcun testo di riferimento per questo corso, si consiglia vivamente di frequentare le lezioni. Lo studente può fare uso del materiale disponibile su Aulaweb per studiare la materia.

Verranno svolte diverse esercitazioni pratiche in aula al fine comprendere come quantificare la biodiversità, i servizi ecosistemici e l'effetto dei diversi impatti che possono causarne la perdita. A tale scopo, verrà introdotto l'utilizzo del software R. Poiché gli esercizi vengono regolarmente eseguiti in classe per l'applicazione delle conoscenze acquisite, è fortemente raccomandata la frequenza a lezioni ed esercitazioni.

Inoltre gli studenti saranno guidati nello sviluppo di un progetto, personale o di gruppo, che prevederà l'approfondimento di una tematica, a partire dalla ricerca bibliografica, all'inquadramento in ambito gestionale e normativo e possibili ricadute in termini ecosistemici fino all'elaborazione di proposte per la soluzione/mitigazione della problematica. 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma dell'insegnamento prevede:

1. Introduzione. Gli hotspot della biodiversità. Classificazione della natura. Speciazione. Divergenza tra biodiversità marina e terrestre. Entità della biodiversità marina. Modelli e predittori globali della biodiversità marina. Il Censimento della vita marina e il database internazionale Ocean Biogeographic Information System (OBIS). Il gradiente latitudinale della ricchezza di specie mancanti.

2. Concetto, definizioni e misure della biodiversità. Geni, specie, comunità; tassonomia ed ecologia. Diversità tassonomica; concetto di taxocenosi. Diversità funzionale. Altri tipi di diversità (biochimica, trofica, genetica). Diversità α, β, γ, ε, concetto di diversità intra- e tra habitat. Misura della diversità (con procedure di calcolo in R): ricchezza specifica (indice D di Margalef), dominanza (indice λ di Simpson), diversità (indice H' di Shannon), equitabilità (indice J di Pielou). Analisi distributiva (curve di accumulo/rarefazione) Curva area-specie (o sforzo di campionamento - specie). Esempi di procedure di campionamento e casi di studio.

3. Analisi dei dati di comunità: disegno sperimentale: come valutare rigorosamente le differenze tra le diverse comunità? Esplorazione e visualizzazione dei dati: ordinazioni; modello SAB (specie, abbondanza e biomassa) e metodi grafico-distributivi. Test di ipotesi: permdisp e permanova; esercitazioni pratiche con dati di comunità reali e problemi ecologici utilizzando il software R.

4. Biodiveristà e impatti umani. Definizione di Antropocene. I limiti dello sviluppo. Relazioni uomo-natura. Minacce alla biodiversità e perdita di habitat. Pesca eccessiva e tragedia dei beni comuni. Rifiuti. Macro e microplastiche. Eutrofizzazione. Patologie. Specie aliene. Impronta ecologica globale e metodo di calcolo.

5. Biodiversità e cambiamento climatico. Cambiamento climatico globale. Effetto serra. Riscaldamento globale e modelli di previsione. Innalzamento del livello del mare. Eventi estremi. Ondate di calore (definizione e calcolo con il software R). Acidificazione degli oceani. Conseguenze del cambiamento climatico per le specie e gli ecosistemi. Impatti cumulativi.

6. Conservazione della biodiversità marina. Principi ecologici per la sostenibilità ambientale. Protezione delle specie (concetto di simpatia) vs protezione degli habitat (concetto di utilità). Dalle specie all'approccio ecosistemico. Specie bandiera ed effetto Walt-Disney. Concetto di specie chiave e sua evoluzione. La Lista Rossa IUCN: specie in pericolo, specie minacciate, specie endemiche. Vulnerabilità. Rarità. Estinzioni. Declino e recupero delle popolazioni. Conservazione della biodiversità marina. Agenda 21, necessità di conservazione e ruolo della scienza nello sviluppo sostenibile. Convenzione sulla diversità biologica. Strategia per la biodiversità 2030 e obiettivi di Aichi. Agenda 2030 e obiettivi di sviluppo sostenibile. Regolamenti e direttive internazionali. Il ruolo delle aree marine protette.

7. Ecologia del restauro. Dalla conservazione al restauro: quadro legislativo. Perché ripristinare? L'esempio degli ecosistemi marini costieri. Il processo di restauro ecologico. Standard e assunti di base della Society of Restoration Ecology (SER). Principi e sfide del restauro ecologico. Pianificazione, attuazione e monitoraggio delle azioni di restauro ecologico. Gestione attiva e preventiva delle specie invasive. Il restauro come strumento di gestione attiva. Sfide del restauro ecologico in un mondo che cambia. Ecosistemi nuovi. Casi di studio di azioni di ripristino sostenibili ed efficaci: foresta macroalgale, fanerogame, molluschi.

8. Biodiversità e funzionamento degli ecosistemi. Risorse naturali e servizi ecosistemici. Ipotesi sul ruolo della biodiversità nel funzionamento degli ecosistemi: stabilità; relazione positiva tra funzionamento dell'ecosistema e biodiversità; ridondanza; classificazioni funzionali e tratti biologici, specie chiave; idiosincrasia e importanza dei fattori storici. Teoria della successione e modelli dinamici di popolazione. Concetti di stabilità, resistenza, resilienza, isteresi.

9. Valutazione del capitale naturale e dei servizi ecosistemici. Principi di base dell'ecologia sistemica; teoria dei sistemi energetici; linguaggio dei sistemi di Odum; metodo delle risorse contabili: Analisi dell'energia; concetti e principi dell'energia; procedura di valutazione dell'energia; applicazione pratica della metodologia alla zona costiera marina (ripristino di foreste marine).

10. Indicatori biologici e indici ecologici. Valutazione dello stato degli ecosistemi: giudizio degli esperti, indici biotici, confronto con comunità di riferimento. Organismi sentinella. Specie opportunistiche, specie indicatrici e tecniche basate sulla struttura delle comunità. Indici ecologici: metriche, indici combinati, metodi di aggregazione e scelta della condizione di riferimento utilizzando aree incontaminate (o protette), dati storici, modelli. Il problema della qualità dei dati nelle serie temporali. Importanza degli obiettivi: recupero, mantenimento, tendenza direzionale. Il concetto di rapporto di qualità ambientale (EQR). Indici adottati dall'ISPRA e dalle agenzie ambientali regionali: M-AMBI (Multivariate - Azti Marine Biotic Index), BITS (Benthic Index based on Taxonomic Sufficiency), PREI (Posidonia Rapid Easy Index), CARLIT (CARtography of LITtoral and upper-sublittoral benthic communities). Esercitazioni pratiche.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Non è prevista l'adozione di un testo di riferimento. Disponibile (scaricabile da Aulaweb) una copia delle presentazioni utilizzate durante le lezioni, altri materiali e articoli scientifici per ulteriori informazioni e approfondimenti. Il materiale didattico è quindi composto da appunti personali e materiale disponibile su Aulaweb.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

BRUNO FABIANO (Presidente)

FABIO CURRO'

ANDREA MAFFINI

MARGHERITA PETTINATO

CARLO SOLISIO

PAOLO VASSALLO

VALENTINA ASNAGHI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Per l'anno accademico 2023-2024 le lezioni si terranno al primo semestre. Consultare orario dettagliato al seguente link: https://corsi.unige.it/10720/p/studenti-orario 

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova orale. L'esame inizierà con la presentazione di un progetto (personale o di gruppo) in merito alle tematiche trattate e che sarà il prodotto di un percorso portato avanti durante l'insegnamento. L'esame proseguirà con domande di discussione su quanto esposto e su argomenti trattati durante le lezioni.
 

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli su come prepararsi per l'esame e il grado di preparazione richiesta per ogni argomento saranno forniti all'inizio del corso e confermati durante le lezioni. La prova orale verterà principalmente sugli argomenti trattati durante le lezioni e mirerà a valutare il raggiungimento del livello appropriato di conoscenza. Sarà inoltre valutata la capacità di presentare gli argomenti in modo chiaro e utilizzando una terminologia corretta e scientifica. La prova orale prevede una presentazione personale/di gruppo per valutare la capacità di comprendere testi scientifici relativi alla gestione e conservazione della biodiversità marina ed elaborare le informazioni basandosi sulla conoscenza della materia e sulla capacità di collegare i vari argomenti per gli aspetti applicativi.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Si raccomanda vivamente di frequentare regolarmente le lezioni in quanto non viene utilizzato per questo corso testo di riferimento. Inoltre, in classe, verranno svolte esercitazioni pratiche per verificare la comprensione dei concetti e degli argomenti trattati durante le lezioni.

Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.