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L’Antropocene
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 2 ]
Crutzen P.J. (2002) Geology of mankind. Nature 415: 23
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Il concetto di bioma
• un bioma è una macroregione caratterizzata da un particolare clima e identificata principalmente dal tipo di vegetazione dominante
Millennium EcosystemAssessment (2005)Ecosystems and Human Well-being: Biodiversity Synthesis
www.maweb.org
Paesaggi archetipici...
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...ma lo sono ancora?
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Da biomi a antromi: un cambio di paradigma
• biosfera come insieme di sistemi naturali determinati dalle caratteristiche bio-fisiche
• azione umana percepita come disturbo
• biosfera come insieme di sistemi antropici in cui sono incorporati i sistemi naturali residui
• azione umana come fattore modellante principale
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Biomi antropogenici
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ecotope.org
Wildlands (zone vergini)
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foreste vergini
zone aride
vegetazione sparsa
superficie:
29 milioni di km2
popolazione:
0 abitantifrazione della sup.forestale totale:
19%
Foreste
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foreste abitate(1-10 abitanti/km2)
foreste remote(<1 abitante/km2)
superficie:
25 milioni di km2
popolazione:
0.04 miliardifrazione della sup. forestale totale:
45%
Pascoli
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pascoli residenziali(>10 abitanti/km2)
pascoli remoti(<1 abitante/km2)
pascoli abitati(1-10 abitanti/km2)
superficie:
40 milioni di km2
popolazione:
0.3 miliardifrazione della sup.forestale totale:
6%
Zone agricole
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zone di agricoltura irrigua abitate(1-10 abitanti/km2)
zone agricole remote(<1 abitante/km2)
zone di agricoltura secca abitate(1-10 abitanti/km2)
superficie:
27 milioni di km2
popolazione:
0.9 miliardifrazione della sup.forestale totale:
25%
Zone agricole
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zone di agricoltura secca residenziali, a mosaico(>10 abitanti/km2)
zone di agricolturairrigua residenziali(>10 abitanti/km2)
superficie:
27 milioni di km2
popolazione:
0.9 miliardifrazione della sup.forestale totale:
25%
Villaggi
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villaggi pastorali(>100 abitanti/km2)
villaggi di agricolturasecca, a mosaico(>100 abitanti/km2)
villaggi di agricoltura secca (>100 abitanti/km2)
superficie:
8 milioni di km2
popolazione:
2.6 miliardifrazione della sup.forestale totale:
4%
Villaggi
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villaggi risicoli(>100 abitanti/km2)
villaggi agropastorali(>100 abitanti/km2)
villaggi agricoli irrigui(>100 abitanti/km2)
superficie:
8 milioni di km2
popolazione:
2.6 miliardifrazione della sup.forestale totale:
4%
Aree urbane
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insediamenti densi(>100 abitanti/km2)
città(>>100 abitanti/km2)
superficie:
1.5 milioni di km2
popolazione:
2.6 miliardifrazione della sup. forestale totale:
0.7%
Successioni ecologiche...
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Successioni ecologiche...
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...e successioni antropogeniche
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 18 ]
Ellis E.C. (2011) Anthropogenic transformation of the terrestrial biosphere. Phil. Trans. R. Soc. A 369: 1010-1035
Una prospettiva storica
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L’appropriazione della produzione primaria
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 20 ]
Haberl H. et al. (2007) Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth’s terrestrial ecosystems. PNAS 104: 12942-12947
L’appropriazione della produzione primaria
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 21 ]
Haberl H. et al. (2007) Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth’s terrestrial ecosystems. PNAS 104: 12942-12947
Ecosistemi «nuovi»
i cambiamenti nelle condizioni biotiche (estinzioni e invasioni) e abiotiche (uso del suolo, cambiamenti climatici) possono causare la formazione di ecosistemi caratterizzati da una nuova configurazione
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Non sempre è possibile il ripristino...
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Hobbs R.J. et al. (2009) Novel ecosystems: implications for conservation and restoration. Trends in Ecology and Evolution 24: 599-605
...con risultati a volte inaspettati
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 24 ]
Seastedt T.R. et al. (2008) Management of novel ecosystems: are novel approaches required? Frontiers in Ecology and Environment 6: 547-553
Hobbs R.J. et al. (2009) Novel ecosystems: implications for conservation and restoration. Trends in Ecology and Evolution 24: 599-605
L’urbanizzazione crescente
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Grimm N.B. et al. (2008) Global Change and the Ecology of Cities. Science 319: 756-760
L’urbanizzazione crescente
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Grimm N.B. et al. (2008) Global Change and the Ecology of Cities. Science 319: 756-760
Un fenomeno evidente anche dallo spazio
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Urbanizzazione: effetti sul clima
• le aree urbane sono caratterizzate da un regime climatico differente da quello delle aree circostanti
temperatura
precipitazioni
vento
idrologia
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L’isola di calore urbana
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 29 ]
US EPA (2008) Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategieswww.epa.gov/heatisld/resources/compendium.htm
L’isola di calore urbana: l’esempio di Milano
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immagine satellitare della pianura padana, novembre 2011
Effetti atmosferici
Photo #: NASA6-703-44Date: Oct. 1997Geographic Region: ITALY Feature: PO RIVER VALLEY, SMOG
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Effetti idrologici
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Il gradiente-urbano rurale
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Il mosaico paesistico
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La frammentazione del paesaggio
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Frammentazione e effetto margine
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A chi piace la città?
urban exploiters specie mobili, resistenti al disturbo, invasive, onnivore, cosmopolite, fortemente dipendenti dalla presenza umana
urban adapters specie generaliste, provenienti da habitat poco specifici, adattabili, in grado di sfruttare risorse naturali e di origine antropica
urban avoiders specie con habitat molto specifici, molto sensibili al disturbo antropico (perdita e frammentazione dell’habitat) e alle interazioni con le specie invasive
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Specie r e specie K
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K
NrN
t
N1
d
d
gorilla1 figlio ogni 5 anni
ostrica>100 milioni di uova all’anno
r K
La risposta al disturbo non è lineare
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Marzluff J.M. & Rodewald A.D. (2008) Conserving Biodiversity in Urbanizing Areas: Nontraditional Views from a Bird’s Perspective. Cities and the Environment 1(2):4
Risposte biotiche all’urbanizzazione
Fenomeno Risposta
eterogeneizzazione dell’habitat • aumento della ricchezza di specie
frammentazione dell’habitat • declino di specie con habitat ampio o scarsa dispersione, aumento delle specie a elevata dispersione
perdita e alterazione di habitat(semi)naturali
• declino o perdita di specie autoctone fortemente specializzate
emergenza di nuovi habitat urbani • cambiamenti di habitat in specie autoctone generaliste• cambiamenti di habitat in specie rare• aumento delle specie alloctone
carico elevato di nutrienti e inquinantidisponibilità idrica ridotta
• cambiamento nella composizione delle specie• selezione di tratti specifici
isola di calore urbana • aumento delle specie sensibili al freddo e tolleranti al caldo• cambiamenti nella fenologia di piante e uccelli migratori
disturbo dell’habitat • aumento delle specie con ciclo di vita breve e alloctone• difficoltà di insediamento di popolazioni stabili
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Kowarik I. (2011) Novel urban ecosystems, biodiversity, and conservation. Environmental Pollution 159: 1974-1983
Fattori socioeconomici e biodiversità urbana
Fattore Risposta
reddito • aumento del numero di specie introdotte e sfuggite
introduzione di specie ornamentali • dispersione delle specie coltivate
selezione di specie a scopo paesaggistico
• dispersione di specie coltivate• cambiamento nella composizione delle specie
gestione degli spazi verdi urbani • rimozione delle specie naturali• dispersione delle specie coltivate
alimentazione degli animali • cambiamento nella composizione delle specie
mobilità umana • dispersione differenziale tra le specie
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 41 ]
Kowarik I. (2011) Novel urban ecosystems, biodiversity, and conservation. Environmental Pollution 159: 1974-1983
ailanto (Ailanthus altissima)robinia (Robinia pseudoacacia)nutria (Myocastor coypus)
L’omogeneizzazione biotica
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 42 ]
Trafalgar square, London
Montmartre, Paris
Plaça de Catalunya, Barcelona
Asakusa, Tōkyō Central Park, New YorkCity hall, Cape Town
Omogeneizzazione biotica nelle piante
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 43 ]
McKinney M.L. (2006) Urbanization as a major cause of biotic homogenization. Biological Conservation 127: 247-260
BA
BA
S
SJI
indice di Jaccard:
Omogeneizzazione biotica negli uccelli
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 44 ]
modificato da McKinney M.L. (2006) Urbanization as a major cause of biotic homogenization. Biological Conservation 127: 247-260
Spazi verdi: sì, ma come?
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 45 ]
Fernández-Juricic E. & Jokimäki J. (2001) A habitat island approach to conserving birds in urban landscapes: case studies from southern and northern Europe. Biodiversity and Conservation 10: 2023-2043
La Darsena di Milano: un caso di studio e di dibattito
Corso di Ecologia | modulo 16: ecosistemi di origine antropica e ecologia urbana [ 46 ]