EcologiaEcologia del del PaesaggioPaesaggioLaura Casella

Modulo di Ecologia – Laboratorio di Paesaggio

Corso di Laurea in Urbanistica e Sistemi Informativi TerritorialiPrima Facoltà di Architettura "Ludovico Quaroni“

A.A. 2008-2009

CosCos’è’è un un paesaggiopaesaggio??

Un paesaggio Un paesaggio èè formato da un mosaico di differenti formato da un mosaico di differenti tipi di copertura del suolo, costituito da tessere tipi di copertura del suolo, costituito da tessere ((patchespatches) la cui disposizione spaziale risponde a ) la cui disposizione spaziale risponde a motivi di natura ecologica.motivi di natura ecologica.

Un Un mosaicomosaico didi ““macchiemacchie”” cheche differisconodifferiscono per per proprietproprietàà ecologicheecologicheLe Le dimensionidimensioni, forma e , forma e distribuzionedistribuzione didi questequeste““macchiemacchie”” possonopossono variarevariare sensibilmentesensibilmenteQuesteQueste ““macchiemacchie”” interagisconointeragiscono le le uneune con le con le altrealtre

EcologiaEcologia del del PaesaggioPaesaggio = = EcologiaEcologiaallaalla scalascala didi paesaggiopaesaggio

L'Ecologia del PaesaggioL'Ecologia del Paesaggiostudia la struttura territoriale derivante dalla disposizione spstudia la struttura territoriale derivante dalla disposizione spaziale aziale delle tessere del mosaico, e le funzioni e i processi dinamici cdelle tessere del mosaico, e le funzioni e i processi dinamici che he interessano il mosaico del paesaggio. Per capire queste interessano il mosaico del paesaggio. Per capire queste interazioni occorre quantificare la variabilitinterazioni occorre quantificare la variabilitàà del paesaggio nello del paesaggio nello spazio e nel tempo attraverso degli indici che diano un significspazio e nel tempo attraverso degli indici che diano un significato ato ecologico alla struttura (pattern) spazialeecologico alla struttura (pattern) spazialeIndividuaIndividua le cause e le le cause e le conseguenzeconseguenze delldell’’eterogeneiteterogeneitàà spazialespaziale(Urban et al. 1987, Forman 1995, Turner et al. 2001).(Urban et al. 1987, Forman 1995, Turner et al. 2001).StudiaStudia siasia le le interazioniinterazioni tratra le le macchiemacchie nelnel paesaggiopaesaggio cheche ililfunzionamentofunzionamento del del paesaggiopaesaggio come come unitunitàà

L'Ecologia del Paesaggio L'Ecologia del Paesaggio èè una disciplina recente, che si una disciplina recente, che si èèconsolidata nel secolo scorso a partire dagli anni '40consolidata nel secolo scorso a partire dagli anni '40

Alexander von Humboldt, nel XIX secolo, usa il termine Paesaggio ("landschaft") come "il carattere totale di un'area geografica".Il termine Ecologia del Paesaggio fu invece coniato dal biogeografo tedesco Troll nel 1939, in uno studio di interpretazione di foto aeree della savana africana. Ciò che colpì Troll furono le potenzialità che si dischiudevano combinando l' approccio ecosistemico con la visione complessiva (corologica) del paesaggio. Troll intuì che un paesaggio è un'entità olistica che possiede delle caratteristiche peculiari che non sono dovute alla semplice somma dei suoi componenti bensì all'integrazione "...sul piano comune del bilancio del paesaggio di settori scientifici che procedono in direzioni diverse" (Troll 1939). Questo concetto di "bilancio" ha sicuramente condotto molti autori ad interpretare l'Ecologia del Paesaggio come la "scienza del bilancio del paesaggio".

Il concetto ecologico di Il concetto ecologico di Paesaggio:Paesaggio:

mosaico dove una mescolanza di ecosistemi locali e di usi del mosaico dove una mescolanza di ecosistemi locali e di usi del suolo si ripete con una configurazione spaziale riconoscibile insuolo si ripete con una configurazione spaziale riconoscibile inun'area molto estesa (un'area molto estesa (VosVos & & StortelderStortelder 1992, 1992, FormanForman 1995);1995);porzione eterogenea di territorio composta di insiemi di porzione eterogenea di territorio composta di insiemi di ecosistemi che interagiscono tra loro, e che si ripetono con unaecosistemi che interagiscono tra loro, e che si ripetono con unastruttura riconoscibile, inquadrata in una determinata zona struttura riconoscibile, inquadrata in una determinata zona climatica e geomorfologica e con un determinato regime di climatica e geomorfologica e con un determinato regime di disturbi (disturbi (FormanForman & & GodronGodron 1986);1986);sistema di unitsistema di unitàà spaziali ecologicamente diverse, fra loro spaziali ecologicamente diverse, fra loro interrelate, ciointerrelate, cioèè un sistema di ecosistemi o metaun sistema di ecosistemi o meta--ecosistemi. Cosecosistemi. Cosììcome un sistema di cellule costituisce un tessuto, analogamente come un sistema di cellule costituisce un tessuto, analogamente un sistema di ecosistemi costituisce un un sistema di ecosistemi costituisce un ecotessutoecotessuto o paesaggio o paesaggio ((IngegnoliIngegnoli 1993).1993).

Cosa crea un paesaggioCosa crea un paesaggio

Campi coltivatiCampi coltivatiSiepiSiepiStradeStradeAziende agricoleAziende agricole……

Le forze che agiscono sul Le forze che agiscono sul territorioterritorio

ClimaClimaGeomorfologiaGeomorfologiaPressione ambientale (naturale e/o antropica): Pressione ambientale (naturale e/o antropica): disturbo o perturbazione (agente che causa una disturbo o perturbazione (agente che causa una significativa variazione del normale assetto nei significativa variazione del normale assetto nei sistemi ecologici)sistemi ecologici)

Regimi di disturbo Regimi di disturbo ambientale

Risposta biologicaRisposta biologicaambientale

PaesaggioPaesaggio

Una porzione di territorio eterogenea composta di Una porzione di territorio eterogenea composta di gruppi di ecosistemi interagenti ripetuti in forma simile gruppi di ecosistemi interagenti ripetuti in forma simile ovunqueovunqueLa dimensione può variare da pochi a centinaia di kmqLa dimensione può variare da pochi a centinaia di kmqLa formazione La formazione èè il risultato di processi climatici e il risultato di processi climatici e geomorfologici che agiscono su scale temporali lunghe, geomorfologici che agiscono su scale temporali lunghe, della colonizzazione da parte delle specie animali e della colonizzazione da parte delle specie animali e vegetali e da disturbi locali su scale temporali brevivegetali e da disturbi locali su scale temporali brevi

Caratteristiche del PaesaggioCaratteristiche del Paesaggio

Struttura Struttura –– relazioni spaziali tra gli elementi del relazioni spaziali tra gli elementi del paesaggio. In particolare la distribuzione dellpaesaggio. In particolare la distribuzione dell’’energia, energia, della materia e delle specie in relazione alla dimensione, della materia e delle specie in relazione alla dimensione, alla forma, al numero, al tipo e alla configurazione alla forma, al numero, al tipo e alla configurazione delldell’’ecosistemaecosistemaFunzione Funzione –– interazioni tra gli elementi. I flussi di interazioni tra gli elementi. I flussi di energia, di materia e delle specie tra gli ecosistemienergia, di materia e delle specie tra gli ecosistemiCambiamenti Cambiamenti –– le variazioni della struttura e delle le variazioni della struttura e delle funzioni del mosaico ecologico nel corso del tempofunzioni del mosaico ecologico nel corso del tempo

Elementi del paesaggio: Elementi del paesaggio: EcotopoEcotopo

BiotopoBiotopoCellula del paesaggioCellula del paesaggioGeotopoGeotopoFaciesFaciesHabitatHabitatSitoSito

Il più piccolo elemento riconoscibile è l’Ecotopo

Elementi del Paesaggio: TesseraElementi del Paesaggio: Tessera

ÈÈ possibile riconoscere delle porzioni omogenee possibile riconoscere delle porzioni omogenee che suddividono lche suddividono l’’ecotopoecotopo in ulteriori in ulteriori sottodivisioni che prendono il nome di Tesseresottodivisioni che prendono il nome di Tessere

Il paesaggio agrarioIl paesaggio agrario

Ci sono numerose aree omogenee: campi Ci sono numerose aree omogenee: campi coltivati, boschi, fattorie. La dimensione degli coltivati, boschi, fattorie. La dimensione degli elementi elementi èè varia. I confini degli ecosistemi sono varia. I confini degli ecosistemi sono ben definiti. Sono individuabili delle porzioni ben definiti. Sono individuabili delle porzioni con caratteristiche di linearitcon caratteristiche di linearitàà. Si apprezza una . Si apprezza una forte influenza dellforte influenza dell’’uomo nel paesaggiouomo nel paesaggio

Il paesaggio forestaleIl paesaggio forestale

Apparentemente non cApparentemente non c’è’è evidenza dellevidenza dell’’influenza influenza umana. Sono ben individuabili aree omogenee. I umana. Sono ben individuabili aree omogenee. I disturbi sono di origine naturale a diversa scala: disturbi sono di origine naturale a diversa scala: fuoco, parassiti, glaciazionifuoco, parassiti, glaciazioni

Il paesaggio della foresta pluviale / Il paesaggio della foresta pluviale / foreste primigenieforeste primigenie

Non sembra esserci influenza umana. Si tratta di Non sembra esserci influenza umana. Si tratta di territori territori omogeniomogeni a scala di paesaggio ma a a scala di paesaggio ma a grande eterogeneitgrande eterogeneitàà a scala locale. I margini sono a scala locale. I margini sono difficili da identificare. Ldifficili da identificare. L’’azione delle piogge azione delle piogge esercita una forte influenza sulla modellazione esercita una forte influenza sulla modellazione del paesaggiodel paesaggio

Il paesaggio mediterraneoIl paesaggio mediterraneo

LL’’ecosistema ecosistema èè particolarmente complesso. Si particolarmente complesso. Si distinguono zone omogenee ben definite. Ci distinguono zone omogenee ben definite. Ci sono discontinuitsono discontinuitàà tra un sistema e ltra un sistema e l’’altro ed altro ed èèevidente levidente l’’influenza antropica, difficilmente influenza antropica, difficilmente differenziabile da quella geomorfologica. Le differenziabile da quella geomorfologica. Le dimensioni degli elementi del paesaggio sono dimensioni degli elementi del paesaggio sono variabili.variabili.

La cittLa cittàà

Tipi di paesaggiTipi di paesaggi

Elementi del paesaggioElementi del paesaggio

•Macchie (dimensioni, numero, forma, localizzazioni)•Limiti e confini (struttura, forma)•Corridoi e Connettività (percorsi, barriere)•Mosaici (rete, frammentazione, struttura, scala)•Matrice

Macchia (Macchia (““patchpatch””))

Ecosistema dai confini discreti Ecosistema dai confini discreti –– èè un ambiente un ambiente relativamente omogeneo, non lineare che relativamente omogeneo, non lineare che differisce da ciò che lo circonda (matrice)differisce da ciò che lo circonda (matrice)

Le origini delle MacchieLe origini delle Macchie

Disturbo Disturbo –– eventi naturali o antropizzazioneeventi naturali o antropizzazioneReliquatoReliquato –– azione sulla matriceazione sulla matriceColonizzazione Colonizzazione –– piante, insediamenti urbanipiante, insediamenti urbani

Caratteristiche delle MacchieCaratteristiche delle Macchie

Caratteristiche delle MacchieCaratteristiche delle Macchie

I margini e lI margini e l’’effetto margineeffetto margine

Effetti di una perturbazione su macchie di Effetti di una perturbazione su macchie di diversa grandezzadiversa grandezza

I marginiI margini

Rapporto interno/margineRapporto interno/margine

Macchia come Macchia come ““IsolaIsola””

La biogeografia insulare (La biogeografia insulare (MacArthurMacArthur& Wilson, 1967)& Wilson, 1967)

La macchia come unLa macchia come un’’isolaisola

Il numero di specie presenti Il numero di specie presenti èè funzione di:funzione di:

Come definire una Macchia:Come definire una Macchia:

Aggregazione semplice Aggregazione semplice –– si aggregano aree adiacenti si aggregano aree adiacenti con caratteristiche omogeneecon caratteristiche omogeneeMetodo dei contorni Metodo dei contorni –– si definiscono i suoi margini e se si definiscono i suoi margini e se ne disegnano i contornine disegnano i contorniZonazione globale Zonazione globale –– si inizia con lsi inizia con l’’intera area di studio intera area di studio e la si suddivide in regioni statisticamente omogeneee la si suddivide in regioni statisticamente omogeneeRaggruppamenti spaziali costretti Raggruppamenti spaziali costretti –– si raggruppano le si raggruppano le aree in modo gerarchico, ma con la costrizione aree in modo gerarchico, ma con la costrizione delldell’’adiacenza spazialeadiacenza spaziale

Corridoio (Corridoio (““CorridorCorridor””))

Ecosistema di forma lineare Ecosistema di forma lineare –– èè un ambiente un ambiente relativamente omogeneo, lineare che differisce relativamente omogeneo, lineare che differisce da ciò che lo circonda (matrice)da ciò che lo circonda (matrice)Corridoi naturaliCorridoi naturaliCorridoi culturaliCorridoi culturali

Funzioni dei corridoiFunzioni dei corridoi

Habitat Habitat –– alcuni elementi come le siepi alcuni elementi come le siepi rappresentano dei serbatoi di specie esercitando rappresentano dei serbatoi di specie esercitando una forte influenza sulle dinamiche evolutive una forte influenza sulle dinamiche evolutive degli ecosistemi circostantidegli ecosistemi circostanti

Le origini dei corridoiLe origini dei corridoi

Disturbo (taglio del bosco, costruzione di strade)Disturbo (taglio del bosco, costruzione di strade)ReliquatoReliquato (azione sulla matrice)(azione sulla matrice)Eventi naturali (corridoio fluviale, faunistico)Eventi naturali (corridoio fluviale, faunistico)Azioni antropiche (piantagioni di siepi)Azioni antropiche (piantagioni di siepi)

Esempio: corridoio fluvialeEsempio: corridoio fluviale

Matrice Matrice -- definizionidefinizioni

Massa omogenea in cui si evidenziano elementi Massa omogenea in cui si evidenziano elementi piccoli e ben differenziatipiccoli e ben differenziatiMateriale di unione che circonda ed avvolge Materiale di unione che circonda ed avvolge elementi indipendentielementi indipendenti

Matrice Matrice

Elemento del paesaggio piElemento del paesaggio piùù esteso, piesteso, piùù connesso connesso e che gioca un ruolo dominante nelle dinamiche e che gioca un ruolo dominante nelle dinamiche funzionali del territorio (flussi di energia, funzionali del territorio (flussi di energia, materia, specie)materia, specie)

Individuare una matrice: criteriIndividuare una matrice: criteri

Area relativa Area relativa –– ll’’elemento del paesaggio che elemento del paesaggio che èèconsiderevolmente piconsiderevolmente piùù estesoestesoConnettivitConnettivitàà –– ll’’elemento che avvolge e circonda elemento che avvolge e circonda tutti gli altri elementi del paesaggiotutti gli altri elementi del paesaggioDinamica Dinamica –– ll’’elemento che condiziona elemento che condiziona ll’’evoluzione del resto del paesaggioevoluzione del resto del paesaggio

Individuare una matrice: proceduraIndividuare una matrice: procedura

Carta topograficaCarta topograficaTransetto sufficientemente lungoTransetto sufficientemente lungoSuddivisione del transetto in porzioniSuddivisione del transetto in porzioniRegistrazione dei tipi di elementi presenti in ogni Registrazione dei tipi di elementi presenti in ogni porzioneporzione

Configurazione di macchie, corridoi Configurazione di macchie, corridoi e matricee matrice

Regolare Regolare –– le distanze tra gli elementi del le distanze tra gli elementi del paesaggio di un particolare tipo sono paesaggio di un particolare tipo sono relativamente uniformirelativamente uniformi

Configurazione di macchie, Configurazione di macchie, corridoi e matricecorridoi e matrice

Distribuzioni aggregate Distribuzioni aggregate –– gli elementi di un gli elementi di un certo tipo sono distribuiti in gruppicerto tipo sono distribuiti in gruppi

Configurazione di macchie, Configurazione di macchie, corridoi e matricecorridoi e matrice

Modelli lineari Modelli lineari –– gli elementi sono disposti gli elementi sono disposti intorno ad un corridoiointorno ad un corridoio

Configurazione di macchie, Configurazione di macchie, corridoi e matricecorridoi e matrice

Modelli paralleli Modelli paralleli –– gli elementi sono gli elementi sono organizzati in linee paralleleorganizzati in linee parallele

Analisi della configurazioneAnalisi della configurazione

ConnettivitConnettivitàà –– esprime il grado di connessione tra gli esprime il grado di connessione tra gli elementi del paesaggio (elementi del paesaggio (èè inversamente proporzionale al inversamente proporzionale al numero e alla lunghezza delle interruzioni)numero e alla lunghezza delle interruzioni)Contrasto Contrasto –– grado di differenza tra elementi vicinigrado di differenza tra elementi viciniGrana Grana –– media e variabilitmedia e variabilitàà delle dimensioni degli delle dimensioni degli elementielementiEterogeneitEterogeneitàà a scala di riferimentoa scala di riferimento

Micro Micro –– le differenze in una piccola area sono ripetute in le differenze in una piccola area sono ripetute in forma simile nel paesaggioforma simile nel paesaggioMacro Macro –– grandi differenze sono visibili in una vasta scala grandi differenze sono visibili in una vasta scala spazialespaziale

ModelliModelli didi PaesaggioPaesaggio

The human brain is less than ideal for The human brain is less than ideal for understanding complexity.understanding complexity.We need to effectively manage the level and We need to effectively manage the level and impacts of human interference on the Earth impacts of human interference on the Earth system.system.