Fattori di controllo della disponibilità alimentare per il benthos eterotrofo in ambienti costieri di interfaccia

The interface ecosystems are represented by the entire habitat on the edge between the continental land and the aquatic environments. They are dynamic phases of encounter between widely different environments (land, sea and air) defined as "interfaces", in which the transition from one system to another is recognizable due to the presence of marked physicochemical, biological and ecological gradients. In this case, the ecosystems are represented by the coastal environments of shallow intertidal areas of hard substrate. They are the main suppliers of goods and ecosystem services for the coastal population. In this thesis we studied the role of systematic variability of shallow intertidal environments on various important aspects of ecosystem functioning, biodiversity and ultimis on the relationship between biodiversity and ecosystem functioning. The aim was to study the effect of physical and chemical variability as the control factor on the characteristics of the food available from primary and secondary production in the two habitat models (lagoon and intertidal pools) along the coasts of northwestern Sicily. The results of this study highlight the role of spatial and temporal variability, which controls the largely physicochemical and trophic dynamics in these very “harsh” environments. For example, in the Lagoon of Marsala countries, the shear stress is triggered by the wind/tide synergy, plays an important role in the food availability by enhancing the coupling between the sediment and the water column. The presence of vegetation reduces the extent of the shift that becomes the highest when sea grasses are sparse or absent. The environmental test results have demonstrated the importance of these habitats in many ways. The dynamics of physical and chemical features in the rock pools of the Mediterranean are driven by tidal excursions, appears real bio-reactors. In particular, it has been shown that in order due to isolation of emersion the rock pools tripled the content of organic material every six hours, which is dispersed in the adjacent intertidal at the time of the connection with the sea in the subsequent high tide. Given the large number of pools found along the rocky shores, the export of labile organic matter produced daily is quantitatively important. This sink of energy undoubtedly contributes to the enhancement of the maintenance of high levels of biodiversity of these environments typical for the Mediterranean. The results of this study provide new information about the functioning of marine-coastal interface ecosystems, which were, up to now, the most important resource supply for the coastal population of the entire planet.

Gli ecosistemi di interfaccia, sono rappresentati da tutti quegli habitat al confine tra terre emerse continentali e ambienti acquatici. Essi sono la fase dinamica di incontro tra ambienti largamente differenti (mare, terra, atmosfera) definita come “interfaccia”, nella quale è possibile riconoscere la transizione da un sistema all’altro per la presenza di marcati gradienti fisico-chimici, biologici ed ecologici. Nella fattispecie, questi ecosistemi sono rappresentati dagli ambienti costieri di basso fondale e da ambienti intertidali di substrato duro. Essi sono i principali fornitori di beni e servizi ecosistemici per le popolazioni costiere. In questa tesi si è studiato il ruolo della variabilità sistemica in ambienti intertidali di bassofondo su alcuni aspetti salienti del funzionamento ecosistemico, della biodiversità e in ultimis sulla relazione tra biodiversità e funzionamento ecosistemico. L’obiettivo è stato quello di studiare l’effetto della variabilità fisica e chimica come fattore di controllo nei due habitat modello (laguna e pozze intertidali) lungo le coste della Sicilia nord-occidentale, sulle caratteristiche del cibo disponibile - proveniente da produzione primaria e secondaria. I risultati di questo studio mettono in evidenza il ruolo determinante della variabilità spaziale e temporale, la quale controlla ampiamente le dinamiche chimico fisiche e trofiche in questi ambienti estremi. Ad esempio nello Stagnone di Marsala l’energia meccanica di attrito innescata dalla sinergia vento/marea gioca un ruolo importante sulla disponibilità di cibo, favorendo gli scambi tra il comparto sedimentario e la colonna d’acqua. La presenza di vegetazione smorza l’entità degli scambi che divengono massimi quando le fanerogame marine sono rade o assenti. I risultati degli esperimenti su gli ambienti di pozza, hanno dimostrato l’importanza di questi habitat sotto molti aspetti. Le pozze di scogliera del Mediterraneo, le cui dinamiche fisiche e chimiche sono azionate dalle escursioni mareali funzionano come veri e propri bio-reattori. In particolare, è stato dimostrato che, ogni sei ore, per effetto dell’isolamento in emersione, le pozze di scogliera triplicano il contenuto di materiale organico, il quale viene disperso nell’adiacente intertidale, al momento del collegamento con il mare nella successiva alta marea. Dato l’elevatissimo numero di pozze presenti lungo le coste rocciose, l’export di materia organica labile prodotta quotidianamente è quantitativamente rilevante. Questo sink di energia contribuisce indubbiamente a favorire il mantenimento degli elevati livelli di biodiversità tipici di questi ambienti del Mediterraneo. I risultati di questo studio forniscono nuove informazioni utili alla comprensione del funzionamento degli ecosistemi di interfaccia marino-costieri, che sono stati fino ad ora, la fonte più importante di approvvigionamento per le popolazioni rivierasche di tutto il pianeta.