Reconstructing change of benthic seascapes through temporal comparison of historical and present photographies

Marine ecosystems are directly and indirectly threatened by several anthropogenic disturbances, like overexploitation, pollution, habitat modification, alien species and climate change. Since loss of biodiversity affects seriously goods and services provided by the ecosystems, its conservation has become a global priority. To achieve an effective and good process of management, restoration and recovery of marine ecosystems, we need to know their history and the magnitude and drivers of their long-term changes. The measurement of these changes is impaired by the gradual sliding of the reference conditions against which they are assessed toward more degraded states (shifting baseline syndrome). To contrast this process the field of marine historical ecology has emerged, with the aim of reconstruct historical baselines as far as possible in the past. In the Mediterranean Sea, since the antiquity of its process of anthropization, both human impacts and historical data are particularly ancient. It makes this basin one of the best scenario where try to turn back the clock of marine ecosystems history. However, few studies before have investigated the changes occurred on hard-bottom benthic communities, despite their importance. In fact, although heavily affected by human activities, they are almost not directly fished. Since the vast majority of the historical data existing is linked to exploited resources, it is particularly difficult to find useful data about these communities. In this thesis the changes of some benthic hard-bottom communities of the Ligurian Sea (NW Mediterranean Sea) were reconstructed, integrating different methods (time series vs. temporal comparison), time scales (pluriannual vs. multidecadal), data sources (scientific vs. non scientific photography) and substrates (natural vs. artificial). Moreover, the potential of non-scientific photography to serve as unconventional source of data for these communities was investigated.

La mancanza di dati storici a lungo termine è generalmente considerata uno dei principali ostacoli allo sviluppo di adeguate misure di conservazione degli ecosistemi marini. Per incrementare la nostra conoscenza in materia, è emerso il campo dell’ecologia storica, cui obiettivo principale è quello di ricostruire “baseline” di riferimento posizionate più possibile indietro nel tempo. In questa tesi sono stati ricostruiti i cambiamenti nel tempo di alcune comunità bentoniche di fondo duro del Mar Ligure (Mediterraneo nord-occidentale), integrando differenti metodologie (serie temporali vs confronto temporale), scale temporali (pluriannuale vs multidecadale), fonti di dati (fotografia scientifica vs fotografia non scientifica) e substrati (naturale vs artificiale). È stato possibile tracciare un quadro dei principali cambiamenti delle comunità marine dell’AMP di Portofino negli ultimi 30 anni analizzando vecchie fotografie subacquee. I principali taxa che mostrano un chiaro declino sono E. cavolini e le alghe erette, mentre è stato osservato un deciso aumento, tra gli altri, di P. clavata, C. rubrum, spugne incrostanti e massive e feltro algale. Inoltre, nelle foto attuali sono state osservate C. cylindracea e W. setacea, non presenti in quelle vecchie. Un approccio più dettagliato ma lungo una scala temporale più breve, è stato applicato all’isola Gallinara, utilizzando un fotocampionamento durato quasi dieci anni. Qui è stata documentata una variabilità temporale estremamente limitata, specialmente in profondità. Inoltre, la componente più grande della variabilità spaziale orizzontale è stata osservata alla più piccola scala spaziale. Un terzo approccio ha preso in considerazione vecchi numeri di riviste subacquee, su cui è stata svolta un’analisi semiquantitativa dei taxa più comunemente presenti nelle foto, dagli anni 70 a oggi. In passato spugne, esacoralli, ottocoralli e briozoi erano presenti nelle foto pubblicate più frequentemente rispetto a oggi. In conclusione, questa tesi ha documentato il ruolo potenziale della fotografia subacquea non-scientifica come fonte non convenzionale di dati per le comunità bentoniche di fondo duro, suggerendo che possa essere uno strumento efficace nel colmare le lacune nella conoscenza della loro storia.