Flusso di energia attraverso le reti ecologiche

Si tratta di un progetto di cooperazione coordinato da Anne Kempel, Malte Jochum e David Wardle.

Uno dei principali motivi della continua perdita di biodiversità e di importanti funzioni ecosistemiche è l'arricchimento di nutrienti dovuto all'aumento dell'uso di fertilizzanti in agricoltura e alla combustione di combustibili fossili. Nel presente progetto intendiamo valutare i flussi di energia tramite l'analisi delle reti alimentari come misura del funzionamento dell'ecosistema in un sistema insulare nei laghi del nord della Svezia.

La continua perdita di biodiversità in tutti gli ecosistemi della Terra ha suscitato preoccupazione per quanto riguarda il funzionamento di questi ultimi. Questo perché i nessi tra biodiversità (a tutti i livelli trofici) e le molteplici funzioni dell'ecosistema diventano progressivamente sempre più evidenti. Di recente, in particolare la relazione tra la variazione della fertilità del suolo e la biodiversità è diventata un importante argomento di ricerca - la fertilità del suolo è influenzata dall'arricchimento di azoto e fosforo, due importanti elementi che causano il cambiamento Climatico globale e provocano una sostanziale perdita di biodiversità vegetale. Sebbene ci sia una notevole conoscenza di come le piante rispondono alla variazione della fertilità del suolo, sappiamo ancora molto poco sulle conseguenze dell'arricchimento dei nutrienti per i livelli trofici più elevati o per la totalità delle reti alimentari. Tuttavia, le prove emergenti da vari esperimenti suggeriscono che la relazione tra la biodiversità e la stabilità delle funzioni ecosistemiche può essere pienamente compresa solo se consideriamo le interazioni tra più livelli trofici. Quindi, se vogliamo capire le conseguenze del cambiamento climatico antropogenico per gli ecosistemi, è fondamentale studiare la relazione tra fertilità del suolo, biodiversità e funzionamento degli ecosistemi.

Un metodo innovativo per misurare e comparare il funzionamento multitrofico degli ecosistemi in un'unica “valuta” comparabile, è il calcolo del flusso di energia nelle reti alimentari. Tali flussi di energia possono essere direttamente correlati a varie funzioni ecosistemiche e sono anche indicatori per i servizi ecosistemici. Essi forniscono un potenziale non ancora sfruttato per confrontare indipendentemente il funzionamento di vari ecosistemi differenti. La maggior parte degli studi che hanno analizzato i collegamenti tra piante e i livelli trofici più elevati (erbivori, predatori) e i loro effetti sulle funzioni ecosistemiche, hanno utilizzato approcci sperimentali controllati e specie di piante erbacee a crescita rapida.

Tuttavia, è sempre più riconosciuto che gli approcci di osservazione e gli "esperimenti naturali" hanno un notevole potenziale per ottenere risposte a questioni ecologiche su scale spaziali e temporali molto più ampie di quanto si possa ottenere con esperimenti convenzionali.

Gli studi di cronosquenza hanno spesso dimostrato come l'assenza di disturbi importanti a lungo termine porti ad un calo della disponibilità di nutrienti, dei tassi di decomposizione e della produttività delle piante.

In questo progetto, ci avvaliamo di una collezione esistente di invertebrati raccolti lungo una "cronosquenza" di isole in Svezia, che consiste di 30 isole che si differenziano per le relative dimensioni e per la fertilità del suolo (a causa della diversa frequenza ed incidenza di incendi). Le misurazioni della lunghezza corporea individuale di tutti i 22000 macroinvertebrati di queste comunità di invertebrati ci permetteranno di calcolare la massa corporea individuale e di stimarne i tassi metabolici. Un metodo moderno per studiare le reti alimentari ci permetterà di stimare il flusso di energia presente all'interno della comunità. Tali risultati ci permetteranno di calcolare il flusso di energia presente tra piante ed erbivori, tra erbivori e predatori ed infine queste misurazioni ci consentiranno di calcolare il l flusso energetico complessivo della comunità di un isola. Oltre all'eccellente qualità dei dati relativi alla fertilità del suolo delle varie isole, alla vegetazione e all'abbondanza di invertebrati, la nuova metodologia rende questo progetto un tentativo promettente di affrontare le problematiche legate alle perturbazioni gravi dell'ambiente causate dall'uomo. In conclusione, il nostro progetto contribuirà a far luce sulle conseguenze del cambiamento climatico antropogenico per la stabilità delle funzioni ecosistemiche.