L'unità di ricerca "Ecologia e diversità delle comunità vegetali", coordinata dal professor Giovanni Bacaro, ricerca nell’ambito dell’impatto dei cambiamenti globali sulle comunità e sulle specie vegetali. In particolare, i membri dell’unità di ricerca svolgono la lore attività principalmente:

• nell’analisi e nella comprensione dei pattern spaziali della diversità vegetale alle varie scale spaziali
• nei meccanismi alla base delle invasioni biologiche, con particolare attenzione allo studio dei tratti funzionali responsabili dei principali vantaggi adattativi delle specie aliene
• e relativamente alle relazioni cross-taxon

L’approccio utilizzato, sempre di carattare quantitativo, prende sempre in considerazione un approccio multiscalare relativamente ai problemi e ai pattern analizzati.

In.Man.A.C.E. - Gestione integrata per il controllo di Ailanthus altissima in Europa centrale

Ailanthus altissima (Mill.) è considerata una delle specie di piante invasive più problematiche in Europa e gli effetti dannosi sulla biodiversità e sui manufatti di civiltà (edifici, monumenti, siti archeologici) sono stati ampiamente descritti. Sebbene il problema di A. altissima sia diffuso in tutti i paesi del centro e sud Europa, manca una struttura efficace per rispondere congiuntamente a questa comune sfida territoriale.

L'obiettivo principale di In.Man.A.C.E. è creare una rete transnazionale per la gestione di A. altissima nell'Europa centrale. Come risultato si prevede che le politiche ambientali future, basate su linee guida specifiche, saranno tradotte in azioni specifiche per il contenimento di A. altissima nell'area geografica considerata: queste azioni hanno l’obiettivo di contribuire ad una governance ambientale sostenibile.

Il principale modus operandi del progetto si concentra sulla partecipazione delle parti interessate (dai settori pubblico e privato) alle riunioni tecniche al fine di concordare politiche condivise e attività di gestione. Considerando che i ministeri e le amministrazioni locali sono coinvolte nel progetto, si prevede che i risultati del progetto diverranno efficaci a diverse scale spaziali, dal livello locale, nazionale fino a quello transnazionale. Le innovazioni progettuali consistono nell'armonizzazione di concetti e strumenti di gestione ambientale da applicare nella gestione di A. altissima a livello transnazionale. Questi risultati saranno ottenuti condividendo buone pratiche e precedenti esperienze nella gestione di A. altissima tra i paesi partecipanti e tutti gli altri soggetti che partecipano al processo.

Un approccio specifico di tipo Citizen Science consentirà la partecipazione dei cittadini alla raccolta di dati e alla discussione del programma di attività; più importante, contribuiranno ad attuare una protezione ambientale integrata delle risorse naturali contribuendo attivamente al controllo della diffusione di A. altissima.

Meccanismi alla base delle invasioni biologiche nelle comunità di piante

Al giorno d'oggi, è stato ampiamente dimostrato che le specie aliene invasive (di seguito IAS) pongono serie minacce alla biodiversità in tutto il mondo; hanno un forte impatto sui servizi ecosistemici e sui settori socioeconomici, in particolare in agricoltura, pesca e silvicoltura. In Italia, i taxa alieni rappresentano il 13,4% della flora vascolare italiana totale. Uno degli ambienti più esposti sono gli habitat delle dune costiere. Negli ultimi decenni, hanno subito pesanti perdite di biodiversità e semplificazione degli habitat. Inoltre, le IAS possono avviare processi di esclusione competitivi portando la comunità naturale a perdere specie native (che spesso ospitano endemismi e specie rare) e, in generale, portando a una semplificazione dell'ecosistema. Nonostante il grande potere di far fronte allo stress, questi ambienti hanno poco potere di resilienza poiché i modesti disturbi possono causare alterazioni a lungo termine e cambiamenti improvvisi; inoltre la risposta alle IAS non è uniforme. Pertanto, è fondamentale capire meglio il meccanismo alla base di questi processi.

Pertanto, gli obiettivi principali dello studio sono:

1. descrivere l'impatto delle IAS in comunità dunali in due siti costieri dell'Alto Adriatico,
2. comparare quanto osservato con l'impatto degli IAS in diverse situazioni in Italia (Adriatico vs Tirreno),
3. esplorare la diversità delle piante (aspetti tassonomici, funzionali e filogenetici) delle comunità invase e non invase,
4. confrontare i rapporti cross-taxa nelle comunità naturali e invase.

Una migliore comprensione di questi driver ci consentirà di migliorare le previsioni degli impatti dello IAS sulle popolazioni di piante native alla luce dei cambiamenti climatici e delle invasioni biologiche. Questi risultati possono promuovere lo sviluppo di migliori strategie di gestione e sforzi di conservazione mirati che dovrebbero consentire a questi ambienti fragili di far fronte ai cambiamenti globali.

Tratti funzionali come strumento per prevedere il potenziale invasivo di specie aliene in diverse comunità native

Obiettivo: gli effetti dannosi delle specie di piante invasive sugli ecosistemi sono ben documentati. Mentre molte ricerche si sono concentrate sulla scoperta delle influenze ecologiche associate all'invasività, non è chiaro come queste influenze interagiscano, trasformando alcune specie esotiche introdotte in dannose e pericolose specie invasive. Numerosi studi recenti hanno suggerito che la composizione funzionale è il principale controllore dei processi ecosistemici, ma finora gli effetti relativi dell'identità funzionale (o dei tratti medi ponderati per la comunità) e della variazione dei tratti (o della diversità funzionale) è rimasto per lo più poco testato e l'identificazione di tratti funzionali rilevanti per i diversi processi dell'ecosistema  ampiamente ignorata. Sulla base di queste considerazioni, lo scopo generale del progetto è quello di sviluppare una struttura che incorpori le influenze di tratti funzionali, pressione di propagazione, competizione delle risorse e scala spaziale delle interazioni. Ci aspettiamo che queste influenze ecologiche interagiscano in modi complessi, con risultati attesi che vanno dall'incapacità di stabilizzarsi in un determinato territorio, alla naturalizzazione, fino all'invasione condizionale dipendente dalla quantità e dalla distribuzione spaziale dei propaguli.

Nello specifico, miriamo a proporre un modo per prevedere la probabilità di questi tre possibili risultati, per una specie recentemente introdotta in una determinata comunità di piante bersaglio. Tali informazioni potrebbero consentire ai biologi della conservazione e ai gestori della natura di elaborare strategie e indirizzare gli sforzi di controllo ed eradicazione in modo più efficiente ed efficace al fine di contribuire a mantenere la biodiversità nelle comunità ecologiche.

Uno degli obiettivi specifici del progetto mira inoltre a produrre un'analisi delle differenze territoriali nella distribuzione di importanti specie alloctone e, possibilmente, a rispondere a specifiche esigenze regionali per la loro gestione. Il raggiungimento di questo obiettivo sarà prodotto da una serie di attività volte ad aumentare la conoscenza delle caratteristiche fisiologiche / ecologiche del pool di specie esotiche invasive nell'area indagata e di quei fattori che aumentano / riducono la loro capacità invasiva.

Un altro importante obiettivo del progetto si collegherà con l'ottimizzazione dei parametri di campionamento per la caratterizzazione della variabilità funzionale all'interno di specie e popolazioni: in particolare, valuteremo il livello di variazione prtesente per ogni singolo tratto funzionale, mirando a scomporlo nelle sue componenti spaziali, ambientali e genotipiche. Verranno inoltre testati diversi protocolli di campionamento allo scopo di massimizzare la raccolta di tale variazione. Ulteriori sviluppi di questo progetto si basano sull'analisi della risposta spettrale delle comunità vegetali naturali in relazione alla diffusione di specie aliene invasive: testeremo diversi indici di vegetazione satellitare e, in particolare, alcuni dei nuovissimi indici di umidità recentemente proposti in la letteratura ecologica.

Lo scopo di questo progetto è anche quello di identificare i tratti rilevanti e gli impatti relativi dell'identità funzionale delle specie dominanti. Considerando l'ampia gamma di condizioni ambientali che verranno valutate (due aree naturali estremamente diverse), un'aspettativa di progetto è lo sviluppo di linee guida metodologiche da estendere ad altri ambienti rispetto a quelli qui considerati. Infine, ci aspettiamo che i nostri risultati possano contribuire a risolvere le controversie sui meccanismi alla base delle relazioni di funzionamento dell'ecosistema, fornendo uno strumento per identificare le componenti rilevanti della biodiversità per il mantenimento del funzionamento degli ecosistemi nei sistemi naturali.