Variazione giornaliera della comunità fitoplanctonica del Fiume Adige a Boara Pisani Andrea Zignin IASMA Research and Innovation Centre Fondazione Edmund Mach – Area Ambiente, Programma Biocomplessità e Dinamiche degli Ecosistemi

Obiettivi e risultati attesi Gli studi effettuati a scala giornaliera sono importanti per valutare l’esistenza di variazioni della comunità fitoplanctonica in periodi brevi; ciò permette di interpretare correttamente le variazioni osservate nei campionamenti svolti a scala settimanale e/o mensile. Formulazione di modelli previsionali di sviluppo di biomassa algale in funzione delle principali variabili forzanti. Valutare la variazione giornaliera delle principali variabili chimiche-fisiche Valutare se esiste un controllo bottom up e top down sullo sviluppo della comunità fitoplanctonica Stimare l’aumento di portata in cui l’effetto wash-out diventa significativo Valutare se un aumento di portata induce una riduzione della biodiversità della comunità fitoplanctonica Valutazione di eventuali situazioni idrologiche che potrebbero innescare bloom algali. Inoltre:

Ambiente di studio

Campionamenti ogni 8 ore Vicenza Padova Trento Venezia Rovigo Verona Lake Garda Bolzano Resia S. Giustina Adriatic Sea Switzerland Austria ADIGE Idro 50 km N S W E Italy Settimana 8-14 settembre 2008 Campionamenti ogni 8 ore 8.00-16.00-24.00 4

Scarsa presenza di sassi e vegetazione sommersa No “dead zone” Assenza di affluenti Fondo melmoso Scarsa presenza di sassi e vegetazione sommersa

Variabili fisiche chimiche e biologiche

Portata (m3 s-1) Velocità media settimana 1.02 m s -1 1.10 m s-1 Alta pressione in tutto il bacino Rilascio d’acqua causata dall’entrata in funzione delle centrali idroelettriche presenti nella parte settentrionale del bacino Forti temporali con pioggia intensa Prelievi per l’irrigazione

Acqua fredda meteorica La temperatura mostra un evidente andamento ciclico giornaliero,significativamente dipendente con l’andamento della portata

fotosintesi Nei momenti di bassa portata il pH è influenzato dall’attività fotosintetica del fitoplancton La conducibilità risulta influenzata dall’andamento della portata e dall’immissione di acqua proveniente da altre fonti.

Nelle acque correnti l’ossigeno è contenuto quasi sempre in quantità prossime al valore di saturazione. Ciò significa che la sua concentrazione è strettamente dipendente alla temperatura r2 = 0.63 p< .01 n=21

r2=0.51 p <.05 n=21 r2=0.70 p <.01

Zeu= 21.3 x NTU -0.70 (Salmaso & Zignin,submitted) metri Superficie del fiume 20% 20% 52% 30% MEDIA DELLA ZONA EUFOTICA Zeu= 21.3 x NTU -0.70 (Salmaso & Zignin,submitted)

Nutrienti Algali > 10 mg l-1 > 0.1 mg l-1 > 0.2 mg l-1 20 40 60 80 100 120 140 8 16 lunedì 24 martedi mercoledì giovedì venerdì sabato domenica TP ( m g l -1 ) X=20.2 + 3.9 X= 63.8 + 29.3 X= 0.91 + 0.06 X= 2.27 + 0.15

Zooplancton Bdelloidea Keratella cochlearis Lecane sp. Kellicottia longispina Keratella cochlearis Bdelloidea Keratella cochlearis Lecane sp. Keratella quadrata Notholca sp. Kellicottia longispina Cephalodella sp. Naupli di ciclopoidi Densità crescente Keratella cochlearis Lecane sp.

Can a community of small-bodied grazers control phytoplankton in rivers? V. Gosselain,J.P Descy Freshwater Biology (1998) La biomassa fitoplanctonica sembrerebbe controllata da fattori biotici solo nel periodo estivo di bassa portata.

r2=0.82 p <.01 n=21 r2=0.67 p <.05 n=21

50-100 mg l-1 causa una drastica riduzione nella crescita di popolazione di rotiferi e copepodi Suspended clay and the population dynamics of planktonic rotifers and cladocerans (Kevin L. et al. 1990)

Descrittori di biomassa algale p <.01 n=21 X= 1.77 + 0.83 r2=0.73 p <.01 n=21 X= 402.2 + 178.9

Comunità fitoplanctonica

biodiversità crescente Gruppi algali 63 taxa biodiversità crescente Bacillariophyceae 30 taxa Chlorophyceae 14 taxa Cryptophyceae 8 taxa Cianophyceae 5 taxa Dinophyceae 4 taxa Chrysophyceae 2 taxa Euglenophyceae 1 taxon

Gruppi morfo-funzionali stress=0.16 NMDS 2 NMDS 1 stress=0.16 lunedì domenica -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 1A 1B 1C 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 4C 5A 5B 5C 6A 6B 6C 7A 7B 7C T NTU D.W Q zoo Zeu Chla BV NMDS 2 NMDS 1

Portata Torbidità L’analisi statistica multivariata della comunità fitoplanctonica mette in evidenza come le variabili fisiche siano i principali fattori in grado di selezionare anche le specie algali

Conclusioni Le concentrazioni dei nutrienti algali non risultano mai essere limitanti per lo sviluppo del fitoplancton. La bassa densità di zooplancton osservata esclude un controllo top down sulla comunità fitoplanctonica Le diatomee costituiscono il gruppo algale più abbondante. Le basse concentrazioni di biovolume sono motivate considerando il tipico regime alpino del fiume Adige Lo sviluppo temporale della comunità fitoplanctonica è determinato dalle portate idrauliche e dai fattori ad esse connesse.

Pubblicazioni prodotte nei primi due anni di ricerca Lavori ISI Salmaso, N., Zignin,A. At the extreme of physical gradients:phytoplankton in high flowing,large rivers. Hydrobiologia, submitted Centis B., Tolotti M., Salmaso N., 2008. Structure of the diatom community of the River Adige (North-Eastern Italy) along an hydrological gradient. Hydrobiologia, submitted. Pubblicazioni senza IF Salmaso, N., Zignin, A.,Centis B., Maiolini, B.,Bruno, M.C., Sartori, P.,Zambiasi, M. & N. Dell'Acqua. Caratteristiche ecologiche del Fiume Adige lungo gradienti longitudinali: effetti della regimazione idrologica: effetti della regimazione idrologico. Biologia Ambientale, 2009 Zignin, A. – Il plancton fluviale come strumento di conoscenza della qualità ecologica e gestione delle acque del Fiume Adige. Lettera ai Soci S.It.E numero 1 Aprile 2008. Extended abstract: 29 Centis B.- Physical constraints on diatom ecology: the case study of river Adige. Incontro dei dottorandi in Ecologia. Lettera ai Soci S.It.E,2009. Extended abstract. Partecipazioni a congressi Centis B., Tolotti M., Salmaso N., 2008. Struttura delle comunità diatomica del Fiume Adige lungo un gradiente idrologico. XVIII Congresso della Società Italiana di Ecologia (SitE). Parma, 1-3 settembre 2008. Zignin, A.,Cerasino, L.& N. Salmaso. Modificazioni temporali della struttura della comunità fitoplanctonica lungo gradienti longitudinali: il caso del Fiume Adige. XVIII congresso della Società Italiana di Ecologia. Parma 1-3 settembre 2008. Book of Abstracts 49 Centis B., 2009. The importance of being river Adige (North-Eastern Italy): physical constraints, diatom ecology and shear stress. Seminario su invito presso il Canadian Museum of Nature (Ottawa- Canada) e Trent University (Quebec, Ontario- Canada), 14 maggio 2009. Centis B., Tolotti M., Salmaso N., 2009. Physical constrains on riverine diatoms: a case study from Adige River (North-Eastern Italy). Atti del convegno NABS (North American Benthological Society). Grand Rapids, Michigna (USA), 17-23 maggio 2009. Centis, B., Tolotti, M., Zignin, A. & N. Salmaso. Planktonic and benthic diatoms of the river Adige. Congresso CEDiatoms 2. Trento 13- 15 giugno 2008. Book of Abstracts:41 Centis, B., Tolotti, M., Zignin, A., Dell'Acqua, N., Sartori, P. , Zambiasi, M. ,N. Salmaso. Planktonic and benthic diatoms of the river Adige. V Convegno Ricerca zoologica e botanica in Alto Adige.Bolzano 4-5 settembre 2008 Book of Abstracts Salmaso, N., Zignin, A., Centis, B., Sartori, P.& N. Dell'Acqua. Il plancton fluviale come strumento di conoscenza della qualità ecologica e per la gestione delle acque del Fiume Adige. Workshop 03 Autorità di bacino del Fiume Adige: Rovereto, 18 ottobre 2007 : Workshop 03: 47-49. Zignin, A. N. Salmaso. Lo studio del plancton fluviale come strumento di conoscenza della qualità delle acque del fiume adige : il progetto PlanAdige. I Congresso congiunto AIOL- S.It.E. Ancona 17-20 settembre 2007. Book of Abstracts: 45 Salmaso, N., Sartori, P., Zignin, A.,Centis, B. & N. Dell’Acqua - Il plancton fluviale come strumento di conoscenza della qualità ecologica e gestione delle acque del Fiume Adige. Conferenza Nazionale 2007 sui Cambiamenti Climatici. Roma 12-13 settembre 2007. Zignin, A. – Il plancton fluviale come strumento di conoscenza della qualità ecologica e gestione delle acque del Fiume Adige. Italian meeting of PhD student in aquatic ecosystem. Lecce 26-27 Gennaio 2007 Zignin A, N. Salmaso - Phytoplankton as a tool to investigate the ecological quality of river Adige (north east italy): the project PlanAdige. SEFS 5. Palermo 8-13 luglio 2007. Book of Abstracts: 272

Athesis PlanAdige Ringraziamenti Nelle stazioni di Bolzano e Boara Pisani questa ricerca è resa possibile grazie al lavoro di numerose persone coinvolte nelle attività di prelievo e rilevazione di misure nel fiume. Vogliamo ringraziare in particolare: APPA Bolzano: Helmuth Cont, Marco Covi, Gianni Scalzer e Andrea Scapin, Luca Dal Bello ARPAV Rovigo: Luca Boldrin e Monica Lionello