Influenza della protezione sulla struttura dei popolamenti algali. AMP" Isola di Ustica", un caso di studio

June 10, 2018 | Author: Francesco Trapani | Category: Documents


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Influenza della protezione sulla struttura dei popolamenti algali. AMP “Isola di Ustica”, un caso di studio Davide Privitera 1,2, Davide Agnetta 1, Francesco Di Trapani 1, 2 2 1 Arianna Merliak , Chiara Torre , Paola Gianguzza

Dipartimento di Ecologia-Università di Palermo 2 Dipartimento per lo studio del Territorio e delle sue Risorse-Università di Genova 1

In seguito all’istituzione dell’Area Marina Protetta “Isola di Ustica” gli echinoidi Paracentrotus lividus e Arbacia lixula hanno subito un elevato incremento in densità (Riggio personal communication, Gianguzza et al. 2006). Ne è derivata la formazione, lungo la fascia infralitorale rocciosa, di estesi barren grounds, habitat a ridotta biodiversità in cui la scarsità di alghe erette fotofile può produrre effetti a cascata lungo la catena trofica (Guidetti et al., 2002, 2003; Guidetti, 2006, Privitera et al 2008). Con il presente studio si è inteso verificare l’influenza della protezione sulle densità dei due echinoidi, sull’estensione dei substrati a barren e sulla struttura dei popolamenti algali presenti.

Materiali e metodi Area di studio Fig.1

A2 A1 C2 OTUs da analisi fotografica

OTUs da Analisi dei grattaggi

Analisi dei dati

Campionamenti

C1

Tra l’estate 2007 e la primavera 2008 sono stati effettuati due campionamenti a stagione in due siti scelti randomicamente all’interno della zona A e della zona C, tra 0 e 5m di profondità (Fig. 1). In ogni tempo sperimentale oltre a rilevare le densità di P. lividus e A. lixula, sono stati effettuati rilevamenti fotografici (16/Sito) e grattaggi del substrato (4/Sito) al fine di determinare la variabilità dei popolamenti algali tra Aree e Stagioni in termini di ricoprimento, composizione e biomassa.

Sono state definite delle Unità Tassonomiche Operative (OTUs) per ottimizzare l’analisi dei dati (Tab. 1) I dati di ricoprimento e biomassa algale sono stati analizzati tramite PERMANOVA (Anderson, 2001). Le singole OTUs e le densità dei due echinoidi tramite ANOVA (Underwood, 1981). Fattori: -Stagione, fisso, ortogonale, 4 livelli -Tempo, random, nested in stagione, 2 livelli/Stagione -Specie, fisso ortogonale (solo per dati di densità), 2 livelli -Protezione, fisso, ortogonale, 2 livelli -Sito, random, nested in Tempo e Protezione, 2 livelli/Protezione/Tempo

Risultati

Principali componenti

ANOVA Densità

Densità

Due Specie

Cianobatteri

Specie

1

7,225

0,7

0,45

1

429,025

162,47

0,0002

1

861,328

133,6

16

7,3813

2,61

0,0006

16

9,1031

1,51

StXSp

3

3,2792

0,32

0,8135

StXPr

3

3,2792

1,24

0,405

SpXte(St)

4

10,3281

2,6

0,0757

PrXte(St)

4

2,6406

0,36

0,8349

SpXPr

1

4,225

1,88

0,2427

16

3,975

1,4

0,134

StXSpXPr

3

5,7292

2,54

0,1945

PrXSpXte(St)

PrXSpXte(St)

4

2,2531

0,57

0,6903

SpXSi(StXteXPr)

RES

576

2,8326

TOT

639

2

A. lixula

Protezione

1,5

P. lividus

Sito(StXteXPr)

Zona C

Fig. 2 Istogramma rappresentativo delle densità delle due specie

Zona A 80 70 60 50 40 30 20 10 0

SpXSi(StXteXPr)

Erette Turf Barren

gn iu

o a

o st o g

b to t o

re

e o o ai ai br r n m n b ve ge eb o f n

A

ile pr

M

g ag

io

a

Zona C

0,9888 Tempo (St) 0,0682 Si(StXteXPr) SpXte(St) 0,0003 PrXte(St) 0,0945 RES SpXte(St)

3

7,2365

1,12

0,4393 PrXte(St) SpXSi(StXteXPr)

4

6,4469

0,71

0,598 Si(StXteXPr)

A. lixula

E’ presente un effetto della Protezione sulle densità di entrambe le specie, maggiormente abbondanti in Zona A. (SNK tes: Zona A>B*). Fig.2, Tab. 2

PrXSpXte(St) RES

288

Tab 2 Risultati ANOVA applicata alle densità delle due specie

6,0233

319

Non sono presenti effetti dovuti alla Protezione considerando l’insieme delle alghe Erette, Turf Forming e substrato a barren (Fig. 3 a,b. Tab. 3) Considerando la composizione dei popolamenti algali ad un livello maggiormente discreto (OTUs relative ai grattaggi) emerge l’effetto Protezione (Tab. 4, Fig. 4), consistente solo per le alghe Verdi Erette e Turf Forming, Rosse Erette e Coralline Articolate, maggiormente presenti in Zona A. La maggiore variabiltà si ha in genere a livelli di Siti. La componente eretta dei popolamenti algali (in particolare le Dictyotales) varia stagionalmente. La Biomassa (umida e secca) varia uniformemente al ricoprimento. ANOVA Popolamenti algali

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Erette

Sorgente

df

Turf

ag g

b

M

pr ile

no

io

Barren

Fig 3 a, b. Istogrammi relativi al ricoprimento di alghe Erette, Turf Forming e substrato a barren

spp.,

Erette

AC

RE

P

P

P

Dictyotales Fucales P

P

OBE

VE

Turf

VTF

RTF

Barren

EC

P

P

P

P

P

P (anov)

P

3

0,0388

0,5926

0,3992

0,039

0,3253

0,6552

0,433

0,6087

0,355

0,6499

0,0617

0,6858 Te(St)

Tempo(st)

1

0,5177

0,6364

0,5931

0,187

0,555

0,3701

0,7828

0,1163

0,4362

0,0388

0,4234

0,0747 Si(StXTeXPr)

Protezione

4

0,1858

0,0015

0,0029

0,197

0,1323

0,5298

0,0149

0,6578

0,29

0,0237

0,265

Sito(StXTeXPr)

3

0,6158

0

0,0072

0,0103

0,0011

0,0063

0,0005

0

0,5852

0,509

0

StXPr

4

0,3282

0,0489

0,9967

0,4226

0,7108

0,5168

0,6015

0,4115

0,4276

0,3913

0,7802

0,549 PrXTe(St)

PrXTe(St)

16

0

0,9816

0,5687

0,7667

0,5018

0,3987

0,8026

0,2664

0,2299

0,301

0,3569

0,176 Si(StXTeXPr)

RES

96

TOT

127

Trasformazione

nessuna

Ln(x+1)

Ln(x+1)

Radq

Radq

Ln(x+1)

Ln(x+1)

nessuna

nessuna

Ln(x+1)

nessuna

0,1221 PrXTe(St) 0,421 RES

nessuna

Tab. 3. Risultati ANOVA applicata alle singole OTUs

Popolamenti algali

PERMANOVA Popolamenti algali df

OTUs da analisi fotograficaOTUS da grattaggi P(perm) Unique perms

40 30 20 10 0

Zona A

ia

sid on

VE

Zona C

VT F

F versus

Stagione

Po

Discussioni e Conclusioni

2,7

O Di BE ct yo ta le s Fu ca le s

Tab. 1 Unità Tassonomiche Operative utilizzate

24,5719

RE

Monocotiledones Posidonia oceanica (P)

4

o

Siphonocladales (Valonia spp.) Bryopsidales (soprattutto Bryopsis spp.) Cladophorales (soprattutto Cladophora spp., Caetomorpha spp.)

Corallinales (Lithothamnion Lithophyllum spp.)

0,615

RT F

Angiosperme

Coralline Incrostanti (EC)

0,68

AC

Barren (100ricoprimento % alghe erette e turf forming )

5,0281

EC

Cyanophitae (C)

4

ug n

Verdi Turf Forming (WTF)

Tempo (St)

gi

Rosse Turf Forming (RTF)

3 2,5

g

Ceramiales (Soprattutto Ceramium spp., Polysiphonia spp., Callithamnion spp., Anthitamnion spp.) Gelidiales (soprattutto Gelidium spp.) Rhodymeniales (Botryocladia sp.) TTS (thin, tubolar and sheet like algae)

F versus

0,04

Zona A

Gigartinales (Peyssonnelia spp.)

P

0,9281

A

Bryopsidales (Halimeda tuna, Codium spp.) Dasycladales (Acetabularia acetabulum)

F

3

ve m br e ge nn ai o fe bb ra io

Verdi Erette (VE)

MS

0,5608

re

Soprattutto Sphacelariales (Sphacelaria spp., Halopteris filicina)

DF

0,79

ot to b

Altre Erette Brune (AEB)

P

3,9542

os to

(Dictyota spp., Padina pavonica, Taonia sp., Dyctiopteris sp.)

F

3

ag

Dictyotales (D)

Rosse Prostrate (RP)

Turf (comprendente anche forme giovanili delle Erette)

(Cystoseira spp., Cutleria sp.)

MS

Stagione

0

%

Fucales (F)

DF

Somma

3,5

1 0,5

%

Altre Erette Rosse (AER)

Ceramiales (soprattutto Chondria spp., Halopithys incurvus, Laurencia LCC, Lophocladia sp.) Rhodymeniales (Soprattutto Rhodymenia sp.) Gracilariales (Gracilaria sp.)

%

Erette

Coralline Articolate (AC)

Ind/mq

Source

Corallinales (soprattutto Haliptilon sp. Jania sp., Amphiroa sp., Corallina elongata)

P. lividus

Fig. 4. Istogramma relativo alla composizione dei popolamenti algali nelle due aree di studio

Biomassa Umida

Biomassa Secca

P(perm) Unique perms P(perm) Unique perms P(perm) Unique perms

Stagione

3

0,187

999

0,006

999

0,03

998

0,011

997

Protezione

1

0,034

999

0,001

999

0,002

999

0,002

998

Tempo(stagione)

4

0,027

998

0,306

998

0,169

997

0,63

998

StagionexProtezione

3

0,421

997

0,517

999

0,315

997

0,665

998

Tempo(Stagione)xProtezione

4

0,491

998

0,689

999

0,804

999

0,555

997

Sito(Tempo(Stagione)xProtezione) 16

0,003

999

0,001

995

0,001

996

0,001

996

Res Total

96 127

Tab. 4. Risultati PERMANOVA applicata al complesso delle OTUs

In termini di ricoprimento e biomassa di alghe erette, turf forming e substrato a barren non è stato rilevato alcun effetto della protezione, nonostante si abbia una maggior presenza in Zona A di entrambe le specie di riccio. A livello maggiormente specifico, comunque, pare che la Protezione eserciti un ruolo non trascurabile sulla composizione dei popolamenti algali. Comunque le uniche OTUs significativamente variabili tra i due livelli di protezione esaminati (Clorofite Erette, Rodofite Erette, Turf Forming e Coralline Articolate), oltre a non essere tra gli item preferiti dalle due specie (Chiantore et al. 2008, Privitera et al 2008) presentano valori di biomassa e ricoprimento maggiori in Zona A. La presenza di un effetto della Protezione può quindi essere attribuito a fattori diversi dal pascolo delle due specie, quali l’esposizione e la conformazione del substrato. I modesti valori di densità delle due specie (P. lividus 2,7±0,19 e 1,1±0,18 ind/m2±1SE; A. lixula 3±0,18 e 1,3±0,14 ind/m2±1SE, rispettivamente in Zona A e C), inferiori a quelli registrati in studi precedenti (Riggio personal communication, Gianguzza et al. 2006), fanno sì che la differenza ritrovata tra i due livelli di protezione non sia efficace per determinare un aumento della pressione di pascolo tale da impattare maggiormente i popolamenti algali presenti nell’area a protezione totale. Anderson, M.J., 2001. A new method for non-parametric multivariate analysis of variance. Austral Ecol. 26, 32–46. Chiantore M., Vielmini I., Privitera D., Mangialjo L., Cattaneo-Vietti R., 2008. Habitat effects on the population structure of Paracentrotus lividus and Arbacia lixula. Chem. Ecol.24:145-157 Gianguzza, P., Chiantore, M., Bonaviri, C., Cattaneo-Vietti, R., Vielmini, I., Riggio, S., 2006. The effects of ricreational Paracentrotus lividus fishing on distribution patterns of sea urchins at Ustica Island MPA (Western Mediterranean, Italy). Fish. Res. 81, 37–44. Guidetti, P., 2004. Consumers of sea urchins, Paracentrotus lividus and Arbacia lixula, in shallow Mediterranean rocky reefs. Helgoland Mar.Res. 58, 110–116. Guidetti, P., 2006. Marine reserves re-establish lost predatory interactions and causecommunity changes in rocky-reefs. Ecol. Appl. 16 (3), 963–976 Guidetti, P., Fanelli, G., Fraschetti, S., Terlizzi, A., Boero, F., 2002. Coastal fish indicate human induced changes in the Mediterranean littoral. Mar. Environ. Res. 53, 77–94 Privitera D., Chiantore M., Mangialajo L.,Glavic N., Kozul V. Cattaneo-Vietti R., 2008 Inter- and intra-specific competition between Paracentrotus lividus and Arbacia lixula in resource-limited barren areas. J. Sea Res. 60:184-192 Underwood A.J., Techniques of analysis of variance in experimental marine biology and ecology, A. Rev. Ocean. Mar. Biol. 19 (1981), pp. 513–605.

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