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
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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