Corso di laurea in Scienze Biologiche (L-13)

Come previsto negli obiettivi formativi del curriculum ecologico-ambientale, il corso mira a formare lo studente a comprendere  le relazioni ecologiche tra fattori biotici e abiotici negli ecosistemi naturali ed antropici. Fornisce le conoscenze fondamentali sulle problematiche ambientali derivanti dall'impatto antropico sulla biosfera, con particolare riguardo all'inquinamento di aria ed acqua. Inoltre, il modulo di ecologia quantitativa ha come obiettivo quello di fornire gli strumenti di analisi necessari per garantire un approccio scientifico alle problematiche di gestione e conservazione delle singole specie e di tutela della biodiversità. Queste competenze potranno essere utili agli studenti che si affacceranno al mondo del lavoro, ad esempio per svolgere attività tecniche all'interno di Enti pubblici locali o aree protette.

Per il modulo di Ecologia vegetale: L'insegnamento concorre agli obiettivi formativi del corso di Laurea nell'ambito ecologico, in quanto si propone di formare lo studente alla comprensione dei rapporti tra singole specie e comunità vegetali e fattori ambientali. Lostudente dovrà essere in grado, sulla base del riconoscimento delle specie vegetali e dell'osservazione delrelativo tipo funzionale, di ricavare indicazioni sulle condizioni climatiche,  pedologiche e di uso del territorio nonché di evidenziarne l'importanza nell'ambito dei cicli biogeochimici.

CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE

Modulo generale: Alla fine del corso, lo studente dovrebbe aver acquisito le seguenti competenze:

• Capire la struttura generale delle principali matrici della biosfera: atmosfera, pedosfera, idrosfera  e gli scambi di materia ed energia tra di esse
• Capire il funzionamento degli ecosistemi nelle tre matrici
• Possedere conoscenze specialistiche su alcuni ecosistemi: fiumi, laghi, agroecosistemi
• Comprendere l'effetto delle attività umane sulle tre matrici: uso delle energia, del suolo, delle acque, inquinamento, effetti sul cambiamento climatico globale e sulla biodiversità
• Conoscenza dei principali strumenti e indici dell'ecologia quantitativa per le applicazioni concernenti lo studio delle popolazioni e delle comunità biologiche.
• Capacità di utilizzare autonomamente approcci analitici per la valutazione dello stato delle specie della biodiversità
• Per il modulo di Ecologia vegetale: Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di:

  1) Aver compreso le relazioni esistenti tra singole specie e comunità vegetali e  vari fattori ambientali (climatici, pedologici e di uso del suolo)

• 2) Aver compreso il ruolo dell'evoluzione nella definizione di tali relazioni e della plasticità ecologica delle specie al variare dei fattori ambientali

  3) Conoscere le caratteristiche delle più importanti comunità vegetali (prati, zone umide e boschi) e il loro ruolo nei cicli biogeochimici definendono anche i servizi ecosistemici forniti anche in relazione alla dinamica vegetazionale nel tempo

  4) Conoscere le definizioni di biodiversità vegetale e saper evidenziare alcuni dei ruoli della biodiversità nella risposta alle variazioni ambientali nel tempo

• CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
  Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le seguenti capacità:
  1) Essere in grado di fare elaborazioni semplici su dati relativi alla bioindicazione
  2) Saper rappresentare in grafici i dati climatici e le relazioni tra fattori biologici e fattori ambientali
  3) Saper utilizzare correttamente i nomi scientifici delle specie e delle comunità vegetali

Modulo generale: 44  ore di lezioni frontali e 8 di esercitazione(6 cfu) che consistono di 4 uscite in campo.  Gli studenti devono partecipare ad almeno 3 uscite. Il modulo di ecologia quantitativa occupa 8 delle 44 ore di lezione frontale.

Modulo vegetale: 22 ore di lezione frontale e 6 di escursione in campo

 

Modulo generale: Esame scritto della durata di un'ora.  Si tratta di rispondere a 18 domande (1 punto ciascuna) a risposta multipla (quattro opzioni) e 4 domande a risposta aperta (3 punti ciascuna). Le domande dello scritto permettono la valutazione anche delle attività svolte durante il modulo di ecologia quantitativa.

Il voto dello scritto è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle singole domande. Per il modulo relativo alla parte vegetale gli studenti devono rispondere a 10 domande a risposta aperta (3 punti ciascuna) in 1 ora. 

Il punteggio complessivo del modulo generale è dato dal voto allo scritto e dalle attività pratiche (esposizione degli articoli su temi specifici concordati e compilazione della scheda IFF durante l'uscita alla Mandria).

Modulo  generale 

Prof Bona

Composizione dell'atmosfera. Strato dell'ozono. Caratteristiche fisiche dell'atmosfera. Il clima. Zone climatiche terrestri.VariazIoni nel tempo della composizione dell’atmosfera. I CFC e il buco dell’ozono. L'effetto serra e il riscaldamento globale. principali gas serra. Proiezioni future dell’IPPC. Conseguenze su specie ed ecosistemi. Effetti sulle piante e sulla produzione agricola, la downregulation. Modificazioni nella distribuzione globale degli ecosistemi terrestri. Effetti sulla fenologia delle specie. Impatti sociali e sulla salute umana. Effetti sugli ecosistemi acquatici: acque costiere, acque interne e di transizione. Effetti sugli ecosistemi forestali. Inquinamento dell'aria. Principali fonti inquinanti nelle aree urbane. Inquinanti primari e secondari. Lo smog fotochimico. Le deposizioni acide. La qualità dell’aria in provincia di Torino

Articolo Robinson and Erickson 2015 buco ozono

Classificazione dei corpi idrici: acque lentiche e lotiche, acque interne, di transizione, costiere.  .proprietà fisiche e chimiche, alterazioni (temperatura, pH, ossigeno disciolto). Caso studio Liming nel Lago d’Orta (articolo Calderoni & Tartari 2000 Limnol., 60 (Suppl 2): 69-78). L’ autodepurazione dei fiumi, curva a sacco. Il sistema saprobico di classificazione. Carichi inquinanti diffusi e puntuali e parametri di misura.  Trattamento delle acque reflue: trattamenti primari, secondari, terziari. Trattamento dei fanghi. L’impianto di depurazione SMAT. La fitodepurazione. Il contesto normativo, sistemi principali. Rimozione di azoto, fosforo, carico organico.  Vantaggi e svantaggi. Acque potabili, parametri di controllo. L’impianto di potabilizzazione della SMAT. Ecologia fluviale. L’indice di  funzionalità fluviale: concetti ed applicazione. L’ecologia dei laghi. L’eutrofizzazione, cause, conseguenze e metodi di misura. L’eutrofizzazione costiera

Articolo Schindler et al., 2016 su Eutrofizzazione laghi

La matrice suolo. Fattori fisici, biologici, chimici. Gli orizzonti del suolo.la fauna del suolo: ruolo ecologico e come indicatore biologico. Cenni all’indice QBS. l’erosione del suolo. Cause principali. Effetti della perdita di materia organica; la desertificazione, cause e conseguenze. La conservazione del suolo. La contaminazione: vie di inquinamento, normativa vigente. Le sostanze più tossiche:diossine, PCB, micotossine. I pesticidi: usi storici e attuali. Principali tipologie: insetticidi, erbicidi, fungicidi. Classificazione in base alla composizione . Meccanismi d’azione. Vantaggi e pericoli dell’uso di pesticidi.  L’incidente di Seveso. Gestione sostenibile agroecosistemi e lotta biologica. Articolo Wetzel et al. Agron. Sustain. Dev. (2014) 34: 1-20 sulle pratiche agroecologiche. Gestione dei rifiuti: smaltimento in discarica, termovalorizzatore (funzionamento, recupero energetico, vd impianto trm), filosofia delle 5R

Gradienti della biodiversità e minacce globali. Criteri di conservazione delle specie. Calcolo dei principali indici di ricchezza e diversità: Margalef, Shannon, Pielou, Simpson

USCITE

Termovalorizzatore rifiuti

Potabilizzatore SMAT

Parco La Mandria

Impianto depurazione SMAT

 

 

Ecologia quantitativa Prof La Morgia

Modelli matematici per lo studio della dinamica di popolazione e la conservazione delle popolazioni animali.  Incertezza demografica, ambientale e spaziale per le piccole popolazioni. Concetto di popolazione minima vitale: metodi per la sua determinazione (simulazioni). Crescita densità-indipendente: modelli discreti e proiezioni della crescita di una popolazione in R. Cenni di analisi di vitalità (PVA). Modelli di popolazione strutturati per età: matrici di Leslie e grafici di cicli vitali. Distribuzione stabile di struttura. Valore riproduttivo, sensitività ed  elasticità dei parametri demografici (analisi in R). Esempi di applicazione di metodi quantitativi alla gestione faunistica, con cenni alla crescita densità-dipendente e analisi di interazioni competitive. Caso studio – specie aliene invasive – definizione, normativa, modelli matematici per la gestione.

Misurare la biodiversità. Campionamento e organizzazione dei dati. Analisi della ricchezza specifica, diagrammi rango-abbondanza e profili di diversità. Indici di diversità - esercitazione in R con il pacchetto vegan. Distanze ecologiche e loro analisi (Mantel test e ANOSIM) in R.

 

Modulo vegetale:

Relazioni tra le specie vegetali e i principali fattori ambientali: luce, acqua, temperatura, vento, suolo.  I climi sulla terra: relazioni con i diversi tipi di vegetazione. Disturbo antropico e vegetazione. Le specie vegetali come bioindicatori.

Le comunità vegetali: caratteristiche (fisionomia, struttura e composizione, dinamismo) delle comunità e metodi di analisi. La situazione delle foreste europee ed italiane. Le foreste e il ciclo del carbonio. I vegetali e le altre fonti di energia. L'impatto delle attività umane sulle comunità vegetali. Risposte dei vegetali ai diversi tipi di impatto (disturbo meccanico, inquinanti, nutrienti.) in relazione alle loro strategie vegetative e riproduttive. Dinamismo delle comunità vegetali ed evoluzione del suolo. Conservazione del suolo e degli ecosistemi. I diversi livelli della biodiversità vegetale. Biodiversità

1) Modulo generale

Il materiale illustrato a lezione è disponibile sulla piattaforma moodle (vedi link a fondo pagina)

E' fortemente consigliato l'acquisto di uno dei seguenti testi:

 

Bargagli Ecologia Applicata Amos Edizioni

Galassi Ferrari Viaroli Introduzione all'ecologia applicata Città Studi Edizioni

Miller Scienze Ambientali  Edises

Smith and Smith Elementi di ecologia Pearson Editore

 2) Modulo vegetale
Pignatti S. (ed.),1994. Ecologia vegetale. UTET.