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ECOLOGIA APPLICATA GENERALE

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APPLIED GENERAL ECOLOGY

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
MFN0412A
Docente
Francesca Bona (Titolare)
Insegnamento integrato
Corso di studi
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
3° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
BIO/07 - ecologia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti

Conoscenze di base di ecologia, chimica, matematica ,botanica e zoologia
Bases of ecology, chemistry, mathematics, plant science and zoology

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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Fornire le conoscenze fondamentali sulle problematiche ambientali derivanti dall’impatto antropico sulla biosfera, con particolare riguardo all’inquinamento di aria, acqua e suolo. Saper riconoscere le relazioni tra le variazioni delle condizioni ambientali e le alterazioni subite dalle componenti vegetali ed animali dei sistemi ecologici, a diversi livelli di scala. Saranno fornite conoscenze teoriche e pratiche  alla risoluzione di esercizi e di problemi, e all'analisi di casi studio su temi relativi all’ecologia e alla conservazione , con l'uso di modelli in R.

Provide fundamental knowledge on environmental issues stemming from anthropogenic impacts on the biosphere, with specific regard to the pollution of soil, air and water. Being able to recognize the relationship between changes in environmental conditions and changes undergone by plant and animal components of ecological systems at different scales. Provide theorical background and practical skills to solve problems and case studies concerning ecology and conservation, with models in R package.

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Biologia degli organismi animali , Biologia degli organismi vegetali, Aspetti evoluzionistici, Aspetti ecologici/ambientali CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Analisi della biodiversita’ AUTONOMIA DI GIUDIZIO Valutazione e interpretazione di dati sperimentali di laboratorio ABILITÀ COMUNICATIVE Trasmissione e divulgazione dell’ informazione su temi ecologici d’attualità
Biology of animal organisms, Biology of plant organisms, ecological aspects Evaluation and interpretation of experimental data dissemination of 'information on the main current issues in ecological science.

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Modalità di insegnamento

 

44  ore di lezioni frontali e 8 di esercitazione(6 cfu)

  A total of 44 hours of lectures and 8 hours of lab and field-based experiences (6 cfu)

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Modalità di verifica dell'apprendimento

 

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).

A written exam of 1 hour’s duration, consisting of 18 multiple choice questions with four options (1 point each), 4 open questions (3 points each) 

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Programma

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.

Energia sostenibile. Impronta ecologica. Consumo energetico: settore trasporti, domestico, servizi e industriale. Come ridurre i consumi. Distribuzione geografica dei consumi e delle risorge energetiche. Fonti di energia rinnovabile. Coltivazione delle microalghe per la produzione di energia. Induzione accumulo di lipidi in microalghe d’acqua dolce per la produzione di biodiesel. 

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.

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. L’eutrofizzazione come disfunzione degli ecosisistemi acquatici. Concetto di fattore limitante. Fonti di fosforo. Vicende termiche dei laghi. Effetti e indicatori di eutrofizzazione. L’eutrofizzazione costiera. Acque potabili, parametri di controllo. L’impianto di potabilizzazione della SMAT. Ecologia fluviale. L’indice di  funzionalità fluviale: concetti ed applicazione.

Ecologia quantitativa: Conservazione delle popolazioni animali. Tipologie e livelli di minaccia, criteri di rarità e vulnerabilità. Modelli matematici per lo studio della dinamica di popolazione. 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 continui in R. Proiezioni della crescita di una popolazione in R. Simulazioni stocastiche di estinzione (Vortex). Relazione tra inbreeding e fitness. Crescita densità-dipendente. Azioni di restocking/reintroduzione e prelievo per la conservazione delle popolazioni. 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).

Calcolo dei principali indici di ricchezza e diversità: Margalef, Shannon, Pielou, Simpson. Indici di diversità tassonomica.

Composition of the atmosphere. The Ozone layer. Physical characteristics of the atmosphere. The climate . Climatic zones. Long term variation in  the atmosphere composition. CFCs and the ozone hole . The greenhouse effect and global warming. Greenhouse gases. IPCC future projections . Consequences on species and ecosystems. Air Pollution . Main sources of pollution in urban areas. Primary and secondary pollutants . Photochemical smog . The acid deposition . The air quality in the province of Turin.
Sustainable Energy. Ecological footprint. Energy consumption: transportation, residential, commercial, industrial sectors. Energy consumption reduction. Geographical distribution of energy consumption and reserves. Renewable energy sources. Cultivation of microalgae for energy production. Induction of lipid accumulation in freshwater microalgae for biodiesel production.

Municipal solid waste. Differentiated wastes collection.
The soil matrix . Physical, biological factors . Soil layers. Soil fauna : ecological role and as a biological indicator . The index QBs . Soil erosion, main causes . Effects of the loss of organic matter ; desertification , causes and consequences. The soil conservation. Contamination : pathways of pollution. Italian regulations. The most toxic substances : dioxins , PCB, mycotoxins. Pesticides : historical and current uses. Main types : insecticides , herbicides, fungicides. Classification according to the composition. Mechanisms of action . Benefits and dangers of pesticide use . The Seveso accident . Sustainable management of agro-ecosystems and biological control . Article Wetzel et al . Agron . Sustain . Dev . (2014) 34: 1-20 on agro-ecological practices .

Classification of water bodies : lentic and lotic waters , inland waters, transitional, coastal.. Physical and chemical properties , changes (temperature, pH , dissolved oxygen ) . Liming case study in Lake Orta (Article Calderoni & Tatars in 2000 Limnol . , 60 ( Suppl 2): 69-78 ) . The autopurification of rivers. The Saprobic system classification . Point and diffuse pollution loads and measurement parameters . Wastewater treatment : primary treatment , secondary, tertiary . Sludge treatment . The wastewater plant at SMAT . Constructed wetlands .  Current regulations, main  systems . Removal of nitrogen , phosphorus, organic load . Advantages and disadvantages. Eutrophication of waters.  Concept of limiting factor. Sources of phosphorus. Lake stratifications. Effects and indicators of eutrophication. The coastal eutrophication . Drinking water , control parameters. The water treatment plant of the SMAT . River ecology . The index of river functionality IFF : concepts and application.
Quantitative Ecology : Conservation of animal populations. Mathematical models for the study of population dynamics . Uncertainty demographic , environmental and space for small populations . Concept of minimum viable population : methods for its determination ( simulations ) . Density - independent growth : discrete and continuous models in R. Projections of population growth in R. Simulations of stochastic extinction ( Vortex) . Relationship between inbreeding and fitness. Density -dependent growth . Shares of restocking / reintroduction and withdrawal for the conservation of populations. Brief analysis of viability ( PVA) . Population models structured by age: Leslie matrices and diagrams of life cycles . Distribution of stable structure . Reproductive value , sensitivity and elasticity of demographic parameters (analysis in R). Evaluation of richness and diversity : Margalef , Shannon, Pielou , Simpson, Sorensen indices . Indices of taxonomic diversity .

Testi consigliati e bibliografia

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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 Smith and Smith Elementi di ecologia Pearson Editore

Slides are provided on the moodle learning platform (see link at the bottom of the page)

Students should choose one  among the following textbooks:

Bargagli Ecologia Applicata Amos Edizioni

Galassi Ferrari Viaroli Introduzione all'ecologia applicata Città Studi Edizioni

Miller Scienze Ambientali Smith and Smith Elementi di ecologia Pearson Editore



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Note

IL MATERIALE DIDATTICO E LE INFO SUL CORSO SI TROVANO SULLA PIATTAFORMA MOODLE A CUI GLI STUDENTI SONO INVITATI AD ISCRIVERSI.

Students must register themselves on the moodle learning platform (see link below)

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Ultimo aggiornamento: 03/07/2017 15:13
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