Flora e fauna dei rock glaciers e dei debris

FLORA E FAUNA DEI ROCK GLACIERS
E DEI DEBRIS-COVERED GLACIERS
TAMPUCCI D., CACCIANIGA M., GOBBI M., LOSAPIO G., MAFFIOLETTI C.
«Dalle Alpi all'Himalaya: alla scoperta della flora d'altitudine»
Riunione Scientifica della Società Botanica Italiana (Gruppo Floristica)
Museo Civico di Storia Naturale di Milano - 01.03.2013
FLORA E FAUNA DEI ROCK GLACIERS
E DEI DEBRIS-COVERED GLACIERS
Dottorato di Ricerca in Scienze Naturalistiche e Ambientali
Scuola di Dottorato Terra Ambiente e Biodiversità
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MILANO
• Università degli Studi di Milano
• Museo delle Scienze di Trento
• Parco Nazionale Stelvio
OBIETTIVI
• Studiare le caratteristiche ecologiche dei rock glaciers, dei debriscovered glaciers e delle piane proglaciali.
• Interpretarne il significato biogeografico nel quadro dei mutamenti
climatici olocenici.
STUDIO MULTIDISCIPLINARE
Ambiente fisico
Flora
Fauna invertebrata
DEBRIS-COVERED GLACIERS
Ghiacciai con bacino ablatore coperto da detriti.
Baltoro (Pakistan)
• Il ritiro del ghiacciaio espone le superfici rocciose del
bacino collettore a processi di alterazione periglaciali.
• Il detrito supraglaciale protegge il ghiacciaio dall’ablazione.
DEBRIS-COVERED GLACIERS
Piana proglaciale
Ghiacciaio del Forno (Svizzera)
Il ghiacciaio in arretramento libera nuove aree
disponibili alla colonizzazione biologica, dove
processi fluviali interagiscono con morfologie glaciali.
ROCK GLACIERS
Corpi detritici misti a ghiaccio (se attivi), caratterizzati da forma
lobato-spatolata, margini acclivi e strutture di flusso superficiali.
Mount Sneffels (Colorado)
• Classificazione morfologica (detrito glaciale o falda detritica)
• Classificazione in base al ghiaccio (nucleo o interstiziale)
• Classificazione dinamica (attivi, inattivi o relitti)
ROCK GLACIERS
La genesi delle di un rock glacier piuttosto che di un debris-covered
glacier dipende dall’apporto relativo di neve e detrito, un bilancio
legato alla situazione topoclimatica.
Ghiacciaio
Debris-covered glacier
Rock glacier
Vedrettino (SO)
Rock glaciers e debris-covered glaciers rappresentano situazioni
«limite» dei regimi periglaciale e glaciale. Spesso si passa dall’una
all’altra forma al variare delle condizioni climatiche.
CARATTERISTICHE ECOLOGICHE
Dal punto di vista delle piante i due habitat sono caratterizzati da
almeno tre aspetti ecologici macroscopici in comune:
• Microclima legato al ghiaccio
• Scarsa evoluzione del suolo
• Dinamica geomorfologica
CARATTERISTICHE ECOLOGICHE
Le differenze risiedono nella classificazione morfoclimatica, nei
rapporti con i piani altitudinali e nella velocità di flusso:
• Sistema glaciale
• Sistema periglaciale
• Ampio range altitudinale
• Range altitudinale ridotto
• Velocità fino a 16 m/a
• Velocità inferiore a 1 m/a
CONOSCENZE ATTUALI
• Prima metà del XX secolo: prime osservazioni sulle Alpi (LÜDI,
1921; NEGRI, 1935 e 1942; VALBUSA, 1937).
• Primi anni del XXI secolo: studi ecologici e prime considerazioni
biogeografiche (CANNONE E GERDOL, 2003; BURGA ET AL., 2004;
FICKERT ET AL., 2007; GOBBI ET AL., 2010; CACCIANIGA ET AL., 2011;
RIEG ET AL., 2012).
Ghiacciaio del Miage (AO)
CONOSCENZE ATTUALI
Saxifraga oppositifolia
Oxyria digyna
Ranunculus glacialis
Specie adattate al
freddo e al movimento
(Androsacion alpinae)
Cerastium uniflorum
Androsace alpina
Saxifraga bryoides
Cardemine resedifolia
Geum reptans
CONOSCENZE ATTUALI
Sotto il limite della vegetazione arborea i debris-covered glaciers
ospitano anche specie legnose del piano subalpino, permettendo la
coesistenza di elementi appartenenti a diversi piani altitudinali.
• Larix decidua
• Picea excelsa
• Populus tremula
• Betula pendula
• Salix sp.
Sembra invece che i rock glaciers attivi non scendano sotto i piani
alpino e nivale, pertanto sono caratterizzati solo da flora d’alta quota.
CONOSCENZE ATTUALI
Sono già stati individuati alcuni fattori abiotici che
regolano la copertura della vegetazione, il numero
di specie e la loro distribuzione:
•
•
•
•
Granulometria
Velocità di flusso
Stabilita del substrato
Sostanza organica
Per altri fattori occorrono invece approfondimenti:
• Effetto del ghiaccio
• Spessore del detrito
• Litologia
CONOSCENZE ATTUALI
I risultati finora conseguiti hanno suggerito due ipotesi contrapposte
sul significato biogeografico di queste geoforme nel quadro dei
mutamenti climatici del Quaternario:
Ghiacciaio del Miage (AO)
• Criptorifugi durante le glaciazioni? (FICKERT ET AL., 2007)
• Criptorifugi durante gli interglaciali? (CACCIANIGA ET AL., 2011)
METODI DI STUDIO
Per ogni stazione si rilevano dati abiotici e biotici, per studiare le
variazioni di flora e fauna al variare delle condizioni ambientali.
Abiotico
Topografico
Quota
Esposizione
Inclinazione
Edafico
Litologia
Granulometria
Carbonio organico
pH
Climatico
Temperatura
Umidità
Biotico
Floristico
Specie
Tipi funzionali
Numero specie
Copertura totale
Copertura specifica
Faunistico
Specie
Tipi funzionali
Numero specie
Individui totali
Individui specifici
METODI DI STUDIO
Studio delle comunità vegetali dal punto di vista delle strategie ‘CSR’
(GRIME 1977):
• C - specie adattate alla competizione
• S - specie adattate allo stress
• R - specie adattate al disturbo
METODI DI STUDIO
• Osservazioni sul Miage (AO) (CACCIANIGA ET AL., 2011).
• Successione proglaciale del Rutor (AO) (CACCIANIGA ET AL., 2006).
• Successione proglaciale del Pasquale (SO): primo studio
multidisciplinare su strategie CSR delle piante e adattamenti
morfo-funzionali degli insetti (GOBBI ET AL., 2010).
Vedretta del Pasquale (SO)
METODI DI STUDIO
Uno dei principali obiettivi dello studio ecologico è la comprensione
dei rapporti tra flora e fauna a livello di rete trofica e risposta ai
fattori ambientali.
Zygaena exulans e Dianthus glacialis
Eristalis tenax e Geum reptans
Alcune ricerche sono già in corso…
METODI DI STUDIO
Ruolo della litologia: quali sono le differenze tra ambienti silicei e
calcarei e come si riflettono sulla flora e sulla fauna?
Gruppo Ortles-Cevedale (Parco Nazionale Stelvio)
METODI DI STUDIO
Confronto tra ambienti simili per analizzare il ruolo del ghiaccio:
le piante colonizzano questi habitat perché criofile o perché litofile?
Gruppo Ortles-Cevedale (Parco Nazionale Stelvio)
Affioramento:
substrato roccioso stabile
Detrito di falda:
substrato roccioso instabile
Rock glacier:
substrato roccioso instabile
con ghiaccio
METODI DI STUDIO
Confronto con la flora dei piani altitudinali della stessa area: i debriscovered glaciers consentono a specie d’alta quota di sopravvivere
sotto il loro normale piano altitudinale?
Ghiacciaio del Belvedere (VB)
Piani alpino e nivale
Debris-covered glacier
Piano subalpino
METODI DI STUDIO
Studio della successione proglaciale e della colonizzazione del
detrito supraglaciale recente, tramite serie storiche di dati:
come sta variando nel tempo la distribuzione delle specie?
Ghiacciaio del Trobio (BG)
METODI DI STUDIO
Studio corologico su scale diverse: ci sono evidenze corologiche
che suggeriscano il ruolo biogeografico di queste geoforme?
Settore centro-orientale:
Gruppo Ortles-Cevedale
Settore occidentale:
Belvedere (e Miage)
Settore orobico:
Trobio
BIBLIOGRAFIA
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AESCHIMANN D., LAUBER K., MOSER D.M., THEURILLAT J. (2004) - Flora Alpina - Zanichelli.
•
CANNONE N., GERDOL R. (2003) - Vegetation as an ecological indicator of surface instability in rock glaciers Arctic, Antarctic and Alpine Research, 35 (3): 384-390.
•
BURGA C. A., FRAUENELDER R., RUFFET J., HOELZLE M., KÄÄB A. (2004) - Vegetation on Alpine rock glacier
surfaces: a contribution to abundance and dynamics on extreme plant habitats - Flora 199, 505–515 (2004).
•
FICKERT T., FRIEND D., GRUNINGER F., MOLNIA B. E RICHTER M. (2007) - Did debris-covered glaciers serve as
Pleistocene refugia for plants? A new hypothesis derived from observations of recent plant growth on
glacier surfaces - Arctic, Antarctic and Alpine Research, Vol. 39, No. 2, pp. 245–257.
•
GOBBI M., CACCIANIGA M., CERABOLINI B., DE BERNARDI F., LUZZARO A. E PIERCE S. (2010) - Plant adaptative
responses during primary succession are associated with functional adaptations in ground beetles on
recently deglaciated terrain - Community Ecology, 11 (2): 223-231.
•
GOBBI M., ISAIA M., DE BERNARDI F. (2011) - Arthropod colonization of a debris-covered glacier - The Holocene
21 (2): 343-349.
•
CACCIANIGA M., LUZZARO A., PIERCE S., CERIANI R.M., CERABOLINI B. (2005) - The functional basis of a primary
succession resolved by CSR classification - Oikos 112: 10-20, 2006.
•
CACCIANIGA M., ANDREIS C., DIOLAIUTI G., D’AGATA C., MIHALCEA C. E SMIRAGLIA C. (2011) - Alpine debris-covered
glacier as a habitat for plant life - The Holocene, 21 (6): 1011-1020.
•
RIEG L., SAILER R., STÖTTER J. (2012) - Vegetation cover on alpine rock glaciers in relation to surface velocity
and substrate - Tenth International Conference on Permafrost.
GRAZIE PER L’ATTENZIONE