Conservation status of psammophilous coenoses in relation to the territorial changes and disturbances in the coast of the Viterbo Province

Dalla seconda metà del secolo scorso, si è assistito a una trasformazione dei territori costieri che ha avuto effetti significativi sulla distribuzione delle dune mobili. Queste ultime sono determinanti nella protezione degli ecosistemi più interni, ma anche delle infrastrutture, dei terreni agricoli e degli insediamenti abitativi retrostanti. L’erosione costiera e le pressioni antropiche, come l’espansione dei centri urbani, l’abbandono delle pratiche agricole tradizionali e lo sviluppo del turismo balneare, hanno comportato, in Italia come nel resto dell’Europa, la frammentazione ed in alcuni casi la scomparsa delle comunità psammofile legate alle dune costiere e alle aree umide retrodunali. Per il ruolo cruciale svolto nella stabilizzazione e di edificazione delle dune, la vegetazione psammofila risulta essere una componente essenziale nei sistemi costieri. Mostrando una diversa sensibilità agli impatti, le diverse fitocenosi - che in assenza di disturbo si presentano in una stretta successione catenale procedendo dalla sabbia afitoica verso l’entroterra - sono considerate indicatori dello stato dei litorali. La conoscenza dello stato delle comunità biotiche è quindi essenziale per una gestione sostenibile dei sistemi costieri. La presente tesi di dottorato vuole essere un contributo allo studio e alla comprensione dei processi che interessano i sistemi costieri, considerando i fattori che nel tempo hanno provocato i cambiamenti che sono alla base di tali processi. Un ulteriore obiettivo della tesi è la descrizione dello stato di tali sistemi nel tratto costiero della provincia di Viterbo, evidenziandone criticità e peculiarità. L’approccio usato è di tipo multiscala e si estende sia nella dimensione spaziale che in quella temporale. Nell’ambito della macroscala, è stata condotta un’analisi delle trasformazioni territoriali mediante un’attività comparativa in ambiente GIS di Carte di Uso del Suolo (CUS) relative agli anni 1954 e 2005 prodotte in formato vettoriale mediante digitalizzazione a video. Tali CUS sono state redatte mediante georeferenziazione, mosaicatura e fotointerpretazione delle foto aeree pancromatiche del volo GAI (Gruppo Aeronautico Italiano) 1954 e delle ortofoto del volo AGEA (Agenzia per le Erogazioni in Agricoltura) 2005. Per operare un confronto del materiale fotografico, a diversa risoluzione, sono state individuate dieci classi omogenee di uso del suolo sufficientemente generiche. Sovrapponendo le due CUS e registrando per ciascun poligono la persistenza o il cambiamento, è stato possibile redigere la 2 “Carta delle Dinamiche di Uso del Suolo 1954-2005” che individua i principali trend di trasformazione che hanno interessato il territorio considerato. Per validare quanto emerso dall’analisi diacronica, è stato operato un confronto con i dati dal I e V Censimento Generale dell’Agricoltura ISTAT (1960 e 2000) oltre a quelli sulla popolazione residente nel 1961 e 2000. Inoltre, per valutare la composizione e struttura delle classi, sulle due CUS è stata effettuata l’analisi della frammentazione delle coperture naturali e seminaturali attraverso l’applicazione delle landscape metrics proprie dell’ecologia del paesaggio. Il livello di indagine è stato affinato con lo studio delle cenosi dunali dove gli habitat (intesi secondo la Direttiva 92/43/CEE) sono stati considerati bioindicatori dello stato di conservazione dei sistemi costieri. A questo scopo sono stati effettuati rilievi in diciannove transetti, perpendicolari alla linea di riva, nei quali sono stati registrati diversi dati compresi quelli richiesti per la compilazione del Formulario Standard Natura 2000. Ogni variazione rispetto alla successione ideale di habitat è stata registrata. Per l’elaborazione dei dati è stato esplorato l’uso di tecniche di analisi multivariata impiegate nello studio delle comunità in relazione alle variabili ambientali, come la CCA (Canonical Correspondence Analysis), con lo scopo di evidenziare eventuali correlazioni tra la presenza e lo stato degli habitat ed i fattori di disturbo registrati. Inoltre, sono stati applicati alcuni indici di diversità (l’indice di Shannon H , HDUNE elaborato da Grunewald e Schubert, la formula di Rényi Hα) per testarne l’applicabilità nel caso di studio e per valutare la ricchezza di specie degli habitat della duna mobile. In conclusione: - L’area di studio mantiene un certo grado di naturalità pur non essendo risparmiata da fattori che ne determinano il degrado (intensificazione agricola, urbanizzazione dei coltivi, disboscamento per messa a coltura). La trasformazione del territorio segue un trend che vede le aree urbane e dei servizi sostituirsi a quelle agricole mentre le aree a vegetazione naturale si riducono grazie all’espansione dei coltivi. Ciò conferma l’importanza del comparto agricolo nella conservazione e salvaguardia del territorio. - Le landscape metrics affinano l’indagine evidenziando ulteriori processi. Le spiagge pur non mostrando riduzioni significative nell’estensione, sono interessate da una rilevante diminuzione nella continuità spaziale e la frammentazione può essere considerata tra le cause del degrado delle comunità psammofile. - Tra i sistemi seminaturali, le aree a prato-pascolo, importanti corridoi ecologici, sono fortemente minacciate, oltre che per minor estensione, per l’elevato grado di frammentazione. - L’erosione costiera interessa maggiormente il litorale di Tarquinia, mentre a Montalto di Castro essa costituisce un fenomeno puntiforme con tratti di costa in avanzamento. - La scelta di condurre i rilievi in un’area omogenea, lungo transetti ampi e di pari estensione, ha consentito l’utilizzo degli gli habitat come bioindicatori. - La CCA nello studio della distribuzione degli habitat e la scelta dell’indice HDUNE , quale descrittore della la ricchezza floristica, sono risultate funzionali all’obiettivo di descrivere lo stato dei sistemi dunali in relazione ai fattori di disturbo. - Il cakileto, codice 1210, e l’ammophileto, codice 2120, sono gli habitat più sensibili. La cenosi a macchia mediterranea, codice 2250, risulta fortemente danneggiata dagli aerosol marini dove la duna mobile non è presente o scompare per effetto dell’urbanizzazione nelle 3 aree retrodunali. - Le zone umide naturali sono estremamente rarefatte. Sarebbe auspicabile incrementare gli studi volti alla caratterizzazione delle aree residuali come quelle presenti sul litorale di Pescia Romana, nel SIC di Pian dei Gangani e presso la Foce del torrente Arrone (SIC Litorale compreso tra Tarquinia e Montalto di Castro). - La fruizione degli arenili non sempre coincide col degrado degli habitat. E’ piuttosto l’uso incontrollato a provocare la perdita di habitat favorendo il calpestio e l’abbandono di rifiuti. - I risultati ottenuti possono essere utilizzati nella definizione di interventi volti alla gestione, al recupero e alla conservazione dei sistemi costieri. Sono auspicabili attività ricreative a basso impatto, basate sull’utilizzo delle spiagge attraverso camminamenti che evitino il calpestio sulla duna mobile e azioni di pulizia senza l’utilizzo dei mezzi pesanti. - Interventi di ripristino del cordone dunale, effettuati con tecniche di ingegneria naturalistica, sarebbero auspicabili nei tratti meno soggetti a erosine, ma fortemente perturbati dalla fruizione turistica, come in Località S.Agostino, Tarquinia, dove la duna mobile, un tempo ben rappresentata, ora appare fortemente frammentata.The second half of last century has witnessed the transformation and development of coastal areas with significant effects on the distribution of mobile dunes. Changes at sea and on land lead to changes in the shoreline that can be considered “geo-indicators” as they also have repercussions on the ecosystems beyond. Healthy dune systems are key to reducing coastal erosion caused by sea and wind. Coastal erosion and anthropogenic pressures, such as the expansion of urban settlements, the abandonment of traditional land management practices and the development of seaside tourism have led to the fragmentation and, in some cases, to the disappearance of psammophilous coenoses associated with mobile dunes in Italy as in the rest of Europe. There is therefore a pressing need for the development of appropriate monitoring methods and conservations strategies of these highly threatened coenoses. Plant communities are characterized by diverse responses to impacts and are the basis for the functional dynamic equilibrium of the dune. The sequence of psammophilous coenoses has been found to be directly correlated with the slope and the aspect of sand dunes. Causing disappearance of some coenoses, stress factors influence the sequence of plant communities, endangering the relationships that allow these vegetation types to live in extreme conditions. This thesis is a contribution to the study and understanding of the processes that affect coastal systems, considering the factors that over time have resulted in changes that underlie these processes. A further objective is to describe the status of such systems in the coast of the Viterbo province, Latium Region, Italy, highlighting critical issues and peculiarities. The approach used is multiscale and extends both the spatial and temporal dimension. At the macroscale, a diachronic analysis was conducted to identify changes between the late 1950s and 2005 in the coastal stretch considered. The analysis was undertaken using GIS through the comparison of land use maps resulting from georeferencing, mosaicking and photo interpretation of aerial panchromatic photographs GAI (Gruppo Aeronautico Italiano) (1954) and digital aerial photographs AGEA (Agenzia per le Erogazioni in Agricoltura) (2005). Sufficiently generic land use classes were identified for comparison of these layers with different resolution levels. Overlapping maps, recording consistency and/ or changes in each polygon, allowed the editing of the “Map of land use change 1954-2005”, which highlights changes in land use while providing qualitative and quantitative information. To validate the findings of diachronic analysis, a comparison was made with statistical data from the 1st and the 5th General Census of Agriculture of ISTAT (1960 and 2000) (National Institute of Statistic) and the resident population in 1961 and 2000. Agricultural intensification, urbanization of 2 croplands and deforestation for farming are the main pressure factors on this area. Coastal erosion affects mainly the coast of Tarquinia while Montalto di Castro presents stretches of coast that are stable, in progress or eroded. The application of landscape metrics on the two land use maps showed patterns that consist of a high degree of beach, scrub, forest and grassland fragmentation. This study also describes the conservation status and distribution of psammophilous coenoses in relation to disturbance factors in the coastal stretch considered. Particular emphasis was given to the bio indication value of plant communities and their sequence. Each plant community was considered as a “habitat” in accordance with Annex I of the Directive 92/43/EU. Various stress factors and anthropogenic pressures influence the sequence of habitats and can weaken the system of relationships that allow these coenoses to occur in extreme conditions. Surveys carried out along wide transects, recording multiscale data such as land classes, habitat coverage, plant assemblages and type of disturbance, allowed the use of habitats as bioindicators. By comparing sites characterized by the similar extensions in homogeneous areas, it was possible to use Canonical Correspondence Analysis (CCA) as a tool to correlate habitat composition to disturbance factors. The application of CCA showed a high correlation of degradation and habitat loss with coastal erosion, trampling and presence of waste. Furthermore, different biodiversity indices were calculated based on floristic surveys conducted to quantify species richness of sampled areas. The conservation status of the sites was found to be diverse, from the total disappearance of the mobile dune habitats to their complete sequence. Surveys carried out along wide transects recording habitat coverage were performed with the aim of establishing the conservation status of dune systems in relation to disturbance factors using habitats as environmental indicators. Comparing sites characterized by the same extension in a homogeneous area, it was possible to expand the use of CCA analysis on habitat composition. Vegetation of the driftline (code 1210) and shifting dunes with Ammophila arenaria (code 2120) are the most sensitive habitats. Juniperus scrub (code 2250) is severely damaged by sea sprays, where mobile dune is absent, or disappears as a result of urbanization in the areas behind the mobile dunes. Natural wetland are extremely rarefied. It would be desirable to promote studies aimed to the characterization of residual areas such as on the coast of Pescia Romana, Pian dei Gangani and near the mouth of Arrone river. While erosion strongly affects mobile dune habitat, CCA analysis shows that beach use does not necessarily coincide with habitat decay. Rather, uncontrolled use of the beach with trampling and waste abandonment causes mobile dune habitat loss. Low impact recreational activities, based on beach use within delimited routes that avoid trampling on the mobile dune, are recommended as desirable sustainable tourism strategies in this area. The application of diversity indices is an important tool to quantify species richness on dunes. However, in particular environments consisting of strongly interrelated habitats, does not always give appropriate results. HDUNE diversity index better described the conservation degree of communities associated with the mobile dunes. The proposed methodology has been shown to be effective in fulfilling the study objectives and has potential application for other case studies in the Mediterranean.Dottorato di ricerca in Ecologia e gestione delle risorse biologich