UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI PAVIA

Facoltà di Scienze MM. FF. NN.

Corso di Laurea Magistrale in Biologia Sperimentale e Applicata

ANALISI DELLE COMUNITÁ MACROBENTONICHE IN TORRENTI MONTANI PER LA VALUTAZIONE

DELL’EFFETTO DI DERIVAZIONI IDROELETTRICHE

Relatore: Prof. ssa Anna Occhipinti

Correlatori: Dott. Andrea Mammoliti Mochet

Dott. Roberto Lia Candidato: Matteo Barzan

Anno accademico 2010/2011

Introduzione

L’idroelettrico è la principale fonte di energia rinnovabile al mondo

Ripartizione delle fonti di energia rinnovabile nel mondo al 2008. Dati REN 21

VANTAGGI DELL’IDROELETTRICO - Non determina emissioni di

sostanze tossiche o clima alteranti (CO2)

- Contribuisce sensibilmente alla stabilità della rete di produzione elettrica

- Tecnologia consolidata e ben adattabile al contesto ambientale

- Incentivato dalla normativa comunitaria (Direttiva RES-e 2001/77/EC)

Introduzione

Centrali idroelettriche di potenza superiore a 10 MW nella regione alpina. ( Dal 2o Rapporto sullo Stato delle Alpi – Acqua della Convenzione alpina)

-137 derivazioni idroelettriche nella sola Valle d’Aosta

- Impatti ambientali sui corsi d’acqua – riduzione portate nel tratto sotteso, interruzione continuità longitudinale, svasi di sedimenti

- Direttiva Quadro sulle acque 2000/60/CE “WFD”

- Domande di concessioni per nuove derivazioni in continuo aumento e rinnovo e adeguamento di quelle esistenti

Tesi di ricerca svolta in collaborazione con ARPA Valle d’Aosta capofila di “SHARE – Sustainable Hydropower in Alpine Rivers Ecosystems”

Sono stati utilizzati base dati e metodi adottati nel progetto di definizione sperimentale del Deflusso Minimo Vitale (DMV) da rilasciare dalle derivazioni della Compagnia Valdostana delle Acque (CVA) a partire dal 2008 (“bianco ambientale”)

Introduzione

• Indice Biotico Esteso - IBE (Ghetti, 2001)

• Livello di inquinamento da macrodescrittori - LIM

Materiali e metodi

TRATTO SOTTESO

CANALECONDOTTA

FORZATADERIVAZIONE

RESTITUZIONE

Campionamenti stagionali anni 2008 -2009 -2010

TRATTO a MONTE

Tratto a monte

Tratto a valle

Opera di presa

Evidenziare differenze tra lo stato delle comunità

macrobentoniche campionate (metodo IBE) a monte e a

valle delle derivazioni idroelettriche, riferibili alla

diminuzione di portata e ai rilasci sperimentali

Le informazioni ottenute sono utilizzate all’interno di

un sistema di supporto alle decisioni basato sull’analisi

a molti criteri

Obiettivo dello studio

• Effettuazione dei campionamenti su torrente

• Elaborazione dell’indice IBE e di un set di sub-indici

• Applicazione dei test di statistica univariata:

o Chi quadrato

o T Student

• Test di statistica multivariata:

o PCA Principal Components Analysis

o CCA Canonical Correspondances Analysis

Materiali e metodi

INDICI BIOTICI

• IBE (in normativa regionale)

SUB-INDICI• ∆ Numero totale di taxa• ∆ Numero di taxa EPT• ∆ Numero di taxa di Ditteri• ∆ Numero di taxa Trituratori• ∆ Numero di taxa Onnivori• ∆ Numero di taxa Detritivori • ∆ Numero di taxa con adattamenti morfologici per resistere

alla corrente (Clingers).

Materiali e metodi

Area di studio

• presa di Champdepraz sul torrente Chalamy;• presa di Rhêmes sulla Dora di Rhêmes;• presa di Isollaz sul torrente Evançon;• presa di Bielciucken sul torrente Lys;• presa di Saint Barthélemy sul torrente omonimo.

Risultati

Valore IBE

Il valore di IBE non varia in modo costante e significativo nelle stazioni a monte e a valle delle prese considerate

Risultati

∆ Numero totale di taxa

Valori MINORI nelle stazioni sottese (S) in oltre 50% dei casi

Dora di Rhêmes

LysTrend NON si ripete per tutte le opere e NON è costante nelle diverse campagne di monitoraggio e stagioni

Risultati

∆ Numero di taxa con adattamenti morfologici per resistere alla corrente (clingers)

Valori MINORI a valle delle prese in circa il 50 % dei casi ma differenze statisticamente significative solo in questi due esempi

∆ Numero di taxa di clingers

Dora di RhêmesChalamy

Risultati

∆ Numero di taxa di Ditteri

Dora di RhêmesEvançon

Valori MAGGIORI a valle della prese in poco più del 50% dei casi ma tendenza non costante, significativa solo in tre casi

∆ Numero di taxa di Ditteri

Risultati∆ Numero di taxa trituratori∆ Numero di taxa onnivori∆ Numero di taxa detritivori

∆ Numero di taxa onnivori

∆ Numero di taxa trituratori

Non evidenziano neppure un trend di variazione rispetto all’opera di presa, differenze non statisticamente significative

Risultati∆ Numero di taxa EPT

Chalamy

Saint Barthélemy

Valori nelle stazioni sottese MINORI del range di variazione dei valori delle stazioni di monte nel 60% dei casi e con maggior instabilità complessiva

Verosimilmente la riduzione della portata determina un decremento di EPT nel tratto a valle della derivazione

RisultatiPrincipal Components Analysis

Test di statistica multivariata applicato a tutte le 37 stazioni di campionamento del progetto di sperimentazione CVA suddivise in 5 gruppi geograficamente omogenei

EVA-CHA-AYA 2008

Risultati

Principal Components Analysis

Il grafico non evidenzia differenze significative tra le stazioni a monte e quelle poste a valle delle prese.

Le frecce indicano similarità tra le comunità macrobentoniche campionate a monte e a valle della stessa derivazione

EVA-CHA-AYA 2010 GSB-SB 2009

Risultati

Principal Components Analysis

Stessa situazione per gli altri gruppi di torrenti e per gli altri anni

Risultati

Principal Components Analysis

LYS 2008 LYS 2009

Torrente Lys unica eccezione, buon apparentamento per le stazioni sottese nel 2008 e per quelle di monte nel 2009

LYS 2010

Risultati

Canonical Correspondances Analysis CCA

Variabili bioticheDerivate dall’IBE:- Coleotteri- Crostacei- EPT- Ditteri- Tricladi- Oligocheti

Variabili abioticheDerivate dal LIM:- Temperatura- pH- COD- BOD5

- Ossigeno disciolto

CCA ANNO 2009

Risultati

EPT e Ditteri sono i gruppi tassonomici più importanti nel disporre i dati nei grafici e nel differenziare le comunità macrobentoniche

Principal Components Analysis Canonical Correspondences Analysis

Conclusioni

L’IBE non rileva l’eventuale impatto causato dalla riduzione delle portate dovuta alla derivazione (scarso potere diagnostico e peso ridotto in MCA)

l’indice (elaborato su campionamento qualitativo) è stato ideato per rispondere a un altro tipo di pressioni (inquinamento organico o chimico)

il basso dettaglio di determinazione tassonomica degli organismi (livello di famiglia o genere) non permette di discriminare la presenza/assenza di specie sensibili

le ridotte dimensioni degli organismi li rendono adattabili a home range di piccole dimensioni

l’impatto è in essere da diversi decenni: è possibile che le comunità macrobentoniche si siano adattate alla pressione cronica

Conclusioni

Anche la maggior parte dei sub-indici elaborati non evidenzia differenze significative tra le comunità campionate a monte e a valle delle prese

Il risultato più interessante è il decremento degli EPT nelle stazioni collocate a valle delle captazioni (con serie storiche più prolungate)

Conclusioni e sviluppi futuri

Aumentare il livello di dettaglio tassonomico

concentrandosi sulla presenza, assenza e consistenza di

specie sensibili (Schatz et al, 2003)

Approfondire analisi di taxa più reattivi (Efemerottri,

Plecotteri, Tricotteri e Ditteri)

Accoppiare analisi fauna macrobentonica all’elaborazione

di indicatori idromorfologici (MesoHABSIM - Parasiewicz et

al, 2007; CASiMiR - Noack et al. 2010; PHABSIM - Waddle,

T.J. 2001; IFIM - Bovee et al. 1998)

GRAZIE PER L’ATTENZIONE!