Il Mean Trophic Rank (MTR) è una metodologia inglese, inizialmente proposta da Holmes (1995; 1996) e poi messa a punto con la successiva pubblicazione di un manuale di applicazione da parte dell’Environment Agency d’Inghilterra (Newman et al., 1997), che definiva l’MTR come metodologia standard da seguire per il monitoraggio dei corsi d’acqua, attraverso le macrofite, ai fini della European Union Urban Waste Water Treatment Directive (UWWTD, 91/271/EEC).
TIM STATO TROFICO
1,00 < TIM < 1,45 Oligotrofo 1,45 < TIM < 1,87 Oligo/mesotrofo 1,87 < TIM < 2,25 Mesotrofo 2,25 < TIM < 2,63 Meso/Eutrofo 2,63 < TIM < 3,05 Eutrofo 3,05 < TIM < 3,50 Eu/Ipereutrofo 3,50 < TIM < 4,00 Ipereutrofo
∑
∑
= = ⋅ ⋅ ⋅ = n i n i Qa Ga Qa Ga IWa TIM 1 1C
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Secondo il manuale per l’applicazione, l’MTR è una metodologia adatta al monitoraggio delle acque lotiche, applicabile in tutta la Gran Bretagna, basata sulla presenza ed abbondanza delle macrofite acquatiche. Il Mean Trophic Rank esprime l’impatto dell’eutrofizzazione sulla comunità macrofitica, in forma di indice biotico con un punteggio che va da 10 a 100, dove 100 corrisponde ad una situazione in cui non c’è alcun tipo di impatto, dovuto a nutrienti, sul corpo d’acqua.
Il metodo si basa sull’attribuzione di un valore indicatore a 129 diverse specie di macrofite, in base alla loro sensibilità o tolleranza ad un alto tenore di nutrienti. Tale valore, definito Species Trophic Rank (STR), va da un minimo di 1 ad un massimo di 10. Le specie con un punteggio alto sono associate a corsi d’acqua oligotrofici mentre quelle con valori bassi possono essere piante tolleranti l’eutrofizzazione oppure specie euriecie.
L’MTR è stato sviluppato, in particolare, per valutare l’impatto dovuto all’arricchimento in fosfati delle acque correnti. Sembra, infatti, che il metodo sia capace di rispondere a cambiamenti del contenuto in fosfati, anche a concentrazioni inferiori a 1.0 mg L-1 o addirittura 0.5 mg L-1. Il livello di eutrofizzazione dovuto ai nitrati non può, invece, essere stabilito tramite l’MTR.
Il principio del metodo è quello di osservare, identificare e registrare le specie di macrofite presenti su un tratto fluviale di lunghezza standard. Viene, inoltre, fatta una stima semiquantitativa della percentuale di copertura totale e ad ogni specie viene attribuito un valore di copertura individuale (Species Cover Value) in base alla sua abbondanza.
Il campionamento deve essere effettuato solo sulle piante che si trovano all’interno della zona acquatica, ovvero l’area che risulta sommersa per più dell’85% del tempo. Viene, quindi, esclusa la vegetazione delle rive, ovvero di quella parte di alveo che si trova sommersa per più del 40%, ma per meno dell’85% del tempo (Newman et al., 1997).
Il periodo adatto al rilievo è tra metà giugno e metà settembre, ovvero quello di massimo sviluppo della vegetazione acquatica, in regime idrologico preferibilmente di magra e, comunque, mai subito dopo una morbida al fine di evitare il disturbo sulla comunità macrofitica dovuto ad un elevato flusso. Inoltre è necessario evitare anche altri tipi di interferenze che possono inficiare il campionamento quali, ad esempio, lo sfalcio della vegetazione in alveo.
Per l’accertamento dello stato trofico la metodologia MTR dovrebbe essere applicata su base annuale, ripetendo il campionamento nello stesso periodo ogni anno,
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per almeno tre anni. Nel caso in cui si vogliano osservare anche eventuali differenze intra-stagionali di crescita delle macrofite, può essere effettuato anche un secondo rilievo nel corso di una stagione, ma almeno a sette settimane di distanza dal primo.
Il tratto da campionare ha una lunghezza standard di 100 m, deve essere rappresentativo del corso d’acqua considerato e, possibilmente, abbastanza distante da qualsiasi fattore di disturbo localizzato (ponti, briglie isolate, sbarramenti, etc.). In alcuni casi e per particolari finalità, il campionamento può essere effettuato su un tratto di 500 m. In tal caso viene utilizzata, per la stima delle coperture, una scala a 5 valori anziché 9 ed il rilievo viene ripetuto ogni 5 anni anziché annualmente.
Il prelievo delle piante viene fatto a mano, dove possibile, o con l’aiuto di un rampino ed, eventualmente, di una videocamera subacquea in corsi d’acqua profondi, procedendo a zig-zag da una sponda all’altra.
Il metodo prevede che tutte le piante vengano identificate fino al livello di specie. Ove ciò non sia possibile il taxon viene indicato ma non utilizzato nel calcolo dell’indice (non-scoring plant).
Oltre a ciò deve essere fatta, in campo, una stima delle percentuali di copertura totali e specifiche. In base alla percentuale di copertura specifica viene poi assegnato uno Species Cover Value, utilizzando una delle 2 scale di seguito elencate (Tab. 3.7).
Una volta fatto il rilievo in campo delle macrofite e di tutti i fattori aggiuntivi che possono, poi, servire nell’interpretazione dei risultati (regime idrologico, dimensioni del sito, tipo di substrato, vegetazione riparia, percentuali dei diversi habitat, etc.), viene calcolato il valore di MTR secondo una serie di passaggi.
Tabella 3.7 – Classi di copertura specifica per il Mean Trophic Rank (da Newman et al., 1997)
SCALA A SCALA C A1 < 0.1% C1 <0,1% A2 0,1-1% C2 0.1-1% A3 1-5% C3 1-2,5% A4 5-10% C4 2,5-5% A5 > 10% C5 5-10% C6 10-25% C7 25-50% C8 50-75% C9 > 75%
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Innanzitutto ad ogni specie presente sul campo ed elencata nella tabella di riferimento viene assegnato il punteggio corrispondente, lo Species Trophic Rank (STR), che attribuisce ad alcune specie un valore indicatore.
Una volta attribuito lo Species Trophic Rank ad ogni taxon, questo valore viene moltiplicato per il coefficiente di copertura (Species Cover Value), assegnato sulla base della scala A o C riportate precedentemente; si ottiene, così, il Cover Value Score per ogni singola specie.
Infine la sommatoria dei Cover Value Score di tutte le specie indicatrici viene divisa per la sommatoria degli Species Cover Value; per ottenere, infine, il Mean Trophic Rank il risultato viene moltiplicato per 10.
Il valore che si ottiene non viene però utilizzato per classificare il sito con il conferimento di una classe di qualità. Vengono, invece, date delle indicazioni piuttosto generiche sullo stato del tratto fluviale considerato (Newman et al., 1997):
siti con valore di MTR superiore a 65 è improbabile che siano eutrofici. Comunque possono essere a rischio di eutrofia e il valore di MTR dovrebbe essere confrontato con il valore atteso per un tratto fisicamente simile; siti con valore di MTR minore di 25 possono essere fisicamente danneggiati
o risentire di inquinamento organico o da sostanze tossiche;
siti con valore di MTR tra 25 e 65 è probabile che siano eutrofici o a rischio di eutrofia. In ogni caso, dal momento che l’MTR potrebbe essere abbassato anche solamente dalle caratteristiche fisiche del sito, dovrebbe essere confrontato con il valore atteso in un tratto morfologicamente simile. Questo fatto è probabilmente più rilevante per quei siti con valore di MTR compreso tra 45 e 65; al di sotto di un valore di 45 è verosimile che il sito mostri un impatto dovuto ad eutrofizzazione. Siti non impattati con un grande numero di specie possono avere spesso un punteggio MTR tra 45 e 65, dovuto all’enorme numero di specie con Species Trophic Rank pari a 4-6 che abbassano l’MTR a 40-60. I siti che sono chiaramente non impattati (ad esempio con più di 20 specie presenti) dovrebbero essere riconosciuti come tali all’interno di questa categoria.
10 ⋅ =
∑
∑
SCV CVS MTRC
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La metodologia ora esposta si basa su un ampio numero di campionamenti effettuati, al fine di taratura del metodo, da parte dell’Institute of Freshwater Ecology durante l’estate del 1996.
Inoltre il manuale conferisce all’MTR il carattere di metodologia standard, stabilendo delle linee guida di applicazione ed indicando tutte le azioni che devono essere messe in atto per effettuare il necessario controllo di qualità e per ridurre al minimo le fonti di errore (Newman et al., 1997).
Il Mean Trophic Rank presenta, inoltre, il vantaggio di essere un indice basato su un numero di specie indicatrici ben più ampio del Macrophyte Index Scheme, dal momento che la tabella prende in considerazione quasi 130 taxa. Anche il metodo di calcolo si presenta più rigoroso, partendo da dei dati di copertura semi-quantitativi e non basati su dei giudizi totalmente arbitrari.
Tuttavia la scala di attribuzione delle coperture rappresenta allo stesso tempo un limite della metodologia, perché richiede di discriminare tra livelli di copertura molto prossimi, ad esempio 2,5 e 5%. Per avere dei risultati affidabili, quindi, sorge la necessità di misurare in modo preciso i livelli di copertura, rendendo il metodo meno speditivo in campo.
Uno dei principali limiti nell’applicazione dell’MTR in altri Paesi e in modo diffuso sta, comunque, nel fatto che questa metodologia è stata pensata e creata con uno scopo ben preciso, ovvero per rispondere alle richieste della UWWTD (Urban Waste Water Treatment Directive) come strumento per verificare l’impatto dovuto agli scarichi di tipo organico sulla comunità macrofitica (Newman et al., 1997).
Questo indice può, quindi, non essere adatto per fini più generici di biomonitoraggio che implicano, ad esempio, la necessità di valutare l’impatto di fonti diffuse di inquinamento. Nel manuale di applicazione viene espressamente indicato, infatti, che questo tipo di utilizzo dell’MTR non è stato ancora sufficientemente sperimentato. Allo stesso modo si riconosce la necessità di continuare a lavorare sull’MTR per minimizzare l’influenza degli altri fattori interagenti (Haury et al., 2000; Newman et al., 1997). Si è visto, difatti, che un grande limite di questa metodologia è rappresentato dalla difficoltà nel discriminare, all’interno di quei siti che raggiungono un valore medio di MTR, tra ambienti con valore naturalmente basso di MTR ed ambienti che presentano un impatto da eutrofizzazione.
Infine deve essere prestata grande attenzione nell’utilizzare l’MTR in siti che presentano pochi taxa indicatori: sembra plausibile poterlo calcolare per siti con
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almeno 5 taxa indicatori e considerare il risultato di validità certa solo ove se ne ritrovino almeno 10 (Holmes, 1995).