Licheni come bioindicatori della qualità dell'aria in tre aree naturali del basso ver- sante sudorientale etneo

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Quad. Bot. Amb. Appl., 19 (2008): 121-124.

Licheni come bioindicatori della qualità dell'aria in tre aree naturali del basso ver- sante sudorientale etneo

MARIA GRILLO

&

DANIELA CATALDO

DD.A.C.P.A. Sez. di Biologia ed Ecologia Vegetale, Università di Catania, via Valdisavoia 5, 95123 Catania, Italia.

ABSTRACT. - Lichens as biomonitors of air quality in three natural areas of the low south eastern slope of Etna. - In this paper, the results of a study carried out using epiphyte lichens as bio indicators to evaluate the air quality are reported. The surveys were carried on mature specimens of Quercus virgiliana. On the whole, 18 specimens, bearing 4 plots each (i.e. 72 surveys), were sampled. Following an indirect method, this study has included the analysis of lichen florula, the evaluation of biodiversity index and lichen diversity. Data analysis has been carried using the interpretative scales of lichen diversity (LB) by NIMIS (1999) and RUISI & al. (2003) and the scale of lichen diversity (LD) suggested by LOPPI & al. (2004).

Environmental alteration data are, on the whole, always high and in line with the characteristics of the natural areas taken into consideration.

Key words: biodiversity, lichen diversity value, eutrophication, Etna.

INTRODUZIONE

L'indagine è stata svolta all'interno di due Siti di interesse comunitario, il Bosco di Linera e il Bosco di Santa Maria La Stella, nel comprensorio di Acireale, e di una riserva naturale integrale, il Complesso Immacolatelle e Micio Conti, a San Gregorio di Catania. Ubicate in zona di bassa collina a quote di poco superiori ai 300 m, queste aree sono allineate lungo una diagonale che da Linera porta verso San Gregorio di Catania, con un percorso di circa 12 Km (Fig. 1).

Si tratta di aree inserite nel Piano territoriale della Provincia di Catania, a vulnerabilità alta per l'elevata pres- sione antropica, che purtroppo versano in condizioni di degrado; in più occasioni vi sono state segnalate discariche sparse qua e là, a volte anche con la presenza di materiali inerti inquinanti.

Lo studio di biomonitoraggio è stato effettuato utilizzando i licheni epifiti come bioindicatori con l'obiettivo di raccogliere informazioni sulla qualità complessiva di tali aree.

AREA DI STUDIO

Nei due Siti di interesse comunitario occupanti superfi- ci rispettivamente di 15 e di 125 ettari poco distanti dagli omonimi centri abitati di Linera e di Santa Maria La Stella si trovano ancora boschi misti a leccio, querce caducifoglie termofile e carpinella, con diversi gradi di naturalità; sono frammenti di un'unica grande selva, chiamata dai latini

"Locus Jovis", che pare occupasse una superficie di 20-30 kmq prima di essere investita dalle colate laviche del 394

a.C. e del 1329 (ROMANO, 1979). Per queste aree boschive, che rivestono molto interesse paesaggistico e naturalistico in quanto le ultime rimaste nel basso versante sudorientale etneo, è stato approvato di recente un piano di risanamento che prevede la creazione, su 70 ha, del parco suburbano

"Bosco d' Aci", con l'avvio di interventi predisposti alla realizzazione di percorsi naturalistici (CARRECA, 2008).

La riserva Complesso lmmacolatelle e Micio Conti, isti- tuita per tutelare una serie di grotte laviche, si estende per quasi 67 ettari e ricade all'interno di una zona densamente antropizzata; nell'area epigea, caratterizzata da affioramen- ti basaltici, costituiti da colate laviche preistoriche (ALAIMO, 2005), è ancora presente un'interessante vegetazione naturale che annovera diversi aspetti della macchia mediterranea.

CLIMA

Per l'inquadramento bioclimatico si sono utilizzati i dati della stazione di San Gregorio di Catania (331 m s.l.m.). La temperatura media annua è di 16, 7 °C; le precipitazioni medie annue raggiungono 841 mm e il periodo secco copre quattro mesi (Fig. 2). Fattori stazionali, quali il diradamen- to della vegetazione legnosa e la presenza di spuntoni lavi- ci affioranti, possono contribuire ad elevare l'aridità nei mesi estivi.

Il regime dei venti locali è molto complesso in quanto condizionato da diverse situazioni stazionali.

Secondo la classificazione bioclimatica di RrvAs- MARTINEZ ( 1981) la stazione rientra nel termo tipo termo- mediterraneo inferiore, con ombrotipo subumido inferiore.

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Fig. 1 - Localizzazione delle aree di studio.

MATERIALI E METODI

Per le determinazioni si è fatto ricorso essenzialmente a CLAUZADE & Roux (1985) e a NIMIS (1987 e 1992); per la nomenclatura e per i valori indicatori ecologici ci si è atte- nuti a NIMIS & MARTELLOS (2008).

Il lavoro di monitoraggio biologico è stato attuato sce- gliendo dei plot (aree campione di circa 600 m²) e utilizzando come forofiti esemplari di Quercus virgiliana L., rap- presentata nelle tre aree. I rilevamenti di biodiversità lichenica, sono stati effettuati conformemente alle " Linee guida per la bioindicazione degli effetti dell'inquinamento tramite la biodiversità dei licheni epifiti" (NIMIS & al. 1999) pub- blicate dall' ANPA utilizzando appositi reticoli con cinque maglie di 1Ox1 O cm. Le cifre di campionamento sono 4 plot, 18 alberi di cui 4 al Complesso Immacolatelle e Micio Conti (1 plot), 6 a Linera (1 plot), 8 a Santa Maria La Stella (2 plot), in totale 72 rilevamenti.

Per valutare i livelli dell'inquinamento atmosferico indotti dagli agenti inquinanti, in particolare anidride solforosa e ossidi di azoto, gli approcci metodologici di tipo indiretto consistono nell'analisi della florula lichenica, nel calcolo dell' indice di biodiversità lichenica (IBL) come indi- cato nel protocollo dell'ANPA (2001) e dell'indice di diver- sità lichenica (IDL) secondo ASTA & al. (2002).

Fig. 3 - Spettro delle forme di crescita.

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o crostose

•fogliose lobi larghi

o fogliose lobi stretti

o ^·^fruticose

• leprose

S. Gregorio di Catania 331 m s.l.m.

[1926-1985] T 16.7 p 841,5

T(°C) P(mm)

100 200

90 180

80 160

70 140

60 ' 120

50 100

40

... ... .·

"

⁸⁰

30 60

20 40

10 20

o

-··

o

. G F M A M G L A S O N D.

Fig. 2 - Climogramma secondo BAGNOULS & GAUSSEN (1957).

ESPOSIZIONE DEI DATI E DISCUSSIONE

Sulle scorze acide di Quercus virgiliana sono state censite, all'interno dei reticoli di campionamento, 19 specie; il 42% è rappresentato da licheni fogliosi e tra essi predomi- nano quelli a lobi stretti, il 38% da licheni crostosi, il 10%

da fruticosi e il 10% da leprosi (Fig. 3). La specie più abbon- dante e più diffusa è Physcia biziana; Leprocaulon micro- scopicum e Lecidella elaeochroma presentano frequenze elevate (Fig. 4).

Nel vasto bosco ceduo di Santa Maria La Stella, le specie rinvenute sono 13 di cui 8 nel primo plot ubicato vicino alla statale che conduce al centro urbano e 1 O nel secondo plot che si trova in una zona più distante. Nel piccolo bosco di Linera, soggetto a un diverso tipo di governo, è stata riscontrata una discreta diversità floristica dovuta a minore diradamento degli alberi e conseguentemente a minore ina- ridimento del microclima; vi sono state censite 11 specie fra cui Collema subnigrescens, Lobaria amplissima var.

umhausensis, Lepraria nivalis e Physconia servitù che sono rare o molto rare.

Nell'area del Complesso Immacolatelle e Micio Conti, ricadente in un contesto urbano-agricolo, sono state trovate solo 3 specie; tale povertà sembra essere legata a una situa- zione di scarsa qualità ambientale dovuta all'elevato distur-

P. biziana 1 - - - . . . - - - - . - - - . - - - . - - - - '

L. elaeochroma 1---...----.---'

L. microscopicum 1---...-~

P. adscendens i - - - . L. chlarotera r:=::=::i

H. adglutinata t::::J

C. subnisgrescens t::::J

C. xanthostigma t:::J

P.orbicularis O

X.parietinaO X. conspersa O

L. nivalis CJ

P. servitii p

P. liliacea r:J L. amplis~ma var. umhausense ~ L. hagenii P. hemisphaerica C. ulcerosa C. pyracea

o 40 80 120 160

Fig. 4 - Rappresentazione ordinale delle frequenze delle specie.

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bo antropico, soprattutto per l'uso ripetuto di fertilizzanti nei terreni coltivati e per il traffico veicolare.

Per una migliore caratterizzazione ecologica di tali aree si sono utilizzati i valori indicatori ecologici di eutrofizzazione (N), xericità (H), luce (L) attribuiti a ciascuna specie;

nella figura 5 sono riportati gli ecogrammi a triangolo che danno un confronto visivo immediato delle differenze.

L'ecogramma del Complesso Immacolatelle e Micio Conti e quello del Bosco di Santa Maria La Stella evidenziano condizioni di eutrofizzazione e di xerofitismo da piuttosto elevate ad elevate e alberi ben illuminati con radiazione solare diretta; quello del Bosco di Linera eutrofizzazione alquanto più bassa, xerofitismo e fotofitismo alquanto più moderati.

Utilizzando le scale di corrispondenza tra licheni e livelli di inquinamento è stato possibile ricavare informazioni sui livelli di anidride solforosa nell'aria. Facendo ricorso alla scala messa a punto da VAN HALUWYN & LEROND (1986), quantificata su gruppi di specie aventi esigenze eco- logiche affini (comunità) quali ad esempio Cande/arie/la xanthostigrna, Phaeophyscia orbicularis, Physcia adscen- dens e Xanthoria parietina, queste aree si collocano nelle zone D e E, con inquinamento medio-alto per i livelli di anidride solforosa superiori ai 30 µg/m³; in particolare il Bosco di Santa Maria La Stella, rispetto alle altre aree, per la presenza di Parmelina tiliacea, una specie poco tossi tol- lerante, avrebbe un grado di inquinamento relativamente più basso. Applicando invece la scala di BELANDRIA & ASTA (1986), stabilita in base a singole specie del corteggio flori- stico, le aree campionate rientrano nella zona di inquinamento 5, ad elevato grado di alterazione delle condizioni qualitative, per i livelli medi annuali di anidride solforosa all'incirca di 60 µg/m³^.

Per l'interpretazione dei dati di biodiversità lichenica sono state adottate, a scopo indicativo, la scala di Nimis (ANPA, 2/2001), a sette classi, valida per l'Italia submedi- terranea, e la scala di RuISI & al. (2003), a cinque classi, calibrata per la regione mediterranea.

Facendo riferimento alla scala di Nimis, nel Bosco di Santa Maria La Stella sono state registrate condizioni di naturalità media (1 plot, BL della stazione:33) o di naturali- tà bassa/alterazione bassa (2 plot, BLs: 26); nel Bosco di Linera, naturalità bassa/alterazione bassa (BLs: 27); nel Complesso Immacolatelle e Micio Conti, l'indice di biodi- versità lichenica indica condizioni di alterazione media (BLs: 17). Tenendo conto della scala di RuISI & al. (2003) i valori di biodiversità lichenica relativi a tutti i quattro plot indicano un ambiente molto alterato.

Gli indici di diversità lichenica (IDV) sono interpretati sulla base deUa scala proposta da LOPPI (2004); inoltre sono state scorporate le specie non nitrofile dalle specie nitrofile desumendo due interpretazioni: biodiversità senza le nitrofile (specie con indice N fino a 3) e biodiversità delle sole nitrofile (con indice N da 4 a 5), ottenendo così informazioni sui livelli di eutrofizzazione e sulla presenza dei gas fitotossici, ovvero su differenti tipi di inquinamen- to che molto spesso ormai si sovrappongono. I valori degli indici di diversità, messi tutti a confronto nella tabella 3, diminuiscono con l'aumentare dei livelli di inquinamento.

In tutti i plot, prendendo in considerazione le specie complessivamente rilevate, l'alterazione ambientale può essere valutata alta. Escludendo dal calcolo degli indici le specie nitrofile, l'alterazione ambientale è molto alta nell'a- rea del Complesso Immacolatelle e Micio Conti che si trova nell'abitato di S. Gregorio di Catania, circondata da ville e piccoli appezzamenti di terreni per lo più coltivati ad agru- meto. Risultati differenti si ottengono, invece, considerando le specie nitrofile: l'alterazione ambientale è moderata nei due plot del Bosco di Santa Maria La Stella e bassa altrove.

I più bassi valori riscontrati nel Bosco di Linera potrebbero essere presumibilmente spiegati con la sua ubicazione su un pendio sopra vento, degradante dal lato costa dove si trova l' autostrada Messina-Catania.

Tab. 1 -Valori dell'indice di diversità lichenica in termini di alterazione.

Stazioni

Bosco di S. Maria La Stella 1 plot Bosco di S. Maria La Stella 2plot Bosco di Linera

Complesso lmmacolatelle

N 15

o

Bosco di Linera

IDL Alterazione IDL

tutte le specie ambientale specie non nitrofile

34 alta 6

29 alta 4

27 alta 15

17 alta

o

N 15

o

L ~:::::::::::::======~ H Bosco di Santa Maria la Stella

Alterazione ambientale

alta alta alta molto alta

IDL specie nitrofile

32 26 14 17

N 15

Alterazione ambientale

moderata moderata bassa bassa

L ~:::::::'.:::========::::::::~ H Complesso lmmacolatelle e Micio Conti

Fig. 5 - Ecogrammi costruiti convertendo i range di tolleranza delle specie in un solo valore numerico.

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CENNI CONCLUSIVI

Un precedente studio di monitoraggio, utilizzando i licheni come bioindicatori, è stato condotto nel territorio etneo all'interno degli abitati di Randazzo, Milo, Nicolosi e Bronte ubicati intorno ai 700 m di altezza (CANIGLIA &

GRILLO, 2001 ). Il confronto degli indici di biodiversità lichenica nelle tre aree campionate mostra una diminuzione dei valori sul basso versante, come se con il decrescere della quota aumentasse l'influenza degli agenti inquinanti, a prescindere dall'ambito, boschivo o urbanizzato, in cui sono stati effettuati i rilevamenti; ciò è determinato dal fatto che anche le condizioni climatiche si riflettono sulla biodiversi- tà lichenica, con una buona corrispondenza.

A questo proposito si ribadisce la necessità di calibrare per la fascia bioclimatica mediterranea (sensu Rivas Martinez) una scala interpretativa differenziata in base alla caratterizzazione dei termotipi e degli ombrotipi, per ricavare indicazioni dettagliate e comparabili sui livelli di inquinamento.

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RIASSUNTO - Vengono presentati i risultati di una ricerca svolta all'interno di due SIC e di una riserva naturale, utilizzando i licheni epifiti come bioindicatori, con lo scopo di raccogliere informazioni sulla qua- lità dell'aria. I rilevamenti sono stati effettuati su alberi di Quercus virgiliana; le cifre di campionamento sono 4 plot, 18 alberi, 72 rilevamenti. Gli approcci metodologici sono stati di tipo indiretto e hanno riguardato l'analisi della florula licheni ca, il calcolo degli indici di biodiversità e di diversità lichenica. Per l'interpretazione dei dati è stato fatto riferimento a diverse scale (V AN HALUWYN &

LEROND, 1986; BELANDRIA & ASTA, 1986; NIMIS,

2001; RUISI & al., 2003; LOPPI, 2004). I dati di alterazione ambientale, nel complesso sempre alti, sono risultati ben correlati alle caratteristiche delle aree prescelte.

APPENDICE - Lista dei taxa.

Caloplaca pyracea (Ach.) Th. Fr.

Caloplaca ulcerosa Coppins & P. James Cande/arie/la xanthostigma (Ach.) Lettau Collema subnigrescens Degel

Lobaria amplissima (Scop.) Forssell var. umhausensis (Auersw.) Nimis

Hyperphyscia adglutinata (Florke) H. Mayrhofer & Poelt Lecanora clarothera Nyl.

Lecanora hagenii (Ach.) Ach. var. hagenii Lecidella elaeochroma (Ach.) M. Choisy Lepraria nivalis J. R. Laundon

Leprocaulon microscopicum (Vill.) Gams Parmelina tiliacea (Hoffm.) Hale

Pertusaria hemisphaerica (Florke) Erichsen Phaeophyscia orbicularis (Neck.) Moberg Physcia adscendens (Fr.) H. Olivier

Physcia biziana (A. Massal.) Zahlbr. var. biziana Pysconia servitii (Nadv.) Poelt

Xanthoparmelia conspersa (Ach.) Hale Xanthoria parietina (L.) Th. Fr.