100m
1 2 3 4
5
2. MATERIALI E METODI
2.1. DESCRIZIONE DELL’AREA DI STUDIO
L’area di studio è rappresentata dal tratto di costa di fronte al Visitor Center e si estende dalla baia di Marsa Ghoslani per circa un chilometro a nord verso Sharm el Sheik, nella punta meridionale della Penisola del Sinai, Egitto.
La figura 2.1 mostra la collocazione del Visitor Center sul promontorio nord della baia e la delimitazione della costa analizzata compresa tra il punto A (27°
49’30,94’’N; 34°16’05,75’’E) e il punto B (27°49’52,28’’N; 34°16’21,55’’E).
Figura 2.1. Localizzazione dell’area di studio. I tratti di costa interessati dai
campionamenti sono indicati dai punti numerati.
Il tratto di costa interessato è costituito da reef fossile ed è bordato da una piccola scogliera di frangenti costituita da una piattaforma corallina che in alcuni punti arriva a 20m di ampiezza e raggiunge il fondo con una parete verticale di 4-5 m di altezza (Figura 2.2). Anche il substrato su cui appoggia la scogliera è un antico reef e quindi formato di roccia calcarea di origine biogenica, più o meno ricoperta di sabbia e detriti.
Figura 2.2 Tratto di costa di fronte al Visitor Center costituito da reef fossile.
Fino a 15-20 m di profondità il fondo presenta una debole inclinazione di circa 15°-20° ed è costellato da formazioni rocciose spesso colonizzate in superficie dagli organismi bentonici, inoltre su di esso si innalzano diversi pinnacoli, che in
Visitor Center
alcuni casi raggiungono la superficie e sono particolarmente ricchi di madrepore e coralli molli.
Il regime di corrente della zona è medio-basso, con una tendenza lineare compresa tra i 4 e i 5,2cm/s e la direzione delle correnti prevalenti si colloca nel 1°
quadrante, ¾ dei record sono compresi tra il primo e il secondo quadrante, quindi le correnti provengono principalmente da Nord, Nord-Est (EEAA, dati non pubblicati).
2.2. STUDIO METODOLOGICO
Nel periodo tra Maggio e Luglio 2005 sono stati realizzati una serie di campionamenti da operatori subacquei in immersione con autorespiratore ad aria (A.R.A.).
Nel tratto di costa preso in esame sono stati selezionati due siti (Sito 1 e Sito 5) e all’ interno di essi due aree ampie circa 800m
2situate alla profondità compresa tra 8 e 12 m, che sono state campionate con due diversi metodi di campionamento generalmente utilizzati per lo studio della copertura degli organismi bentonici delle scogliere coralline:
•
Photo-quadrats
•
Point Intercept Transect
Photo-quadrats: è una tecnica di rilevamento fotografico che consiste nel
fotografare una superficie definita, solitamente delimitata da una cornice che
funge da riquadratore; l’utilizzo di un distanziatore rigido tra la macchina e il
substrato può garantire la perpendicolarità delle foto e il mantenimento di una
distanza costante (Figura 2.3). Oltre che allo scopo di documentazione, la
fotografia subacquea trova ampie applicazioni nella valutazione delle modalità di distribuzione spaziale e/o evoluzione temporale delle popolazioni. Per quanto riguarda la distribuzione spaziale, il rilevamento fotografico subacqueo permette di raccogliere informazioni sia sulla densità di singole specie che sulla struttura delle comunità. Per lo studio di serie temporali, possono essere programmate serie crono-fotografiche su postazioni fisse: le informazioni ottenute vanno dalle variazioni individuali (cicli biologici, evoluzione di patologie..) alla dinamica di popolazione, e dalla colonizzazione del substrato allo sviluppo di comunità. E’ un buon metodo per i programmi di monitoraggio delle scogliere ma sebbene fornisca informazioni accurate sulla copertura della scogliera, l’ analisi delle fotografie può richiedere molto tempo. Il metodo di campionamento fotografico presenta dei vantaggi:
•
permette di eseguire rapidamente un gran numero di repliche
•
permette di ottenere una collezione di riferimento da consultare in qualsiasi momento
•
si tratta di un metodo non distruttivo, quindi l’ area di studio non subisce
alterazioni durante il campionamento e dei limiti:
•
i fotogrammi possono risultare illeggibili per inconvenienti tecnici
•
il livello di risoluzione tassonomica è inferiore a quello garantito da metodiche di prelievo distruttive
•
non consente l’ analisi della componente criptica del popolamento
Figura 2.3. Esempio di photo-quadrats.
Point Intercept Transesct (PIT): questo metodo prevede che sia identificato
l’organismo, o il substrato, che si trova in corrispondenza di punti a distanza
predeterminata lungo la cima (Figura 2.4). Il numero di punti deve essere stabilito
in modo da fornire un buon compromesso tra velocità di campionamento e
rappresentatività del campione, oltre che in base alla lunghezza della cima. Le
distanze tra i punti di rilevamento più frequentemente riportate in letteratura sono
di 20-50cm. La percentuale di ricoprimento di x (r
x%) si ottiene dividendo il
numero di punti in corrispondenza dei quali è stato trovato (P
x) per il numero
totale di punti di rilevamento lungo il transetto (P
tot): r
x% = P
x/P
tot× 100.
Figura 2.4. Esempio di transetto.
In ogni area sono stati realizzati 20 Photo-quadrats (superficie: 1 m
2) utilizzando una fotocamera digitale Sony DSC-P150 con 7 Megapixels di risoluzione. Le foto sono state analizzate con il software Adobe Photoshop versione 7.0. L’area del quadrato è suddivisa in 100 quadratini di 10×10cm, perciò ogni quadratino rappresenta l’1% di copertura dell’unità di campionamento: la copertura di ogni taxon è stata quindi considerata come il numero di quadratini riempiti dal taxon ed espressa in percentuale. Una copertura arbitraria di 0,5% è stata attribuita agli organismi che non riempivano un quadratino.
All’interno delle stesse aree sono stati realizzati 3 Point Intercept Transect stesi in
modo parallelo alla linea di costa alle profondità di 8, 10 e 12 m. La lunghezza dei
distanza prefissata di 20cm, per un totale di 100 punti in ogni transetto: la percentuale di copertura di ogni taxon è quindi data dal numero di punti in cui esso è presente.
Il rilevamento dei dati di copertura, sia dalle foto che dai transetti, è stato eseguito raggruppando gli organismi vegetali in gruppi morfo-funzionali (Littler, 1980;
Littler e Littler, 1980; Steneck e Dethier, 1994; Ateweberhan et al., 2006) quindi alghe laminari, grossolanamente ramificate-corticate, filamentose, calcaree articolate, incrostanti e corallinacee incrostanti. Per la componente animale, costituita dai soli organismi sessili, si è adottato una divisione per generi (Balata
et al., 2006; De Vantier et al., 2006; Wielgus et al., 2004).2.3. STUDIO DELLA VARIABILITÀ SPAZIALE
2.3.1. Disegno di campionamento
Un disegno di campionamento di tipo gerarchizzato è stato scelto per campionare la costa a due scale spaziali: sono stati scelti casualmente 5 siti lungo la costa, distanti tra loro qualche centinaio di metri e ampi circa 5000 m
2; tre aree distanti tra loro almeno 20-30m e ampie 60m
2sono state scelte casualmente all’ interno di ogni sito a circa 10m di profondità; venti quadrati di 1m
2di area sono stati posizionati casualmente all’interno di ogni area e campionati mediante rilevamento fotografico (photo-quadrats).
Sono stati realizzati un totale di 300 photo-quadrats da subacquei in immersione
con autorespiratore ad aria (A.R.A.) utilizzando una fotocamera digitale Sony
DSC-P150 con 7 Megapixels di risoluzione. Le foto sono state analizzate con il
software Adobe Photoshop versione 7.0, rilevando i valori di copertura come descritto nel paragrafo precedente (§ 2.3).
Figura 2.5. Rappresentazione schematica del disegno di campionamento.
2.3.2. Analisi dei dati
La variabilità spaziale presente nella struttura dei popolamenti dei vari siti è stata esaminata utilizzando l’analisi della varianza multivariata non-parametrica (PERMANOVA, Anderson, 2001), che confronta gruppi di campioni mediante l’indice di similarità di Bray-Curtis (Bray-Curtis, 1957). L’analisi consiste in un disegno a 2 criteri di classificazione: il fattore Sito (5 livelli, casuale), il fattore Area (3 livelli, casuale e gerarchizzato nel Sito) e 20 repliche scelte in modo casuale all’ interno di ogni Area.
Per la rappresentazione grafica dei dati dell’analisi multivariata è stato usato il non-metric Multidimensional Scaling (nMDS) a due dimensioni, basato sulla
………
…………..
………
1………...20 Repliche
Area Area Area Area Area Area
1………...20 Repliche
Sito 5
Sito 1
sono stati utilizzati per mostrare le differenze tra aree e siti, le distanze tra i centroidi sono state ottenute dall’ ordinazione sugli assi principali dalla matrice triangolare originale.
Lo stesso modello dell’ analisi multivariata è stato utilizzato per l’analisi univariata (ANOVA) considerando come variabili di risposta il numero dei taxa campionati e il valore di copertura totale degli organismi viventi e degli organismi più abbondanti. In particolare le madrepore sono state riunite in base alla forma di crescita della colonia: incrostante, massiva, ramificata, laminare, fogliosa, colonnare, solitaria (Veron, 2000); sono state analizzate come categorie gli Alcionacei “Coralli molli”, i Poriferi e le alghe filamentose.
L’assunzione dell’omogeneità della varianza è stata controllata utilizzando il test
C di Cochran procedendo, quando necessario, alla trasformazione dei dati
(Underwood, 1997). Talvolta le analisi sono state condotte pur non potendo
ottenere varianze omogenee. Infatti, nel caso di un disegno di campionamento
bilanciato e con un elevato livello di replicazione come quello qui condotto, la
validità del test statistico non risulta compromessa dalla eterogeneità delle
varianze (Underwood, 1997).
2.4. MAPPA BIONOMICA E TOPOGRAFICA DEL SITO 1
Allo scopo di ottenere una mappa dettagliata del sito designato per la collocazione dell’Osservatorio sottomarino, sono stati eseguiti 15 transetti a fascia (Belt Transect), perpendicolari alla linea di costa, lungo in quali sono stati effettuati rilevamenti visivi, fotografici e video mediante immersione con autorespiratore ad aria (A.R.A).
Le cordelle metrate sono state stese in direzione 180° a partire dalla cresta della scogliera corallina e a seguire il profilo della parete della scogliera e poi del fondale, cercando di fare aderire il più possibile le cordelle al fondo, fissandole con dei piccoli pesi durante le operazioni di stesura. La lunghezza totale delle cordelle era 50m per cui a causa della limitata pendenza del fondo sono state raggiunte delle profondità variabili tra 11 e 16m.
L’ampiezza dei transetti a fascia è stata fissata in 3m a destra e 3m a sinistra della cordella per un totale di 6m. Ciascuna fascia di 3m veniva percorsa in tutta la sua lunghezza da un operatore subacqueo (Figura 2.5) che rilevava visivamente, disegnando su una lavagnetta appositamente predisposta, le seguenti caratteristiche del fondo:
•
il tipo di substrato: roccia, sabbia, ciottoli
•
il tipo di organismi: coralli duri, coralli molli
•
l’ altezza dei rilievi quando superiore a 0,5m
•
