Premessa
La crescente attenzione verso le “zone umide”, considerate aree di grande valore ambientale dal punto di vista dell'ecologia, della botanica, della zoologia, della limnologia, dell’idrologia, deriva, oltre che da interessi di natura economica, anche dall’unicità che contraddistingue tali ecosistemi.
La presenza di acqua stagnante in tali aree è stata, in passato, origine di gravi malattie, prima fra tutte la malaria. Nel corso dell'ultimo secolo sono state condotte numerose campagne di bonifica ai fini di assicurare un ambiente di vita più sano e, al tempo stesso, di sottrarre terreno alle acque per meglio utilizzarlo a scopi agricoli ed urbani. Tali zone sono state ridotte a tal punto che oggi sono considerate aree critiche per la conservazione della biodiversità, comprendendo un elevato numero di specie animali e vegetali. Data la grande variabilità, in quanto aree di transizione tra mare e terra, sono molto fragili e facilmente vulnerabili ricevendo pressioni ed impatti da numerose sorgenti, prima fra tutte l’attività antropica che si svolge nelle aree circostanti; per questo motivo necessitano di una particolare salvaguardia.
La conservazione di questi ambienti è garantita, a livello internazionale dalla Convenzione Ramsar (Iran, 1971) che definisce le “zone umide” come “...distese quali stagni, paludi, torbiere,
bacini naturali e artificiali permanenti o temporanei con acqua stagnante o corrente, dolce, salmastra o salata comprese le distese d’acqua marina la cui profondità in condizioni di bassa marea non supera i sei metri”.
In attuazione di tale Convenzione l’Italia ha riconosciuto 50 “zone umide” d’importanza Internazionale (APAT, 2005).
Nella Toscana nord-occidentale, ai piedi delle Alpi Apuane è sita una delle aree umide più importanti del Bacino del Mediterraneo, inserita nelle liste di tale Convenzione : il Lago di Massaciuccoli e relativo Padule, facente parte del Parco Naturale di Migliarino San Rossore Massaciuccoli istituito nel 1979 (L.R. 13/12/1979, n° 61).
La sopracitata area è stata inserita tra le zone di protezione speciale (ZPS) ai sensi della Direttiva n° 79/409/CEE (Direttiva Uccelli) in favore della conservazione degli uccelli selvatici e tra i siti di importanza comunitaria (SIC) sulla conservazione degli habitat naturali e semi- naturali, della flora e della fauna selvatica.
La regione Toscana inoltre ha individuato il lago come area sensibile, ed il bacino del lago di Massaciuccoli come area vulnerabile ai nitrati (ai sensi del D.Lgs. 152/99).
E’ presente e nidificante, sebbene in diminuzione, il tarabuso (Botaurus stellaris). La specie è considerata rara e protetta a livello comunitario.
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Introduzione ... 21
Obiettivi e scopi ... 23
1. Area di studio ... 25
1.1 Inquadramento dell’ area ... 25
1.2 Il degrado ambientale... 33
2. Campionamento ... 39
2. Campionamento ... 39
2.1 Criteri di campionamento... 39
2.2 Modalità di campionamento... 40
2.3 Metodologie di misura su campo ... 42
2.4 Metodologie analitiche di laboratorio ... 45
2.5 Risultati... 48
2.6 Condizioni meteoclimatiche ... 57
3. Risultati e Discussione ... 63
3.1 Misure su campo ... 63
3.2 Idrochimica ... 69
3.2.1. Classificazione chimica delle acque ... 69
3.2.2. Diagrammi LL e diagrammi binari... 72
3.2.3. Sezione di Langelier- Ludwig... 81
3.2.4. Processi idrochimici nel lago ... 84
3.2.5. Variazioni spazio-temporali del chimismo delle acque ... 85
4. I Nutrienti... 89
4.1 Eutrofizzazione ... 89
4.1.1. Azoto e fosforo... 90
4.1.2. Fattori limitanti ... 94
4.2 Risultati sui nutrienti... 95
4.2.1. Fosforo ... 95
4.2.1.1. Distribuzione dei valori P-PO4 e dei rapporti di frequenze ... 100
4.2.2. Azoto ... 106
4.2.2.1. L’ammoniaca ... 106
4.2.2.2. Nitriti... 110
4.2.2.3. Nitrati ... 112
4.2.2.4. Relazione tra i composti azotati... 117
4.2.3. Brevi note riassuntive ... 126
4.3 Speciazione fosforo... 127
5. Conclusioni ... 137
Riferimenti Bibliografici... 139
ALLEGATO I ... 145
Indice delle Figure
Fig. 1 Localizzazione area di studio (Immagine Satellitare, Google Hearth)... 25
Fig. 2 Territorio del Lago di Massaciuccoli (A=Alpi Apuane; S.M=sabbie versiliane; g1=conoidi Pleistoceniche; g2=conoidi recenti; T=terreni palustri e torbosi; D=eolianiti; s=sabbie marini attuali da Federici, 1987... 27
Fig. 3 Vista panoramica dei fossi: Venti, Quindici e Malfante ... 28
Fig. 4 Foto aerea della foce del canale Barra ... 29
Fig. 5 Individuazione aree poste sotto il livello del mare (Autorità di bacino del fiume Serchio, 2007) ... 31
Fig. 6 Uso del suolo ... 32
Fig. 7 Foto aerea della discarica “Le Carbonaie” ... 36
Fig. 8 Foto aerea della discarica di Pioppogatto ... 36
Fig. 9 Sonda Ocean Seven della Idronaut ... 42
Fig. 10 Conducimetro portatile ... 43
Fig. 11 Ossimetro portatile ... 44
Fig. 12 Microdosimetro ... 44
Fig. 13 Risultati analisi laboratorio in Febbraio ... 53
Fig. 14 Risultati analisi di laboratorio in Marzo ... 54
Fig. 15 Risultati analisi di laboratorio in Aprile ... 55
Fig. 16 Risultati analisi di laboratorio Maggio ... 56
Fig. 17 Altezze di pioggia (mm) totali mensili per le stazioni di Vecchiano,Torre del Lago e Massaciuccoli relative al periodo Gennaio – Maggio 2008... 58
Fig. 18 Altezze di pioggia (mm) giornaliere a Torre del lago durante il periodo in cui sono stati effettuati i prelievi... 59
Fig. 19 Media mensile del livello del Lago di Massaciuccoli a Torre del Lago ... 60
Fig. 20 Variazioni della conducibilità elettrica (ms/cm) registrata a Torre del Lago durante il periodo di misura ... 61
Fig. 21 Temperatura dell’acqua nel periodo di studio ... 62
Fig. 22 Valori di temperatura delle acque campionate durante le quattro campagne ... 66
Fig. 23 Valori di temperatura dell’aria in corrispondenza dei punti di campionamento durante il periodo da Febbraio a Maggio ... 66
Fig. 24 Variazioni pH nel periodo Febbraio-Maggio ... 67
Fig. 25 Variazioni Ossigeno disciolto nel periodo Febbraio-Maggio ... 67
Fig. 26 Variazioni Alcalinità nel periodo Febbraio-Maggio ... 68
Fig. 27 Variazioni conducibilità nel periodo Febbraio-Maggio ... 68
Fig. 28 Diagramma di Langelier-Ludwig: Diagramma LL-HCO-3... 71
Fig. 29 Diagrammi binari: a) Mg2+ vs Ca2+ e b) K+ vs Na+... 71
Fig. 30 Diagramma LL-HCO-3... 72
Fig. 31 Diagramma LL- 2-4 SO ... 73
Fig. 32 Diagramma LL-Cl-... 74
Fig. 33 Diagramma Ternario Cl-, SO2-4 , -3 HCO ... 75
Fig. 34 Diagramma Binario K vs Na ... 77
Fig. 42 Variazione chimismo acque in Aprile ... 87
Fig. 43 Variazione chimismo acque in Maggio ... 88
Fig. 44 Forme di fosforo presenti nella colonna d’acqua ... 92
Fig. 45 Variazioni di ortofosfato periodo Febbraio- Maggio ... 96
Fig. 46 Variazioni fosforo totale nel periodo Febbraio-Maggio ... 97
Fig. 47 Confonto tra P-PO4 e Ptot nel mese di Febbraio ... 98
Fig. 48 Confronto tra P-PO4 e Ptot nel mese di Marzo ... 98
Fig. 49 Confronto tra P-PO4 e Ptot nel mese di Aprile ... 99
Fig. 50 Confronto tra P-PO4 e Ptot nel mese di Maggio ... 99
Fig. 51 Distribuzione spazio-temporale dei valori di P-PO4 in Febbraio. I valori sono espressi in mg/l ... 101
Fig. 52 Distribuzione spazio-temporale P-PO4/Ptot in Febbraio. I valori sono espressi in mg/l... 103
Fig. 53 Distribuzione spazio-temporale P-PO4/Ptot in Marzo. I valori sono espressi in mg/l ... 103
Fig. 54 Distribuzio ne spazio-temporale P-PO4/Ptot in Aprile. I valori sono espressi in mg/l... 104
Fig. 55 Distribuzione spazio-temporale P-PO4/Ptot in Maggio. I valori sono espressi in mg/l ... 104
Fig. 56 a) Grafico binario P-PO4 vs Ptot; b) Ingrandimento... 105
Fig. 57 a)Grafico binario Ptot vs Pbio b)Ingrandimento ... 106
Fig. 58 Variazioni di N-NH4 nel periodo Febbraio-Maggio ... 107
Fig. 59 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NH4 in Febbraio. I valori sono espressi in mg/l ... 108
Fig. 60 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NH4 in Marzo. I valori sono espressi in mg/l ... 109
Fig. 61 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NH4 in Aprile. I valori sono espressi in mg/l ... 109
Fig. 62 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NH4 in Maggio. I valori sono espressi in mg/l ... 110
Fig. 63 Variazioni di N-NO2 nel periodo Febbraio- maggio ... 111
Fig. 64 Variazioni N-NO3 nel periodo Febbraio-Maggio ... 112
Fig. 65 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NO3 Febbraio. I valori sono espressi in mg/l ... 114
Fig. 66 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NO3 Marzo. I valori sono espressi in mg/l ... 114
Fig. 67 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NO3 in Aprile. I valori sono espressi in mg/l ... 115
Fig. 68 Distribuzione spazio-temporale dei valori di N-NO3 in Maggio. I valori sono espressi in mg/l ... 115
Fig. 69 Mappa G.I.S dell’uso del suo lo ... 116
Fig. 70 Confronto tra N-NH4, N-NO2, N-NO3, Ntot/5 nel mese di Febbraio ... 118
Fig. 71 Confronto tra N-NH4, N-NO2, N-NO3, Ntot/5 nel mese di Marzo ... 119
Fig. 72 Confronto tra N-NH4, N-NO2, N-NO3, Ntot/5 nel mese di Aprile ... 119
Fig. 73 Confronto tra N-NH4, N-NO2, N-NO3, Ntot/5 nel mese di Maggio... 120
Fig. 74 Grafico binario N-NO3 vs N-NH4... 121
Fig. 75 Distribuzione spazio-temporale della frazione di N organico a Febbraio. I valori sono espressi in mg/l. ... 123
Fig. 76 Distribuzione spazio-temporale di della frazione di N organico a Marzo. I valori sono espressi in mg/l. ... 123
Fig. 77 Distribuzione spazio-temporale del rapporto Ntot/Ptot a Febbraio. I valori sono espressi in mg/l. ... 125
Fig. 78 Distribuzio ne spazio-temporale del rapporto Ntot/Ptot a Marzo. I valori sono espressi in mg/l. ... 125
Fig. 80 Distribuzione zone sottosature, sature e sovra sature Febbraio ... 134
Fig. 81 Distribuzione zone sottosature, sature e sovra sature Marzo ... 135
Fig. 82 Distribuzione zone sottosature, sature e sovra sature Aprile ... 135
Indice delle Tabelle
Tabella 1 Conservazione e pretrattamento del campione ... 42
Tabella 2 Tecniche analitiche, strumentazione e loro prestazioni, in termini di precisione e limiti di rivelabilità, utilizzate nelle operazioni analitiche di laboratorio... 47
Tabella 3 Parametri misurati direttamente su campo nella campagna 1... 49
Tabella 4 Parametri misurati direttamente su campo nella campagna 2... 50
Tabella 5 Parametri misurati direttamente su campo nella campagna 3... 51
Tabella 6 Parametri misurati direttamente su campo nella campagna 4... 52
Tabella 7 Classi di appartenenza dei campioni per campagna di campionamento ... 80
Tabella 8 Principali effetti dell’eutrofizzazione dei laghi (Smith, 1998 modificata). ... 90
Tabella 9 Classificazione generale trofica dei laghi in relazione a fosforo e azoto (Vollenweider, 1979 modificata) ... 93
Tabella 10 Valori attribuiti alla costante di dissociazione della idrossilapatite (Wedepohl, 1970). 130 Tabella 11 Coefficienti delle costanti di dissociazioni calcolati... 130
Tabella 12 Valori assunti dalle costanti ai valori di temperatura. (Wolery, 1992)... 131
Introduzione
Nel tempo è stato messo in luce il fatto che P e N sono i due principali nutrienti limitanti la crescita di piante terrestri (Schlesinger, 1991; Vitousek e Howarth, 1991).
Il concetto di nutrienti limitanti può essere considerato la chiave di volta nella ricerca del processo di eutrofizzazione. In effetti ciò implica che:
• un nutriente chiave dovrebbe essere il fattore limitante primario per la crescita delle piante in un dato ecosistema;
• la crescita di piante dovrebbe essere proporzionale al rapporto di disponibilità di questo nutriente;
• il controllo dell’eutrofizzazione dovrebbe essere realizzato tramite la riduzione del carico del nutriente chiave dall’ecosistema (Smith, 1998).
Partendo dal presupposto che P e N sono tra i maggiori responsabili dell’apporto di nutrienti al lago ci si pone l’obbiettivo di fornire un quadro id rogeochimico del sistema oggetto di studio, analizzando le tematiche riguardanti i processi di eutrofizzazione.
L’elaborato è articolato in cinque capitoli ciascuno dei quali tratta un aspetto saliente dello studio alla base di questo progetto. Il primo capitolo inquadra l’area geografica del bacino del lago di Massaciuccoli sottolineando le problematiche ambientali connesse con le attività della zona. Il secondo capitolo riguarda la serie di campionamenti effettuati nel periodo Febbraio-Maggio 2008 nei punti di interesse individuati. Si descrivono i criteri alla base della scelta dei siti e dei periodi più adatti all’effettuazione delle operazioni, e le analisi chimiche effettuate sul campo ed in laboratorio; si presentano infine i risultati ottenuti tenendo conto delle condizioni meteo-climatiche locali. Il terzo capitolo riguarda l’idrochimica dell’area d’interesse; in particolare si descrive, attraverso i diagrammi di classificazione dei tipi di acque presenti nel bacino, la loro variabilità tra le varie campagne. Il quarto capitolo è dedicato ai nutrienti, azoto e fosforo, nelle loro varie forme, in particolare alle loro relazioni e alle modalità di distribuzione nello spazio e nel tempo.
Obiettivi e scopi
Questo progetto di studio si è reso necessario a causa delle numerose problematiche che affliggono il lago e che lentamente lo hanno portato ad un drastico degrado a partire dagli anni ’50 consistente in uno stato di eutrofia -ipertrofia, con la scomparsa di alcune specie animali e vegetali.
L’obiettivo principale dell’attività svolta è di determinare la qualità delle acque e la quantità di nutrienti che fluiscono nel lago. Lo studio è stato effettuato considerando sia il sistema di fossi e canali della zona della bonifica nel settore meridionale del bacino del Massaciuccoli, sia lo specchio lacustre stesso. Le porzioni di territorio che riguardano la suddetta ricerca sono ubicate nei comuni di Migliarino, Vecchiano, Massarosa e Viareggio, in provincia di Pisa e di Lucca.
Le attività di ricerca previste dal progetto comprendono varie fasi:
• localizzazione e caratterizzazione delle aree potenziali sorgenti di fosforo;
• campionamento;
• esecuzione delle analisi chimiche dei campioni di acque superficiali prelevati;
• elaborazione ed interpretazione dei risultati;
• conclusioni.
I campionamenti dei canali sono stati effettuati con cadenza mensile nel periodo Febbraio-Maggio 2008. Il lago è stato campionato nei mesi di Febbraio, Marzo e Maggio. Sui campioni sono state effettuate determinazioni di anioni e cationi, utili per la loro classificazione chimica, di fosforo (disciolto, totale e biodisponibile) di azoto (nella forma ammoniacale, nitrosa, nitrica) e come N- totale.
Attraverso la determinazione della composizione chimica delle acque è stata studiata la relazione tra acque palustri e acque del lago e sono stati evidenziati gli apporti di nutrienti, le loro relazioni, e le variazioni spaziali e temporali che questi subiscono.
1. Area di studio
1.1 Inquadramento dell’ area
Il bacino del lago di Massaciuccoli si colloca a cavallo tra le province di Pisa e di Lucca, nella pianura Pisano-Versiliese tra 2° 6’ e 2° 9’ di long. O, (Monte Mario) e 43° 49’ e 43° 51’ di lat. N. In Fig. 1 Localizzazione area di studio.
Fig. 1 Localizzazione area di studio (Immagine Satellitare, Google Hearth)
Il territorio è compreso tra il crinale dei Monti di Massarosa e di quelli d’Oltre Serchio ad E, l’argine destro del fiume Serchio a S, la costa ad O e l’argine sinistro della Gora di Stiava a N.
Il bacino idrografico ha una superficie di 114 km2, mentre quello idrogeologico di 170 km2. Tale differenza è dovuta alla presenza, all’esterno del margine orientale del bacino idrografico, di formazioni geologiche caratterizzate da alternanze di calcari e marne, con presenza di arenarie e argille e strutture tettoniche che favoriscono il drenaggio delle acque verso il lago.
La zona umida del bacino, caratterizzata da uno spesso strato torboso, comprende:
• il Lago di Massaciuccoli (circa 6,9 km2), posto ad una distanza di 15 km dalla città di Pisa, che si estende per un’ampiezza di circa 2,5 km di lunghezza per 3,5 km di larghezza e con una profondità massima di 2,5 m.
• un’area palustre denominata “Padule di Massaciuccoli” (13 km2) residuo di una vasta zona paludosa bonificata ed utilizzata per l’agricoltura intensiva (Pedreschi, 1956).
Il 47% del territorio è localizzato nel comune di Massarosa, il 37% in quello di Vecchiano, il 13% in quello di Viareggio e solo il 4% in quello di Lucca. La popolazione totale è di 46697 abitanti (Allegretti et al., 2002; Pagni et al., 2004).
Il lago di Massaciuccoli è un lago costiero, anche se, sia per la sua forma quadrangolare con vertici rivolti ai punti cardinali, che per la sua distanza dal mare, non ne rispetta i canoni. La sua lontananza dalla costa, poco più di 4 km in linea d’aria, è dovuta alla notevole quantità di depositi portati dal sistema Arno-Serchio che sono stati allineati dalle correnti marine contro il lago. La sua forma particolare, non allungata in direzione della costa, è attribuibile sia al progressivo interramento naturale che all’opera di bonifica eseguita dall’uomo fin dal 1500.
Il territorio sopraindicato può essere suddiviso in due parti ben distinte tra loro:
♦ Il bacino neotettonico della Versilia, in cui ricadono la pianura della Bassa Versilia e la spiaggia;
♦ I rilievi, rappresentati dalle colline dei Monti d’Oltre Serchio e di Massarosa, le cui acque defluiscono nel bacino di Massaciuccoli.
Tra le valli più importanti spiccano quelle di Stiava e di Bozzano; più accessibili sono quelle di Pietra a Padule e di Quiesa, che mette in comunicazione il bacino con la valle inferiore del Serchio e quella di Valpromaro, che unisce la lucche sia al camaiorese.
Partendo dal mare verso l’interno si identificano le seguenti unità strutturali e morfologiche (Fig. 2):
• una fascia litoranea, costituita da sabbie marine recenti e dalla duna costie ra vera e propria, formata da sabbie eoliche ;
• una fascia più interna con il lago e le paludi circostanti, costituita da terreni di natura limoso-torbosa ;
• una fascia pedemontana, costituita da depositi di conoide sormontati da alluvioni recenti;
• una fascia collinare e montana a NE, costituita da rocce prevalentemente calcaree o arenacee.
Fig. 2 Territorio del Lago di Massaciuccoli (A=Alpi Apuane; S.M=sabbie versiliane; g1=conoidi Pleistoceniche;
g2=conoidi recenti; T=terreni palustri e torbosi; D=eolianiti; s=sabbie marini attuali da Federici, 1987. Sistema idrografico
Si può notare che, sia per la modesta estensione del lago stesso che per la sua conformazione geologica e morfologica, non sono presenti grandi immissari d’acqua al lago (Pedreschi, 1956; Mazzanti e Trevisan, 1978; Mazzanti, 1983; Della Rocca et al. 1987; Federici e Mazzanti, 1988) e la rete idrografica si riduce, quindi, a ruscelli, fossi e canali in parte di origine naturale ed in parte realizzati dall’uomo per permettere la bonifica di questi terreni palustri.
Il Lago di Massaciuccoli si colloca, quindi, al centro di un sistema idrografico molto complesso: una fitta rete di fossi e canali, disposti parallelamente alla linea di costa, raccolgono le acque del bacino e le convogliano nel lago. Alcune di queste acque confluiscono naturalmente, altre, invece, raggiungono il bacino attraverso opere di incanalamento effettuate durante l’opera di bonifica, conclusasi nei primi decenni del secolo scorso con la realizzazione di due canalizzazioni delle acque: una di quelle basse ed una di quelle alte (Pedreschi, 1956; Melis, 1969). Il canale Burlamacca, la cui asta principale misura 9,5 km, è il maggiore emissario e raggiunge il mare all’altezza della darsena di Viareggio. A circa 1 km dalla foce sono presenti delle cateratte (Porte Vinciane) che regolano il flusso d’acqua, aprendosi e chiudendosi automaticamente a seconda che prevalga il carico del canale o del mare, per evitare l’ingressione di acque salate verso il lago.
In passato anche il canale Bufalina, ubicato nel settore occidentale, sfociava direttamente in mare, ma a causa dall’apporto di sabbie marine lo sbocco è stato interrato. Recentemente è stato riattivato, con funzionamento intermittente, mediante l’installazione di una pompa idrovora il cui scopo è quello di allontanare le acque in eccesso dal lago durante eventi meteorici particolarmente gravosi nel caso in cui il livello del lago superi la soglia di sicurezza, identificata con la quota di 0,40 metri s.l.m. (Autorità di Bacino del fiume Serchio, 2007).
Altre fonti emissarie risultano i fossi Malfante, Venti e Quindici (Fig. 3) che, a Nord del lago, attraversano la zona palustre e si immettono nel canale Burlamacca già citato.
Fig. 3 Vista panoramica dei fossi: Venti, Quindici e Malfante
Nel settore meridionale il maggiore immissario presente è il fosso della Barra (Fig. 4), collettore, tramite l’idrovora di Vecchiano, del Fosso Traversagna. Entrambi drenano tutta l’area agricola delle campagne di Vecchiano e Migliarino.
Fig. 4 Foto aerea della foce del canale Barra
Lungo il margine meridionale del comprensorio scorre il fiume Serchio che in passato era ritenuto del tutto indipendente dal sistema idrodinamico del bacino (Pedreschi, 1956). Alcuni autori (Simili, 1999; Iacopini, 2006) ritengono che ci sia un collegamento idraulico tra il fiume e la falda freatica.
Tra i piccoli corsi d’acqua naturali, a regime torrentizio, provenienti dai Monti di Massarosa e Quiesa, meritano particolare rilievo il Rio di Quiesa, alimentato lungo il suo corso da piccole sorgenti tra cui quella di Villa Spinola, che sgorga al contatto con scaglia e maiolica, il Rio Bozzano, che nasce da Chiatri Castello e raggiunge il canale Burlamacca ed, infine, il Rio Grande, che, raccogliendo le acque della Polla del Morto e del Rio Finocchiaia, giunge al lago in località i Piaggioni.
Lungo la linea pedemontana meridionale, al contatto tra le formazioni calcaree e la pianura alluvionale, non si riscontrano veri e propri corsi d’acqua superficiali naturali; le sorgenti come quelle delle “Case Rosse” e del “Paduletto” vicino a Vecchiano sono, infatti, captate per il servizio idrico pubblico. Le modeste acque superficiali presenti sono, comunque, raccolte dai canali che corrono ai piedi dei rilievi (allacciante di Vecchiano, allacciante di Radicata, allacciante di Massaciuccoli) con recapito finale nel lago.
In merito all’afflusso sotterraneo nel bacino del Massaciuccoli diversi studi (Spandre, 1975; Meriggi, 1995; Simili, 1999) ipotizzano l’esistenza di un’alimentazione di tipo subalveo nella parte orientale del bacino. I valori di conducibilità registrati ne i canali supportano tali conclusioni (Meriggi, 1995; Baneschi, 2002; Frediani, 2002).
Riguardo al sistema delle infrastrutture, l’area è attraversata oltre che dalle linee ferroviarie Genova - Pisa e Lucca – Viareggio, da varie strade di primaria importanza come l’autostrada Genova – Livorno, Firenze – Mare, Lucca – Viareggio e la S.S.1 Aurelia.
Le opere di Bonifica
L’idrografia ha subito, nel tempo, notevoli variazioni in parte per cause naturali, in parte anche in seguito all’intervento dell’uomo che ha tentato di regolare il deflusso delle acque, ritenendo che il carattere stagnante delle stesse fosse il maggiore responsabile della malaria, oltrechè il principale ostacolo all’insediamento umano e all’agricoltura.
I primi lavori di bonifica si fanno risalire all’epoca dell’Impero Romano con lo scavo delle fosse
Papirinae, iniziativa presto interrotta dalle invasioni barbariche e, come conseguenza di tale
abbandono, la terra tornò ad essere una pianura acquitrinosa.
Bisognò aspettare il XV secolo per successivi tentativi di bonifica.
Dal XVII secolo in poi, si iniziò a proporre vari progetti al fine di evitare:
• L’insabbiamento della Foce di Viareggio;
• Il mescolamento dell’acqua dolce con quella salata.
Nel 1741 furono costruite delle cateratte a bilico sul canale Burlamacca (già menzionate) per separare le acque dolci da quelle salate, e fu abbattuta gran parte della macchia tra il mare e la palude.
Già nel 1900 l’area palustre del bacino di Massaciuccoli fu classificata come bonifica di prima categoria, classifica confermata poi nel 1923 e 1933. A partire dal 1927 furono istituiti i primi grandi consorzi idraulici ed ebbero inizio i lavori di sistemazione definitiva, che bonificarono circa l’80% dell’area palustre.
Recentemente, le aree bonificate, riguardanti il settore settentrionale e meridionale del territorio contiguo al lago, sono gestite dal Consorzio di Bonifica Versilia-Massaciuccoli e sono interessate da attività agricole, agroflorovivaistiche e zootecniche.
I terreni facenti parte di queste zone si trovano ad una quota inferiore rispetto a quella del livello medio del mare (Fig. 5). Tali terreni sono drenati naturalmente dai canali delle acque basse e l’acqua raccolta, grazie alla pendenza naturale del terreno, scorre verso gli impianti idrovori della bonifica che la sollevano e la sversano dentro i canali delle acque alte. Procedendo da nord a sud troviamo il sottobacino di Massarosa, il sottobacino di Portovecchio, il sottobacino di Quiesa, il sottobacino di Massaciuccoli, il sottobacino di Vecchiano, oltre che un’area a scolo naturale verso quest’ultimo sottobacino ed un’altra contigua a scolo meccanico verso il fiume Serchio.
Uso del suolo
Oltre al Lago di Massaciuccoli (circa 6,9 km2), sono presenti ulteriori 10,29 km2 di specchi d’acqua localizzati all’interno dell’area palustre, tra cui un settore, compreso tra il lago ed il tratto settentrionale del canale Burlamacca, caratterizzato da una serie di laghetti artificiali che possono raggiungere una profondità anche di 25 m, creati durante l’attività di estrazione delle sabbie silicee.
Per quanto riguarda la copertura vegetale ed arborea, l’area possiede 9,49 km2 di boschi collinari e litoranei, 30,89 km2 tra oliveti, vigneti e frutteti, 28,88 km2 di terreni agricoli bonificati e 8,11 km2 di palude (Focardi, 1987).
Il 51% del territorio è dedito all’agricoltura. 30,89 km2 delle aree agricole sono costituite da piantagioni di olivi, frutteti e vigneti (Regione Toscana, 2005). Nell’area studiata il ruolo dell’agricoltura in termini economici è rilevante: il 17% del lavoro è impegnato nel settore agricolo (Tomei, 1972; Focardi, 1987; Forzieri, 2000; ISTAT, 2002; ISTAT, 2005.)
In Fig. 6 si riporta il grafico sull’utilizzo del suolo.
Uso del suolo
Agricoltura 51% Sup. artificiali 11% Corpi d'acqua 12% Zone umide 9% Bosco/aree seminaturali 17%
Fig. 6 Uso del suolo
Il comprensorio agricolo della bonifica del Massaciuccoli è rappresentato dalle seguenti aree:
• aree agricole del Padule Settentrionale 3,08 km2
• aree agricole del Padule Meridionale 12,29 km2
• aree agricole di Migliarino 7,66 km2
Nelle aree agricole del Padule Settentrionale sono presenti aziende che per circa il 70% hanno indirizzo cerealicolo e per il restante 30% indirizzo frutticolo. Infatti, le colture più rappresentative sono il mais, il frumento, i pescheti ed i meleti. I terreni in questa area sono limosi ed argillosi.
Nelle aree agricole del Padule Meridionale sono presenti aziende, per la maggior parte di grosse dimensioni, che coltivano soprattutto cereali. E’ diffuso anche il mais in monocoltura, seguito dal frumento, dalla barbabietola, dal girasole e dalla soia. E’ presente un ampio oliveto di circa 0,70 km2 e colture orticole di spinacio, pomodoro e cavoli. Sono presenti attività zootecniche (bovini ed ovini) di dimensioni contenute. I terreni di questa zona sono torbosi, limo sabbiosi e argillosi.
Nelle aree agricole di Migliarino sono presenti aziende che producono il mais e cereali nell’area intorno al lago e ortaggi condotti in modo intensivo (spinaci, pomodori, meloni e cavoli) e vivai nelle aree golenali.
Gli ambienti che si incontrano intorno al bacino del Massaciuccoli sono sia parzialmente od intensamente antropizzati sia naturali, come la fascia dunare litoranea, la pineta, il padule, la collina del versante di Massarosa fino ai rilievi montuosi. La presenza di tali ambienti rende l’ecosistema del Massaciuccoli sito di straordinaria biodiversità comprendente anche specie rare e a rischio di estinzione, nonchè habitat per una grande varietà di animali e specie vegetali.
1.2 Il degrado ambientale
Nel comprensorio del bacino di Massaciuccoli l’attività antropica si è sviluppata in tutte le sue forme negli ultimi 60-70 anni: la crescente urbanizzazione, avvenuta per motivi prevalentemente turistici soprattutto nei comuni di Viareggio e Massarosa e l’intensa opera di bonifica meccanica, finalizzata all’acquisizione di terreno coltivabile, hanno influito negativamente sul territorio causando, tra l’altro, un progressivo peggioramento della qualità delle acque nel sistema.
In questo paragrafo verranno descritti brevemente i tratti evolutivi delle condizioni trofiche del sistema oggetto di studio.
Le prime notizie scientifiche sulla situazione trofica del Lago e del Padule di Massaciuccoli risalgono al 1940, quando veniva descritto come “oligoalino” ed “oligotrofico”, cioè con basso contenuto in nutrienti, bassa produttività e basso contenuto in clorofilla (Brunelli e Cannicci, 1942). Questa condizione trovava riscontro nella limpidezza delle acque e nella presenza rigogliosa di piante sommerse.
Andersen et al, 2000, Gonsiorczyk et al., 1998) è diventato “eutrofico” a causa di un eccessivo input di nutrienti (Frascari et al 1994; Cenni et al., 1998).
E’, appunto, per la presenza di una grande quantità di nutrienti, fosforo, azoto e carbonio che il lago ha subito un forte cambiamento da una situazione di equilibrio ecosistemico, basata sulla presenza di macrofite sommerse, di zooplancton e di conseguenti acque limpide e reti trofiche complesse, ad una situazione, anch’essa di equilibrio (Sheffer, 1998) basata sulla presenza di bloom algali e reti trofiche più semplici, con conseguente perdita di biodiversità.
Tale perdita si manifesta ad ogni livello della rete trofica ed è rilevabile dalla presenza d’acqua con elevata torbidità e dalla conseguente, e, progressiva rarefazione, fino alla scomparsa, di praterie di macrofite acquatiche con un contemporaneo aumento della presenza di fitoplancton (Simoni, 1992). La perdita delle macrofite ha coinciso spesso con la diminuzione di avifauna acquatica particolarmente legata a regimi alimentari con elevate componenti di flora acquatica.
Anche la scomparsa di animali ad elevata valenza naturalistica come la lontra, presente fino agli inizi degli anni ’70 (Cenni, 1987) potrebbe essere in parte legata alla perdita di diversità e di trasparenza dell’habitat lacuo – palustre (ARPAT, 1999).
Il ruolo svolto dal lago è duplice:
Ø d’inverno costituisce il naturale recapito delle acque di bonifica allontanate, tramite canali artificiali ed idrovore, dalle aree coltivate;
Ø d’estate sono le acque del lago ad essere utilizzate per l’irrigazione nelle stesse aree circostanti, attivando, di conseguenza, una sorta di “ricircolo” delle acque che naturalmente si arricchiscono dei nutrienti contenuti in fertilizzanti e concimi.
Recentemente (anni 2004-2005), in merito allo stato di qualità delle acque del bacino lacuale è stato condotto uno studio, denominato “Qualità delle acque superficiali ad uso irriguo nel
comprensorio de Massaciuccoli. I risultati di una prima indagine territorriale”, che ha messo in
luce l’esistenza di una situazione problematica riguardo al livello di qualità associabile alle acque della rete idrica superficiale nel bacino del Massaciuccoli (Silvestri et al, 2006). In diverse zone oggetto dello studio, in particolare nelle zone situate a nord e quelle orientali dell’area lucchese rispetto al lago, gli autori ipotizzano effetti della contaminazione di origine marina: gli elevati livelli di cloruri, di sodio e di conducibilità costituirebbero evidenze dei fenomeni legati all’intrusione delle acque salmastre e all’avanzamento del cuneo salino (Silvestri et al., 2003).
Altre fonti che contribuiscono ad alterare lo stato trofico del lago ed, in generale, l’intero ecosistema sono da ricondursi a:
• presenza di scarichi di impianti di depurazione e delle reti fognarie di Massarosa, Vecchiano, Migliarino e Viareggio, oltre che agli agglomerati urbani non raggiunti dal sistema fognario, come Massaciuccoli, Torre del Lago e parte della stessa Migliarino, che per lungo tempo hanno sversato i loro reflui nel lago;
• presenza di scarichi di industrie;
• interramento causato da sabbie e limi, portati dalle acque affluenti, che ha determinato una riduzione del volume del lago di circa 2.000.000 di m3 (Duchi et al.,1995) e l’accumulo di torba come residuo della rigogliosa vegetazione palustre intorno alle sponde (Trevisan, 1980).
Altro aspetto critico riguarda la salinizzazione del bacino che agisce in modo negativo alterando le caratteristiche chimico- fisiche e ambientali delle acque interessate.
Inoltre:
♦ crea uno scompenso ecologico nel corpo idrico;
♦ rende inutilizzabili le acque per l’irrigazione;
♦ si infiltra nella falda contaminandola.
Il problema si accentua in seguito all’eccessivo abbassamento estivo del livello del lago (sino a - 51 cm rispetto al livello del mare nel 2003) principalmente a scopi irrigui associato a scarsità di precipitazioni e alla forte evapotraspirazione.
Alcuni autori (Focardi et al.,1992) attribuiscono tale fenomeno all’intrusione salina, cioè un’infiltrazione sotterranea attraverso la fascia dunare litoranea, mentre altri (Spandre et al., 1975; Aquater, 1980; Meriggi, 1995; Autorità di Bacino, 2007) al funzionamento insoddisfacente del sistema di porte a bilico “Porte Vinciane ” poste sul canale Burlamacca all’altezza dell’abitato di Viareggio, che permettono l’ingressione diretta di acque marine. Nel piano di Bacino Stralcio è prevista la loro integrazione con una nuova opera posta di poco a monte dell’esistente (Autorità di Bacino del Fiume Serchio, 2007).
Da citare, inoltre, l’alta percentuale dei venti occidentali e meridionali e le correnti marine spinte da essi che provocano alterazioni nella dinamica degli scambi tra il lago e il mare
Carbonaie (tra To rre del Lago e Viareggio) (Fig. 7) ed in località Pioppogatto (Massarosa) (Fig. 8). Inoltre, in località Brentino è presente una discarica di “marmettola” (residui della lavorazione del marmo).
L'ambiente circostante il lago verso le colline è, inoltre, compromesso dalle numerose cave di inerti lapidei la maggior parte delle quali, oggi inattive, necessitano di ripristino ambientale.
Fig. 7 Foto aerea della discarica “Le Carbonaie” Fig. 8 Foto aerea della discarica di Pioppogatto
Durante la stagione estiva, perdurano situazioni di deficit idrico riscontrato e quantificato dall’ Autorità di Bacino del Fiume Serchio nel Progetto di Piano di Bacino Stralcio “Bilancio idrico
del bacino del lago di Massaciuccoli”. Tale deficit è attribuibile non soltanto all'elevata
evapo-traspirazione dagli specchi d'acqua e dalla scarsità degli apporti, ma, in particolar modo, all’eccessivo emungimento dalla falda, per vari utilizzi, che minaccia le acque sia qualitativamente che quantitativamente. (Autorità di Bacino del fiume Serchio, 2007).
Nell’area palustre sono localizzate “ex cave” estese su una superficie totale di 2,5 km2, sul fondo dei quali sono presenti acque salate che possono essere drenate dalla falda stessa. Ulteriori sfruttamenti di tali sistemi potrebbero compromettere una situazione già compromessa, rischiando anche di mettere in connessione le due falde (Baneschi, 2007).
La criticità in merito alla presenza delle zone di escavazione è stata messa in risalto dal progetto di ricerca di Tesi di Dottorato denominato “Geochemical and Environmental study of a coastal
ecosystem Massaciuccoli Lake ”. Dallo studio è emerso il ruolo svolto dalle zone di escavazione
quali zone che costituiscono una barriera idraulica all’ingressione di acqua marina nel lago. Inoltre, tali zone rappresentano un serbatoio di nutrienti e prevengono la contaminazione del lago, ma un successivo rimescolamento delle acque, adesso stratificate, od un riempimento delle cavità potrebbe diventare un serio problema per l’equilibrio dell’intero ecosistema palustre (Baneschi, 2007).
Anche il rischio idraulico non è da sottovalutare. Le arginature, sia quelle del comprensorio del lago (circa 16 km) sia quelle di alcuni affluenti, quali il Barra ed il Canale delle acque alte, presentano una scarsa portanza dei terreni torbosi. Le problematiche derivanti da fenomeni quali la filtrazione e il sifonamento rendono molto vulnerabili le parti di territorio perimetrate dalle arginature, che possono risultare soggette, oltre che ai fenomeni di sormonto delle acque a seguito d'intensi fenomeni piovosi, anche a possibilità di crollo, con evidenti ripercussioni negative sia sull'incolumità delle persone sia dal punto di vista economico (Autorità di Bacino del fiume Serchio, 2007).
