Biodiversità e funzionalità degli ecosistemi acquatici attraverso l’analisi delle interazioni ecologiche e biochimiche tra componenti biotiche ed abiotiche

Attività di ricerca

Si conducono ricerche teoriche ed applicate sulla struttura e funzionalità degli ecosistemi strettamente acquatici (acque interne e marino costiere), così come su quelli indirettamente dipendenti dalla risorsa acqua, con particolare attenzione alle interazioni tra comparto abiotico e biotico ed ai processi eco-evolutivi a diverse scale spaziali e temporali. L’approccio di ricerca è finalizzato alla conservazione e gestione degli habitat e delle risorse biologiche, della biodiversità, dei servizi ecosistemici ad essa associati, al monitoraggio e riqualificazione ambientale di un’ampia gamma di ecosistemi.

TUTTI I PROGETTI

L’approccio multidisciplinare include la valutazione degli effetti dei cambiamenti globali sulla funzionalità ecosistemica anche in ambienti remoti. Il mantenimento di serie storiche di dati costituisce un elemento chiave per l’area tematica . In questo ambito, è contemplato l’utilizzo di specie modello animali e vegetali anche non direttamente legate all’ambiente acquatico.

Sono inoltre sviluppate le discipline relative all’ecotossicologia, alla microbiologia e allo studio della distribuzione e degli effetti degli inquinanti emergenti e prioritari. Infine, altri ambiti di ricerca sono la pesca in acqua interne e l’acquacoltura, biologica ed ecocompatibile, rivolta ad individuare nuove specie e tecnologie innovative di allevamento in grado al contempo di mitigare gli impatti negativi sull’ecosistema marino.

La promozione e partecipazione a progetti di conservazione e ricerca nazionali ed internazionali è parte integrante della realizzazione di questa area tematica.

Contenuti scientifici e tecnologici

I contenuti scientifici tecnologici si differenziano per il target specifico delle ricerche condotte e si possono ricondurre a:

  • studio delle relazioni strutturali e funzionali tra comunità acquatiche e terrestri, habitat e stressor ambientali ed antropici;
  • evoluzione, autoecologia e tassonomia di alcuni taxa di particolare importanza e individuazione di specifici indicatori ambientali;
  • studio della funzionalità degli ecosistemi e della biodiversità sia in senso classico che genetico, anche in ambienti estremi mediante un approccio di ecologia e filogenesi molecolare;
  • valutazione  degli impatti sulla biodiversità, tramite l’analisi delle comunità zoo- e fitobentoniche,  delle specie aliene e di specie algali potenzialmente tossiche;
  • risposta dei parametri strutturali e funzionali delle comunità microbiche alle variazioni ambientali e agli inquinanti; biodiversità e funzionalità del comparto microbico lungo il continuum tra ecosistemi di acqua dolce e ambienti marino-costieri ed in ambienti estremi (sorgenti di CO2);
  • ottimizzazione dei protocolli di classificazione dello stato ecologico di tutte le tipologie di acque (interne e marino costiere) secondo le normative nazionale e le direttive comunitarie;
  • studio dei processi di accumulo, trasformazione e rimozione dei nutrienti negli ecosistemi;
  • studi di dinamica ambientale di contaminanti prioritari e emergenti e interazione con gli organismi in ecosistemi acquatici temperati e polari;
  • studio degli effetti tossici di contaminanti chimici sugli organismi acquatici e ricerca di marker di esposizione e di danno applicati a più livelli di complessità biologica; studio delle risposte biochimiche degli organismi acquatici agli impatti ambientali e antropici;
  • bioaccumulo, metabolizzazione e ripartizioni di inquinanti in corpi idrici superficiali (fiumi e laghi) e valutazione del rischio ecologico associato a sedimenti contaminanti; trasporto e caratterizzazione della sostanza organica in relazione allo studio di processi biologici e suo ruolo nella mobilità e trasformazione di inquinanti organici ed inorganici;

Studio inquinanti, sperimentazione in laboratorio.

  • studio di inquinanti e microinquinanti inorganici in acqua e suolo: sorgenti, diffusione ed impatti includendo la predisposizione di test ecotossicologici dedicati;
  • valutazione degli effetti dei cambiamenti climatici e degli apporti atmosferici di inquinanti sui cicli biogeochimici in ambienti di alta quota – biologia e gestione della pesca nelle acque interne;
  • sperimentazione in laboratorio e in campo di metodologie  di allevamento e nutrizione di nuove specie di interesse commerciale con tecniche indirizzate alla gestione sostenibile dell’ecosistema, alla mitigazione degli impatti negativi sull’ambiente di allevamento e alla valutazione e contenimento di eventuali patogeni emergenti;
  • ecologia, comportamento e conservazione di vertebrati (i.e. uccelli, chirotteri) selvatici in relazione a fattori ecologici a diverse scale spaziali e temporali, anche in  ambienti acquatici.

Come lo facciamo

Struttura e funzione delle comunità

Biodiversità ed ecologia

Biodiversità ed Ecologia descrivono lo studio della varietà degli organismi viventi e delle relazioni che essi instaurano tra loro e con l’ambiente. Le attività di ricerca si concentrano principalmente sugli ambienti acquatici.

Attività
  • Caratterizzazione della biodiversità in ecosistemi acquatici attraverso approcci di tipo tradizionale e molecolare
  • Studi a lungo termine sull’evoluzione degli organismi negli ecosistemi marini, costieri e di acque dolci
  • Organismi potenzialmente dannosi e specie non-indigene
  • Biogeografia, evoluzione ed ecologia degli organismi acquatici

Stress antropici

Lo studio degli stress antropici analizza gli impatti delle attività umane e dei cambiamenti ambientali sugli ecosistemi. L’obiettivo è capire in che modo inquinamento, alterazione degli habitat, cambiamento climatico e specie non indigene influenzino struttura, funzionamento e resilienza degli ecosistemi.

Attività
  • Studio delle relazioni strutturali e funzionali tra comunità acquatiche e terrestri, habitat e stressor ambientali ed antropici
  • Interazioni tra batteri ed evoluzione delle comunità microbiche esposte a stress antropogenici o climatici
  • Impatto di pressioni a scala locale e globale sul ciclo dei nutrienti e sulla biodiversità ed ecologia degli ecosistemi acquatici

Bioindicatori

I bioindicatori sono organismi o comunità sensibili ai cambiamenti ambientali e usati per valutare lo stato di salute degli ecosistemi. Il loro studio consente di monitorare la qualità delle acque e di rilevare stressori naturali o antropici, fornendo dati fondamentali per la gestione e la tutela degli ambienti acquatici.

Attività
  • Tassonomia ed ecologia degli organismi e individuazione di specifici bioindicatori
  • Evoluzione, autoecologia e tassonomia di alcuni taxa di particolare importanza (specie native ed invasive) e individuazione di specifici indicatori ambientali
  • Ottimizzazione dei protocolli di classificazione dello stato ecologico di tutte le tipologie di acque interne secondo le normative nazionali e le direttive comunitarie
  • Sviluppo di nuovi metodi di biomonitoraggio e biorisanamento

Conservazione

Le attività di ricerca sono rivolte alla conservazione, gestione e ripristino degli habitat, delle risorse biologiche e dei servizi ecosistemici, con particolare attenzione al monitoraggio e alla riqualificazione ambientale di una varietà di ecosistemi.

Attività
  • Ecologia, comportamento e conservazione di piante e animali acquatici in relazione a fattori ecologici a diverse scale spaziali e temporali
  • Approcci per la conservazione ex-situ della biodiversità fungina acquatica, inclusa la creazione e implementazione di una collezione di microrganismi acquatici

Cicli biogeochimici

I cicli biogeochimici descrivono i processi di circolazione e riciclo di elementi come carbonio (C), azoto (N) e fosforo (P) negli ecosistemi acquatici. In particolare, le attività di ricerca si focalizzano sullo studio dei meccanismi che regolano l’accumulo, la trasformazione e la rimozione dei nutrienti.

Attività
  • Studio dei processi di accumulo, trasformazione e rimozione dei nutrienti (N, P e C) negli ecosistemi
  • Interazione tra processi abiotici e biotici in ambienti acquatici naturali

Studio della risposta degli ecosistemi acquatici ai cambiamenti globali

Lo studio della risposta degli ecosistemi acquatici ai cambiamenti globali analizza gli effetti di pressioni ambientali e antropiche su struttura, funzionamento e biodiversità, impiegando monitoraggi, esperimenti e modelli per valutarne la resilienza e supportare strategie sostenibili.

Attività
  • Valutazione degli effetti di scenari futuri di cambiamento climatico e di carichi esterni di nutrienti sugli ecosistemi lacustri
  • Studio dell’evoluzione a lungo termine degli ecosistemi lacustri, anche mediante l’utilizzo di monitoraggio ad alta frequenza basato su sensori in-situ
  • Ruolo dei sistemi acquatici come sink o source di gas serra (GHG)

Governance delle risorse idriche

La governance delle risorse idriche studia sistemi multi-risorsa e multi-utenza per sviluppare politiche di gestione, piani di sicurezza, riutilizzo delle acque reflue in agricoltura e misure di mitigazione e adattamento.

Attività
  • Sistemi multi-risorsa e multi-utenza per lo sviluppo di politiche di gestione delle risorse ed infrastrutture idriche
  • Piani di sicurezza dell’acqua
  • Riutilizzo delle acque reflue depurate in agricoltura: valutazioni qualitative, aspetti gestionali e contributi alle policies nazionali ed europee.
  • Misure di mitigazione e adattamento

WEFE Nexus e modellistica socio-idrologica

Il WEFE Nexus e la modellistica socio-idrologica analizzano le interazioni tra acqua, energia, cibo e ambiente, sviluppando metodi per stimare gli effetti ecotossicologici dei contaminanti.

Attività
  • Metodi per la stima integrata degli effetti ecotossicologici (Effect Based Tools) a supporto dell’analisi chimica dei contaminanti

Gestione sostenibile e sfruttamento delle risorse naturali

La gestione sostenibile delle risorse naturali mira a uno sfruttamento equilibrato che unisce innovazione, conservazione e valorizzazione degli ecosistemi, con ricerche focalizzate su bioprospecting e sviluppo di tecnologie per diversificare le specie allevabili.

Attività
  • Bioprospecting di ecosistemi naturali per identificazione di bioprodotti e biomateriali di interesse
  • Sviluppo di tecnologie innovative e diversificazione delle specie allevabili
  • Ecologia, conservazione e sfruttamento sostenibile della fauna ittica d’acqua dolce

Tutti i progetti di Bonifica e caratterizzazione di siti contaminati

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