Il biomonitoraggio
La metodologia per il rilevamento dell'inquinamento atmosferico con i licheni epifiti (cioè che vivono su tronchi d'albero) è basata su una misura della biodiversità, ossia sull'abbondanza delle specie licheniche. I valori di biodiversità vengono interpretati in termini di allontanamento rispetto alla naturalità attesa. Tale allontanamento è dovuto alla presenza di inquinanti (principalmente gas fitotossici: ossidi di zolfo e di azoto) che causano alle comunità licheniche una diminuzione nel numero di specie e una diminuzione della loro copertura/frequenza.
I licheni rispondono infatti con relativa velocità al peggioramento della qualità dell'aria e possono ricolonizzare in pochi anni ambienti urbani e industriali qualora si verifichino dei miglioramenti delle condizioni ambientali, come evidenziato in molte parti d'Europa.
La misura della Bioversità Lichenica viene intesa come somma delle frequenze delle specie licheniche in un reticolo di rilevamento di dimensioni fisse.
Negli ultimi decenni sono stati proposti molti metodi che, utilizzando opportune scale di interpretazione, valutano attraverso i licheni la qualità dell'aria.
Gli studi basati sui licheni epifiti hanno trovato in Italia larga diffusione a partire dagli anni ‘80 e numerose sono le indagini realizzate finora.
La scala utilizzata per l’interpretazione dei valori dell’I.B.L. (Indice di Biodiversità Lichenica) e la loro attribuzione a specifiche classi di Naturalità/Alterazione è quella proposta da GIORDANI (2004) per le querce caducifoglie della regione mediterranea e submediterranea (Tab. I).
La scelta di utilizzare questa scala di interpretazione ha permesso di confrontare i valori ottenuti con quelli riportati per la regione Umbria.
Per una più facile interpretazione dei dati, a ciascun valore di Biodiversità Lichenica è possibile associare il grado di deviazione da condizioni naturali tramite una scala; inoltre al fine di una migliore visualizzazione dei risultati può essere effettuata una elaborazione cartografica che mostri una suddivisione del territorio in esame in aree con biodiversità lichenica diverse: ad ogni classe di naturalità/alterazione viene associato un colore (vedi Tab. 1).
Tab. 1: Scala Giordani et al. 2004
Cosa fa Arpa
Arpa Umbria nel 2008 ha attivato il controllo della Rete Regionale di Biomonitoraggio dell’aria in collaborazione con l’Università del Molise proseguendo il monitoraggio lichenico iniziato nel 2003 da APAT (oggi ISPRA) che ha effettuato la prima campagna di monitoraggio in Umbria nel biennio 2003-2004. Da allora Arpa Umbria ha assunto tale attività come compito istituzionale e ha effettuato la terza campagna di monitoraggio autonomamente.
L’iniziativa del monitoraggio biologico mediante licheni epifiti si colloca nell’ambito del D.Lgs. 155/2010 relativo alla “Qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa” e nell’ambito di tutte le attività in corso a livello nazionale e regionale sulla valutazione e gestione della qualità dell’aria. Pur mancando, nella normativa vigente, un esplicito obbligo al monitoraggio biologico, i licheni permettono di realizzare indagini ambientali scientificamente valide e complete ai fini della valutazione dell’inquinamento atmosferico. Essi, infatti, possono essere impiegati sia come bioindicatori, correlando determinate intensità di disturbo ambientale a variazioni in termini quantitativi e qualitativi, sia come bioaccumulatori, sfruttando la loro capacità di assorbire elementi in tracce dall’atmosfera. Per questo motivo sono ampiamente utilizzati in studi di biomonitoraggio ed è stata appena pubblicata una norma a livello europeo che ne standardizza l’utilizzo quali indicatori della qualità dell’aria.
E’ evidente che, essendo i licheni organismi viventi e a vita lunga, gli effetti degli inquinanti che essi subiscono vanno valutati nel lungo termine e sempre confrontati ed integrati con le indagini chimiche della qualità dell’aria.
La Rete Regionale dell’Umbria
La Rete Regionale di Biomonitoraggio dell’Umbria è costituita da 25 stazioni denominate Unità di Campionamento Primario (UCP) nelle quali sono stati rilevati in totale 75 alberi (3 per ciascuna stazione). Cinque stazioni ricadono in provincia di Terni e venti in provincia di Perugia. quattordici UCP ricadono in zone collinari, sei in distretti montani e cinque in zone pianeggianti; ogni unità di campionamento è stata caratterizzata sotto il profilo ecologico e georeferenziata con l’impiego del GPS.
Il metodo utilizzato è quello di riferimento descritto nel Manuale ANPA (AA.VV., 2001).
L’applicazione di questo metodo permette di avere una indicazione dello stato di alterazione ambientale sulla base della biodiversità lichenica del territorio in esame. Si associa un grado di alta naturalità ad aree con alta biodiversità lichenica e un grado di bassa naturalità ad aree con bassa biodiversità lichenica.
L’I.B.L. è calcolato come la somma delle frequenze dei licheni presenti entro un reticolo di campionamento a maglie di 10x10 cm applicato su ogni albero rilevato. Il reticolo è formato da 4 subunità, ognuna con una fila verticale di 5 maglie, posizionate in corrispondenza dei quattro punti cardinali: N, S, E, W a 1 metro dal suolo. I valori di I.B.L. riscontrati vengono messi in relazione con la scala di Naturalità/alterazione (Giordani et al. / 2004)
Reticolo di campionamento
Grigliato sistematico territoriale dell’Umbria (maglia 18 km x 18 km). UCP (1x1 km)
Di seguito sono elencate le 25 stazioni costituenti la Rete regionale dell’Umbria di cui le prime 5 ricadono nella provincia di Terni (TR) e le altre 20 nella provincia di Perugia (PG).
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Numero UCP
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Località
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Numero UCP
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Località
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|---|
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UCP 1
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TR -Monte Campano (Amelia)
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UCP 14
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PG- via dei Cecconi (Deruta)
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UCP 2
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TR - Le Mustaiole (Sismano)
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UCP 15
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PG - vocabolo Mastinelle (Assisi)
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UCP 3
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TR - Le Piane di Santa Lucia (Stroncone)
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UCP 16
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PG - Piano di Ricciano (Colfiorito)
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UCP 4
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TR - S.Egidio (Baschi, Orvieto)
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UCP 17
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PG - Lago Trasimeno (Magione)
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UCP 5
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TR- Monte Peglia e Selva di Meana (Morrano, Orvieto)
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UCP 18
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PG - Monte La Guardia (Perugia)
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UCP 6
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PG - Casale Collone (Fogliano)
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UCP 19
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PG - Poggio San Dionisio (Valfabbrica)
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UCP 7
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PG- Monte San Vito (S. Anatolia di Narco)
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UCP 20
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PG - Ville Santa Lucia (Nocera Umbria)
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UCP 8
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PG - Fustagna (Cascia)
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UCP 21
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PG- San Cristoforo (San Leo di Bastia)
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UCP 9
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PG- Ilci (Todi)
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UCP 22
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PG - Umbertide
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UCP 10
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PG - San Martino (Montefalco)
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UCP 23
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PG - Padule (Gubbio)
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UCP 11
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PG- Spina (Spina Nuova, Sellano)
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UCP 24
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PG- Astucci (Rovigliano)
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UCP 12
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PG- Todiano (Preci)
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UCP 25
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PG- Montemaggiore (Città di Castello)
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UCP 13
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PG - Castiglion Fosco (Pietrafitta)
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Risultati campagna di monitoraggio
Sintesi dei risultati delle due campagne 2004-2009
Tabella riassuntiva delle attribuzione delle UCP alle classi di naturalità/alterazione dell’Umbria secondo la classificazione della Scala Giordani et al. 2004.
Le stazioni che hanno subito un cambiamento di classe nel confronto tra la prima (2004) e la seconda campagna (2009) sono evidenziate in rosso qualora il cambiamento sia stato in classe peggiore, e in blu qualora sia stato in classe migliore.
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UCP
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Valore
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Classe di naturalità/alterazione
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Colore
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|---|
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2004
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2009
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8, 16
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8, 16
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>186
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Naturalità molto alta
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10, 12, 18, 19
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10
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156-186
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Naturalità alta
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5, 7, 11, 17, 20, 21, 23
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2, 3, 5, 7, 12, 19, 20
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125-155
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Naturalità media
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3, 9, 24, 25
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4, 11, 17, 18, 21, 23, 24
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94-124
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Naturalità bassa / Alterazione bassa
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1, 2, 4, 6, 13, 14, 15, 22
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1, 6, 13, 22, 25
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63-93
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Alterazione media
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9, 14, 15
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32-62
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Alterazione alta
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0-31
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Alterazione molto alta
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Fig.1a: Carta di naturalità/alterazione della regione Umbria – Situazione 2004.
Fig.1b: Carta di naturalità/alterazione della regione Umbria – Situazione 2009.
Fig.2: Variazioni percentuali di segno positivo e negativo rispetto ai dati
della prima campagna di biomonitoraggio regionale (2004)
Fig.3a: Distribuzione (%) delle UCP nelle classi di naturalità/alterazione al 2004
Fig. 3b: Distribuzione (%) delle UCP nelle classi di naturalità/alterazione al 2009
Risultati campagna 2010-2014
E’ stata effettuata da personale specializzato di Arpa Umbria una terza campagna di monitoraggio nel triennio 2012-2014. I risultati della terza campagna di monitoraggio evidenziano valori positivi (da circa il 2% al 20%) per tutte le UCP del ternano (1-5), confermando ulteriormente il trend di miglioramento già evidenziato nella campagna precedente del 2009, mentre per la provincia di Perugia, su 20 UCP abbiamo rilevato delle variazioni lievemente negative nel corso del quinquennio solo nelle UCP 10-12-15-23.
Mentre non si riscontrano variazioni nelle due classi estreme (Naturalità molto alta e Alterazione molto alta), appare evidente una ridistribuzione tra le classi intermedie.
Dal 2004 al 2014 si conferma la comparsa di 3 stazioni nella classe alterazione alta (invece assente nel 2004), si osserva poi una diminuzione delle stazioni in classe alterazione alta a favore della classe migliore naturalità bassa /alterazione bassa passando da 8 stazioni nel 2004 a 5 nel 2009 e a 4 nel 2014.Di conseguenza sono aumentate le stazioni nella classe di naturalità bassa /alterazione bassa da 4 nel 2004 a 7 nel 2009 e 8 nel 2014.
Si osserva inoltre una flessione di numero di stazioni nella classe naturalità alta , con una ripresa evidente nella campagna del 2014.
Campagna di monitoraggio 2014
Variazioni di IBL nel decennio di monitoraggio (2004-2014)
Dal confronto delle tre mappe di naturalità/alterazione della regione Umbria nel decennio di monitoraggio lichenico, riportate in Figura 11, si evidenzia un ristabilirsi, nella presente campagna, delle condizioni di naturalità alta nella zona sud–est della regione a ridosso dell’Appennino rilevate nel 2004 (in particolare la UCP 11). Resta costante la situazione di miglioramento nella zona sud ovest (UCP 1,2,4 e 6), già riscontrata nel 2009. Tale miglioramento potrebbe essere associato alla notevole riduzione del polo chimico fortemente impattante nella zona di Nera Montoro a ridosso delle UCP della provincia di Terni. La sparizione nel settore nord-orientale dell’area con naturalità alta, registrata già nel 2009, rimane ancora circoscritta al preappennino umbro centro-meridionale, insieme ad un miglioramento localizzato nella zona a nord di Perugia (UCP 18). Si conferma nel corso del decennio la presenza di un’area di criticità relativa alla zona centrale della regione, nella media valle del Tevere, classificata in uno stato di alterazione media e alterazione alta.
Distribuzione delle stazioni nelle classi di naturalità/alterazione. Confronto tra le tre campagne 2004-2009-2014
Conclusioni
Sebbene a livello nazionale siano stati effettuati da parte di alcune Arpa dei monitoraggi mediante licheni epifiti a scala regionale o provinciale (Ronchini et al., 2003; Capua & Onorari, 2009; SKert & Grahonja, 2013), l’ARPA Umbria ad oggi è l’unica Agenzia Regionale ad aver effettuato il controllo della rete di biomonitoraggio lichenico regionale in un arco temporale di dieci anni applicando l’Indice di Biodiversità Lichenica (IBL) per tre campagne di monitoraggio (2004-2009-2014). Tale periodo di tempo rappresenta un congruo intervallo per apprezzare variazioni in senso positivo e/o negativo di organismi viventi, resistenti e longevi quali i licheni, qualora vengano sottoposti a stress da parte di inquinanti atmosferici. Si può affermare che nell’arco di dieci anni di studio l’Umbria, regione caratterizzata da un’ elevata biodiversità lichenica epifita, relativamente alla numerosità e alla frequenza delle specie, sembra mostrare un generale miglioramento dello stato di naturalità/alterazione, oggetto di questo studio. Non sono mai state classificate stazioni nella classe estrema di Alterazione molto alta, mentre sono rimaste costanti le stazioni in classe di Naturalità molto alta. Queste ultime si confermano essere a ridosso della dorsale appenninica, in zone montane protette da fonti antropizzate. Le situazioni di criticità sono rimaste costanti, e concentrate al centro della regione, nella media valle del Tevere. Le cause sono imputabili alla compresenza di zone densamente coltivate, di insediamenti produttivi e di strade al alto scorrimento molto trafficate .