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ISAC-CNR Area di Tor Vergata, Roma

CLIMAGRI – Cambiamenti climatici in agricoltura, Bologna 15 maggio 2006

Dr. Maurizio Severini

Gruppo di Bioclimatologia

Linea di Ricerca 3.3 Modello previsionale delle conseguenze dell'aumento della temperatura e dell'irradianza ultravioletta sulla dinamica di

popolazioni zooplanctoniche di interesse in acquacoltura

Collaboratori: Dr.ssa Roberta Alilla, Dr. Simone Pesolillo


Ciclo vitale

uovo

larva

pupa

adulto

germoglio

infiorescenza

frutto invaiato

frutto maturo


Il motore che spinge gli organismi pecilotermi a transitare attraverso gli stadi (o fenofasi) e che determina i tempi di passaggio è la

BATTERI

ALGHE

PROTOZOI

FUNGHI

GLOBULI ROSSI DEL SANGUE

ZOOPLANCTON

TUTTI I VEGETALI

ARTROPODI (2 MILIONI DI SPECIE)

PESCI E ANFIBI (NEGLI STADI IMMATURI)

CELENTERATI

ANELLIDI


TTR Reaùmur, 1735

0TCTR TBoussignault, 1837

De Gasparin, 1844

A

BCTR

Texp Coutagne, 1882

T

BCTR exp Price, 1909

TT

DD BA

CTR

2Janisch, 1933

T

BA

CTR

exp1Stinner, 1974

B

DDAACTR

TT expexp Logan,1976

R = R[T]

TT

TT

FE

DC

BA

TRexpexp1

exp

Sharpe & D.M, 1977

0.01

0.02

0.03

0.04

Tas

so

Rk[T

]

[d-1]

0.05

Temperatura (°C)

Dinoflagellati, Mare del Nord, 54 anni: anticipo 26 giorni (Edwards & Richardson, 2004)

Zooplancton , Mare del Nord, 54 anni: anticipo 30 giorni (Edwards & Richardson, 2004)

Dinoflagellati , Mare del Nord, 45 anni: allungamento 27 giorni (Edwards & Richardson, 2004)

Copepodi , Mare del Nord, 45 anni: allungamento 10 giorni (Edwards & Richardson, 2004)

Dinoflagellati simbionti coralli, Oceano Pacifico, 7 anni: successo specie termo-tolleranti.

(Baker et al, 2004)


Pioppo, Canada, 100 anni: anticipo 26 giorni (Beaubien et al., 2000)

Macchia mediterranea, 50 anni: anticipo 16 giorni (Penũelas et al., 2002)

Giardini fenologici, Nord Europa e America, 30 anni: anticipo 6 giorni (Menzel et al. 1999)

Indice di verde, 45°-70°Nord, 9 anni: anticipo 8 giorni (Myneni et al., 1997)

Macchia mediterranea, 50 anni: allungamento 29 giorni (Penũelas et al., 2002)

Giardini fenologici, Nord Europa ed Amer., 30 anni: allungamento 11 giorni (Menzel et al. 1999)

Indice di verde, Nord Eurasia, 9 anni: allungamento 18 giorni (Myneni et al., 1997)

Margine conifere subalpine, Nord Amer., 100 anni: spostamento verso Nord (Peterson, 1994)

Ippocastano, ribes, lillà, Germania, 100 anni: anticipo 2.6 - 6.9 giorni (Menzel et al., 2005)

Lepidotteri, Olanda, 20 anni: anticipo del volo 12 giorni (Ellis et al., 1997)

Lepidotteri, Spagna, 50 anni: anticipo del volo 11 giorni (Penũelas et al., 2002)

Afidi, Inghilterra, 25 anni: anticipo del volo 6 giorni (Fleming et al., 1995)

Lepidotteri, 22 Specie, Europa, 100 anni: spostamento 35-240 Km Nord (Parmesan, 1999)

Lepidotteri, 2 Specie, Europa, 100 anni: spostamento verso Sud (Parmesan, 1999)

Anofele, Nuova Guinea, Tanzania, Kenya: spostamento oltre quota 2000 m (Epstein et al., 1998)

Ipotizzato dai più, ma in letteratura non si trovano dati di lungo periodo


Anfibi, Stati Uniti, 100 anni: anticipo del canto 10 giorni (Gibbs, 2001)

Anfibi, Inghilterra, 16 anni: anticipo oviposizione 10 giorni (Beebee, 1995)

Uccelli, 20 Specie, Inghilterra, 25 anni: anticipo oviposizione 9 giorni (Crick, 1997)

Uccelli, 1 Specie, Inghilterra, 25 anni: ritardo oviposizione (Crick, 1997)

Marmotte, Stati Uniti, 23 anni: anticipo uscita letargo 38 giorni (Inouye et al., 2000)

Piccoli mammiferi, 19 Specie, Stati Uniti: spostamento verso Nord (Davis et al., 1992)



Simulando l’aumento di temperatura si ottiene l’ANTICIPO DELLA STAGIONALITÀ

0

2

4

6

8

10

12

14

01-gen 31-gen 02-mar 01-apr 01-mag 31-mag 30-giu 30-lug 29-ago 28-set 28-ott 27-nov 27-dic 26-gen 25-feb 26-mar

tempo [giorni]

dens

ità d

i ind

ivid

ui [i

nd/l]

Simulazione Acartia

Campionamenti ‘03-’04

Simulazione Ruppia

0

2

4

6

8

10

12

14

01-gen 31-gen 02-mar 01-apr 01-mag 31-mag 30-giu 30-lug 29-ago 28-set 28-ott 27-nov 27-dic 26-gen 25-feb 26-mar

tempo [giorni]

dens

ità d

i ind

ivid

ui [i

nd/l]

Simulazione +2°C

Simulazione T amb

Nella comunità zooplanctonica del Lago

di Fogliano si osserva un ANTICIPO DELLA STAGIONALITÀ rispetto ai rilievi del decennio precedente

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

tempo [mesi]

densitàdi in

div

idui [i

nd/l]



Simula la dinamica di sviluppo di popolazioni multivoltineLa dinamica dei Copepodi (Acartia) è controllata non solo dalla temperatura, ma anche dalla vegetazione lacustre (Ruppia).


giorni giuliani

Lobesia botrana / Vitis viniferaPASSATO, 1975 (anni 1961 – 1990)

0 50 100 150 200 250 300 350

germogliamento

maturazione Vite fioritura

invaiatura

Larve1a generazione

2a generazione3a generazione

0 50 100 150 200 250 300 350giorni giuliani

Lobesia botrana / Vitis viniferaPRESENTE, 2000 (anni 1994 – 2004)

germogliamento


invaiatura

Larve1a generazione


0 50 100 150 200 250 300 350giorni giuliani

Lobesia botrana / Vitis viniferaFUTURO, 2050 (anni 2045 – 2055)

maturazione

germogliamento Vite fioritura

invaiatura

Larve1a generazione


giorni giuliani

Lobesia botrana / Vitis viniferaPASSATO, 1975 (anni 1961 – 1990)

0 50 100 150 200 250 300 350

germogliamento


invaiatura

Larve1a generazione


0 50 100 150 200 250 300 3500 50 100 150 200 250 300 350

germogliamento


invaiatura

germogliamento


invaiatura

Larve1a generazione


Larve1a generazione



3a generazione

0 50 100 150 200 250 300 350giorni giuliani

0 50 100 150 200 250 300 3500 50 100 150 200 250 300 350giorni giuliani

Lobesia botrana / Vitis viniferaPRESENTE, 2000 (anni 1994 – 2004)

germogliamento


invaiatura

germogliamento


invaiatura

Larve1a generazione


Larve1a generazione



3a generazione

0 50 100 150 200 250 300 3500 50 100 150 200 250 300 350giorni giuliani

Lobesia botrana / Vitis viniferaFUTURO, 2050 (anni 2045 – 2055)

maturazione


invaiatura

Larve1a generazione


maturazione


invaiatura


invaiatura

Larve1a generazione


Larve1a generazione



3a generazione

L’aumento di temperatura farà ANTICIPARE il ciclo annuale della pianta e del fitofago

ma la temuta IV generazione di

tignoletta non si svilupperà

Risultati:

Buone notizie per il vino Frascati DOC

Conclusione:

Per comprendere l’influenza dell’aumento di temperatura negli

agroecosistemi si è simulato il RISCHIO DI ATTACCO della tignoletta della vite nell’area del Frascati DOC


200400

600 1000800

2000 3000lunghezza d’onda [nm]

0

1

UV PAR

2

al livello del mare

al top dell’atmosfera

NIR

0.0001

0.001

0.01

0.1

1.0

240 260 300280 320 340 380360 400

UV-C UV-B UV-A

lunghezza d’onda [nm]

54

6

È il 6% della radiazione solare (al livello del mare)

0.6% della radiazione solare (al livello del mare)

È il 10% della radiazione ultravioletta (al livello del mare)È il 10% della radiazione ultravioletta (al livello del mare)


Xenopus laevis (Anfibio): 30 Jm-2d-1

Artemia salina (Crostaceo): 120 Jm-2

Esposti rad. UV-BControlli

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

giorni dall'oviposizione

gir

ini m

atu

rati

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

giorni dall'oviposizione

gir

ini m

atu

rati

giorni dalla schiusa

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

4 6 8 10 12 14 16 18 20

arte

mie

mat

ura

te

RITARDO circa 20 giorni

RITARDO circa 2 giorni


Se aumenta, lo sviluppo accelera = ANTICIPO

Se aumenta, lo sviluppo rallenta = RITARDO

Non sappiamo cosa accadrà

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