Analisi della relazione tra le concentrazione di azoto e la composizione delle comunità acquatiche

This report presents an analysis of the relationships between environmental variables and organisms belonging to the four biotic communities used to define the lake's ecological quality, according to provisions of the Italian legislation (D.Lgs. 260, November 2010) and the European Water Framework 2000/6. The data analyzed were collected during the sampling surveys carried out within InHabit Project in 13 water bodies, 7 in Piedmont and 6 in Sardinia respectively. In particular, the aim of the study was to evaluate the possible effects of nitrogen on biotic communities. Phytoplankton community shown the clearer responses: according to the result of multivariate analysis, total nitrogen and ammonium nitrogen are among the most significant factors explaining the relationships among phytoplankton orders, species and environmental variables. In particular, cyanobacteria increased considerably with increasing availability of ammonium nitrogen. Conversely, high concentrations of this compound suppress the development of diatoms. Other algal groups show a nonlinear response with respect to nitrogen, with a possible limitation under low levels of nitrogen and an inhibition at higher levels. A comparative analysis, carried out to evaluate the response to the gradient of total phosphorus, shows that this nutrient is not as selective as nitrogen in controlling the structure of the algal assemblage in different environmental conditions. Other biotic communities did not show a clear relationship with nitrogen, but they rather responded to the trophic gradient as a whole: responses by macroinvertebrates seem, especially in the analysis of functional groups, complex and difficult to discriminate, highlighting a possible shifting of the food web towards the presence of large carnivores at high trophic status. Regarding the fish, the results show that nitrogen alone does not seem to be an important controlling factor for the fish communities. However together with the phosphorus, is one of the main elements controlling both biomass and size of the fish fauna, as well as the presence of tolerant, omnivorous or benthofagous species. In conclusion, the results of our analysis highlight the need for a greater emphasis on nitrogen inputs, which, especially in cases of nitrogen carried by atmospheric deposition, may even affect lake ecosystems relatively distant from direct impacts of human activities, thus altering the structure of biotic communities.

A partire dai dati raccolti con le campagne di campionamento effettuate nell’ambito del progetto InHabit, questo documento presenta un’analisi delle relazioni tra le variabili ambientali e gli organismi appartenenti alle quattro comunità biotiche utilizzate per la definizione della qualità ecologica degli ambienti lacustri, secondo quanto previsto dal D.Lgs. 260 del novembre 2010, che recepisce la Direttiva Europea sulle Acque 2000/60. I campionamenti sono stati condotti in 13 ambienti lacustri, 7 in Piemonte e 6 in Sardegna. In particolare, lo scopo del lavoro è stato valutare i possibili effetti sulla comunità biotiche di concentrazioni variabili dei composti azotati inclusi tra le variabili considerate. La comunità che mostra le risposte più chiare è quella fitoplanctonica: come risulta dall’analisi multivariata, sia azoto ammoniacale che azoto totale compaiono tra le variabili significative per spiegare l’ordinamento di ordini e specie fitoplanctoniche. Tra questi, sono soprattutto i cianobatteri che aumentano sensibilmente all’aumentare della disponibilità di azoto ammonicale. Al contrario, elevate concentrazioni di questo composto deprimono lo sviluppo delle diatomee. Altri gruppi algali mostrano una risposta non lineare rispetto ai composti azotati, con una possibile limitazione a bassi livelli di azoto ed una inibizione a livelli troppo elevati. L’analisi della risposta rispetto al gradiente di fosforo totale, mostra che questo nutriente non è selettivo come l’azoto nel controllare la struttura delle associazioni algali in diverse condizioni ambientali. Le altre comunità non hanno mostrato una relazione evidente con i composti azotati, ma, piuttosto, con il gradiente trofico complessivo: le risposte evidenziate dalla fauna macroinvertebrata, sembrano, soprattutto nell’analisi dei gruppi funzionali, complesse e difficili da discriminare, evidenziando un possibile spostamento degli equilibri della rete trofica verso i carnivori in presenza di elevati livelli trofici. Relativamente alla fauna ittica, i risultati mostrano che da solo l’azoto non sembra essere un fattore di controllo importante per la comunità ittiche. Tuttavia insieme al fosforo, è uno degli elementi principali a cui si associano positivamente la biomassa e le dimensioni della fauna ittica, nonché la presenza di specie tolleranti, onnivore o bentofaghe. In conclusione, i risultati della nostra analisi, sottolineano ulteriormente la necessità di porre una maggiore attenzione agli apporti di azoto, che, soprattutto nei casi di azoto veicolato da deposizioni atmosferiche, potrebbero interessare anche ecosistemi lacustri relativamente distanti da impatti diretti delle attività antropiche, alterandone la struttura delle comunità biotiche.