La distribuzione delle comunità planctoniche microalgali è stata studiata in due lagune mediterranee, entrambe soggette ad un intenso sfruttamento antropico. Le due aree di studio, sebbene abbiano alcune caratteristiche comuni (ambienti di transizione separati dal mare da un cordone litoranei), simili variazioni stagionali di temperatura), presentano condizioni morfologiche ed idrodinamiche diverse. La laguna di Venezia è caratterizzata da una profondità media di poco superiore al metro, da un forte riciclo mareale (60% del volume totale ogni 12 h) e da varie tipologie d'impatto (industriale, urbano, agricolo, sfruttamento delle risorse alieutiche). La laguna di Thau, al contrario, oltre ad essere mediamente più profonda (ca. 4.5 m), ha un lento ricambio delle acque (da 1 a 5 mesi) e riceve reflui di natura prevalentemente urbana ed agricola. Le principali attività economiche dell'area sono l'allevamento dei molluschi bivalvi e il turismo. In ciascuna laguna sono stati effettuati campionamenti per approfondire le conoscenze sulla distribuzione del fitoplancton a diverse scale spaziali e temporali. Nella laguna di Venezia, sono stati descritti gli andamenti stagionali in sei stazioni con condizioni ambientali rappresentative delle caratteristiche dell'ecosistema lagunare. È stata, inoltre, tracciata una mappa della distribuzione spaziale, sulla base dei campioni raccolti in 65 siti nell'estate 2002. L'insieme di questi dati, unitamente ai risultati recuperati dalla letteratura, ha permesso di aggiornare le informazioni relative alle abbondanze e alla composizione tassonomica della comunità fitoplanctonica. Sebbene le specie identificate coincidano con quelle segnalate da precedenti autori, è stata notata una generale riduzione della densità microalgale nella colonna d'acqua. Solo nell'estate 2001 e alla fine dell'inverno 2002, in alcune stazioni, sono state osservate abbondanze dell'ordine di grandezza (IO7 cells dm-3) di quelle registrate fino all'inizio degli anni '90. La variabilità stagionale del fitoplancton era regolata, principalmente, dalle variazioni di temperatura, mentre la distribuzione spaziale è dipesa, soprattutto, dalla concentrazione di nutrienti. Le aree con le abbondanze maggiori sono risultate, infatti, quelle a ridosso degli scarichi urbani. Sebbene il fosforo abbia condizionato l'abbondanza delle specie, è la disponibilità di radiazione luminosa che sembra aver assunto il ruolo di fattore limitante nella parte centrale della laguna di Venezia. La luce penetra, infatti, difficilmente fino al fondo della colonna d'acqua ed, in molte zone dell'area indagata, il disco Secchi non è visibile oltre 20 cm di profondità. La causa principale dell'elevata torbidità della colonna d'acqua è la frequente risospensione di sedimento, provocata dall'incontrollato sfruttamento dei banchi del bivalve Tapesphilippinarum Adams & Reeve. Nella laguna di Thau, sono state studiate le variazioni a breve scala temporale (settimanale e giornaliera) e sono state confrontate alcune stazioni a diverso livello di trofia. Uno degli scopi del lavoro era, infatti, quello di comprendere se le comunità microalgali potessero fornire informazioni attendibili sullo stato trofico dell'ecosistema. In entrambe le lagune, l'abbondanza e la composizione tassonomica del fitoplancton hanno permesso una discreta distinzione qualitativa tra aree diversamente impattate dall'eccessivo carico di nutrienti. Risultati migliori sono, tuttavia, stati ottenuti studiando la distribuzione delle diatomee che colonizzano i sedimenti superficiali. Le comunità microfitobentoniche sono state prelevate, durante le stesse campagne di campionamento in cui è stato indagato il fitoplancton, anche se difficoltà logistiche, per il momento, hanno permesso di operare solamente nella laguna di Venezia. Questi organismi hanno dimostrato una minor variabilità stagionale e la loro distribuzione sembra dipendere, soprattutto, dalle caratteristiche del sito di prelevamento. Lo studio del microfitobenthos deve essere sicuramente approfondito, perché può fornire informazioni più utili, rispetto al fitoplancton, per la messa a punto d'indici trofici in grado di valutare la qualità degli ambienti costieri. The phytoplankton communities have been studied in two Mediterranean lagoons, affected by an intense anthropic exploitation. Although the studied areas are characterised by common features (they are both separated from the sea by a bar beach and temperature shows similar variations), they have different morphological and hydrodynamic conditions. The Venice lagoon is characterised by shallow bottoms (on average ca. 1 m), high water renewal (ca. 12 h to change ca. 60% of the basin water) and numerous human activities (industries, urban centres, agriculture, clam fishery, tourism). The Thau lagoon, on the contrary, is deeper than Venice (on average ca. 4.5), the seawater renewal is very low (ca. 1-5 months to change the entire water volume) and the basin receives mainly urban and agriculture waste waters. Shellfish farming and tourism are the most important human activities. In each lagoon water samples were collected to investigate phytoplankton distribution at different spatial and temporal scales. In the Venice lagoon, six sites, with different environmental conditions, were chosen to describe microalgal seasonal trends. Moreover a map of the spatial distribution was drawn according to data referred to samples collected in 65 sites during summer 2002. The present results update the knowledge on the phytoplankton community abundance and taxonomic composition. Most of the identified species were the same ones quoted in previous works. The abundance, on the contrary, showed a drastic reduction in the whole studied area. Summer 2001 and late winter 2002 were the two exceptions (abundance up to 55 x 106 cells dm-3). Seasonal variations depended mainly on temperature, whereas spatial distribution was related mainly to nutrient concentrations. The highest abundance was, in fact, recorded close to urban discharges. Although phosphorus had a key role in controlling phytoplankton distribution, the limiting factor of the microalgal production was light. In the central part of the Venice lagoon light radiation hardly penetrated to the bottom and the Secchi disk was not frequently visible below 20 cm. The main cause of the water column turbidity was the frequent sediment resuspension due to clam-fishing activities (Tapes philippinarum Adams & Reeve). In the Thau lagoon, small-scale variations (daily and weekly) were investigated and some sites characterised by different trophic levels were compared. One of the main objectives was, in fact, to verify the ability of the microalgal communities to assess the ecosystem trophic state. In both lagoons, phytoplankton abundance and taxonomic composition allow to distinguish qualitatively areas with different nutrient loads. However, more precise information on the trophic conditions of the ecosystem was provided by benthic diatoms rather than by phytoplankton. Microphytobenthos was collected in the central part of the Venice lagoon during the same sampling campaigns made to investigate phytoplankton. At present logistic difficulties do not allow similar investigation in the Thau lagoon. The community living on the surface sediment displayed a seasonal variability lower than the planktonic one and its distribution depended mainly on the local features. More information on microphytobenthos is needed as these organisms allow a good assessment of the coastal ecosystem trophic conditions. PHYTOPLANCTON ET MICROFITOBENTHOS COMME INDICATEURS DE L'ETAT TROPHIQUE EN MILIEU COTIER RESUME La communauté du phytoplancton a été analysée dans deux lagunes Méditerranéennes, qui sont le siège d'activités humaines diverses. Les deux sites d'étude, ont des caractéristiques communes (lagunes séparées de la mer par un cordon littoral avec variations similaires de température), mais une topographie et une hydrodynamique différentes. La lagune de Venise est caractérisée par une faible profondeur (1 m en moyenne), par un rapide recyclage des eaux (60% du volume total toutes les 12 heures) et par des impacts anthropiques différents. L'étang de Thau, au contraire, est plus profond (4.5 m en moyenne), ses échanges avec la mer sont réduits (le recyclage de tout l'étang s'effectue de un a cinq mois); l'activité principale développée est la conchyliculture. Nous avons procédé dans les deux lagunes, à des échantillonnages adaptés dans le but d'approfondir les connaissances relatives à la distribution du phytoplancton. Dans la lagune de Venise sont décrites les variations saisonnières, observées dans six stations caractéristiques choisies, tandis qu'une carte visualise les données de 65 sites échantillonnés en été 2002. Ces donnés correspondent à une importante mise à jour des informations relatives à la composition taxonomique du phytoplancton et à l'abondance relative de ses constituants: les espèces identifiées se retrouvent dans celles signalées précédemment mais avec une nette réduction de leur abondance (à l'exception de deux stations, où étaient observées des floraisons, allant jusqu'à 55 x 106cells dm-3). Les variations saisonnières des populations phytoplanctoniques dépendaient principalement de la température, tandis que leur distribution spatiale était conditionnée par la concentration en sels nutritifs. Malgré l'impact du phosphore dans la production algale, le facteur limitant le plus déterminant s'est révélé être l'intensité lumineuse (le coefficient d'extinction n'excédant parfois pas 20 cm, conséquence d'une récolte abusive au niveau des sédiments de Tapesphilippinarum Adams & Reeve). Dans l'étang de Thau l'étude des variations des populations phytoplanctoniques a été réalisée sur une échelle de temps plus réduite qu'à Venise (journalière ou hebdomadaire) sur trois sites, caractérisés par des niveaux trophiques différents (en prenant en compte certains critères chimiques et floristiques précédemment établis). Ceci a permis leur comparaison. Le but de cette analyse était de vérifier dans quelle mesure la composition phyloplanctonique était représentative de l'état trophique d'un écosystème lagunaire donné et permettait l'identification de divers niveaux trophiques préétablis. Dans les deux lagunes, l'étude de la composition phytoplanctonique et celle de l'abondance relative de ses populations dominantes ont ainsi permis d'identifier des populations répondant à un niveau trophique défini. Cette approche générale et l'étude qui en découle sont une étape importante dans l'analyse de l'état trophique des milieux côtiers en général.
Fitoplancton e microfitobenthos come indicatori dello stato di trofia in ambienti costieri / Facca, Chiara. - (2003 Dec 12).
Fitoplancton e microfitobenthos come indicatori dello stato di trofia in ambienti costieri
Facca, Chiara
2003-12-12
Abstract
La distribuzione delle comunità planctoniche microalgali è stata studiata in due lagune mediterranee, entrambe soggette ad un intenso sfruttamento antropico. Le due aree di studio, sebbene abbiano alcune caratteristiche comuni (ambienti di transizione separati dal mare da un cordone litoranei), simili variazioni stagionali di temperatura), presentano condizioni morfologiche ed idrodinamiche diverse. La laguna di Venezia è caratterizzata da una profondità media di poco superiore al metro, da un forte riciclo mareale (60% del volume totale ogni 12 h) e da varie tipologie d'impatto (industriale, urbano, agricolo, sfruttamento delle risorse alieutiche). La laguna di Thau, al contrario, oltre ad essere mediamente più profonda (ca. 4.5 m), ha un lento ricambio delle acque (da 1 a 5 mesi) e riceve reflui di natura prevalentemente urbana ed agricola. Le principali attività economiche dell'area sono l'allevamento dei molluschi bivalvi e il turismo. In ciascuna laguna sono stati effettuati campionamenti per approfondire le conoscenze sulla distribuzione del fitoplancton a diverse scale spaziali e temporali. Nella laguna di Venezia, sono stati descritti gli andamenti stagionali in sei stazioni con condizioni ambientali rappresentative delle caratteristiche dell'ecosistema lagunare. È stata, inoltre, tracciata una mappa della distribuzione spaziale, sulla base dei campioni raccolti in 65 siti nell'estate 2002. L'insieme di questi dati, unitamente ai risultati recuperati dalla letteratura, ha permesso di aggiornare le informazioni relative alle abbondanze e alla composizione tassonomica della comunità fitoplanctonica. Sebbene le specie identificate coincidano con quelle segnalate da precedenti autori, è stata notata una generale riduzione della densità microalgale nella colonna d'acqua. Solo nell'estate 2001 e alla fine dell'inverno 2002, in alcune stazioni, sono state osservate abbondanze dell'ordine di grandezza (IO7 cells dm-3) di quelle registrate fino all'inizio degli anni '90. La variabilità stagionale del fitoplancton era regolata, principalmente, dalle variazioni di temperatura, mentre la distribuzione spaziale è dipesa, soprattutto, dalla concentrazione di nutrienti. Le aree con le abbondanze maggiori sono risultate, infatti, quelle a ridosso degli scarichi urbani. Sebbene il fosforo abbia condizionato l'abbondanza delle specie, è la disponibilità di radiazione luminosa che sembra aver assunto il ruolo di fattore limitante nella parte centrale della laguna di Venezia. La luce penetra, infatti, difficilmente fino al fondo della colonna d'acqua ed, in molte zone dell'area indagata, il disco Secchi non è visibile oltre 20 cm di profondità. La causa principale dell'elevata torbidità della colonna d'acqua è la frequente risospensione di sedimento, provocata dall'incontrollato sfruttamento dei banchi del bivalve Tapesphilippinarum Adams & Reeve. Nella laguna di Thau, sono state studiate le variazioni a breve scala temporale (settimanale e giornaliera) e sono state confrontate alcune stazioni a diverso livello di trofia. Uno degli scopi del lavoro era, infatti, quello di comprendere se le comunità microalgali potessero fornire informazioni attendibili sullo stato trofico dell'ecosistema. In entrambe le lagune, l'abbondanza e la composizione tassonomica del fitoplancton hanno permesso una discreta distinzione qualitativa tra aree diversamente impattate dall'eccessivo carico di nutrienti. Risultati migliori sono, tuttavia, stati ottenuti studiando la distribuzione delle diatomee che colonizzano i sedimenti superficiali. Le comunità microfitobentoniche sono state prelevate, durante le stesse campagne di campionamento in cui è stato indagato il fitoplancton, anche se difficoltà logistiche, per il momento, hanno permesso di operare solamente nella laguna di Venezia. Questi organismi hanno dimostrato una minor variabilità stagionale e la loro distribuzione sembra dipendere, soprattutto, dalle caratteristiche del sito di prelevamento. Lo studio del microfitobenthos deve essere sicuramente approfondito, perché può fornire informazioni più utili, rispetto al fitoplancton, per la messa a punto d'indici trofici in grado di valutare la qualità degli ambienti costieri. The phytoplankton communities have been studied in two Mediterranean lagoons, affected by an intense anthropic exploitation. Although the studied areas are characterised by common features (they are both separated from the sea by a bar beach and temperature shows similar variations), they have different morphological and hydrodynamic conditions. The Venice lagoon is characterised by shallow bottoms (on average ca. 1 m), high water renewal (ca. 12 h to change ca. 60% of the basin water) and numerous human activities (industries, urban centres, agriculture, clam fishery, tourism). The Thau lagoon, on the contrary, is deeper than Venice (on average ca. 4.5), the seawater renewal is very low (ca. 1-5 months to change the entire water volume) and the basin receives mainly urban and agriculture waste waters. Shellfish farming and tourism are the most important human activities. In each lagoon water samples were collected to investigate phytoplankton distribution at different spatial and temporal scales. In the Venice lagoon, six sites, with different environmental conditions, were chosen to describe microalgal seasonal trends. Moreover a map of the spatial distribution was drawn according to data referred to samples collected in 65 sites during summer 2002. The present results update the knowledge on the phytoplankton community abundance and taxonomic composition. Most of the identified species were the same ones quoted in previous works. The abundance, on the contrary, showed a drastic reduction in the whole studied area. Summer 2001 and late winter 2002 were the two exceptions (abundance up to 55 x 106 cells dm-3). Seasonal variations depended mainly on temperature, whereas spatial distribution was related mainly to nutrient concentrations. The highest abundance was, in fact, recorded close to urban discharges. Although phosphorus had a key role in controlling phytoplankton distribution, the limiting factor of the microalgal production was light. In the central part of the Venice lagoon light radiation hardly penetrated to the bottom and the Secchi disk was not frequently visible below 20 cm. The main cause of the water column turbidity was the frequent sediment resuspension due to clam-fishing activities (Tapes philippinarum Adams & Reeve). In the Thau lagoon, small-scale variations (daily and weekly) were investigated and some sites characterised by different trophic levels were compared. One of the main objectives was, in fact, to verify the ability of the microalgal communities to assess the ecosystem trophic state. In both lagoons, phytoplankton abundance and taxonomic composition allow to distinguish qualitatively areas with different nutrient loads. However, more precise information on the trophic conditions of the ecosystem was provided by benthic diatoms rather than by phytoplankton. Microphytobenthos was collected in the central part of the Venice lagoon during the same sampling campaigns made to investigate phytoplankton. At present logistic difficulties do not allow similar investigation in the Thau lagoon. The community living on the surface sediment displayed a seasonal variability lower than the planktonic one and its distribution depended mainly on the local features. More information on microphytobenthos is needed as these organisms allow a good assessment of the coastal ecosystem trophic conditions. PHYTOPLANCTON ET MICROFITOBENTHOS COMME INDICATEURS DE L'ETAT TROPHIQUE EN MILIEU COTIER RESUME La communauté du phytoplancton a été analysée dans deux lagunes Méditerranéennes, qui sont le siège d'activités humaines diverses. Les deux sites d'étude, ont des caractéristiques communes (lagunes séparées de la mer par un cordon littoral avec variations similaires de température), mais une topographie et une hydrodynamique différentes. La lagune de Venise est caractérisée par une faible profondeur (1 m en moyenne), par un rapide recyclage des eaux (60% du volume total toutes les 12 heures) et par des impacts anthropiques différents. L'étang de Thau, au contraire, est plus profond (4.5 m en moyenne), ses échanges avec la mer sont réduits (le recyclage de tout l'étang s'effectue de un a cinq mois); l'activité principale développée est la conchyliculture. Nous avons procédé dans les deux lagunes, à des échantillonnages adaptés dans le but d'approfondir les connaissances relatives à la distribution du phytoplancton. Dans la lagune de Venise sont décrites les variations saisonnières, observées dans six stations caractéristiques choisies, tandis qu'une carte visualise les données de 65 sites échantillonnés en été 2002. Ces donnés correspondent à une importante mise à jour des informations relatives à la composition taxonomique du phytoplancton et à l'abondance relative de ses constituants: les espèces identifiées se retrouvent dans celles signalées précédemment mais avec une nette réduction de leur abondance (à l'exception de deux stations, où étaient observées des floraisons, allant jusqu'à 55 x 106cells dm-3). Les variations saisonnières des populations phytoplanctoniques dépendaient principalement de la température, tandis que leur distribution spatiale était conditionnée par la concentration en sels nutritifs. Malgré l'impact du phosphore dans la production algale, le facteur limitant le plus déterminant s'est révélé être l'intensité lumineuse (le coefficient d'extinction n'excédant parfois pas 20 cm, conséquence d'une récolte abusive au niveau des sédiments de Tapesphilippinarum Adams & Reeve). Dans l'étang de Thau l'étude des variations des populations phytoplanctoniques a été réalisée sur une échelle de temps plus réduite qu'à Venise (journalière ou hebdomadaire) sur trois sites, caractérisés par des niveaux trophiques différents (en prenant en compte certains critères chimiques et floristiques précédemment établis). Ceci a permis leur comparaison. Le but de cette analyse était de vérifier dans quelle mesure la composition phyloplanctonique était représentative de l'état trophique d'un écosystème lagunaire donné et permettait l'identification de divers niveaux trophiques préétablis. Dans les deux lagunes, l'étude de la composition phytoplanctonique et celle de l'abondance relative de ses populations dominantes ont ainsi permis d'identifier des populations répondant à un niveau trophique défini. Cette approche générale et l'étude qui en découle sont une étape importante dans l'analyse de l'état trophique des milieux côtiers en général.
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