Emissioni nette di gas serra (CO2 e CH4) da zone umide d'acqua dolce colonizzate da diversi produttori primari

Il presente lavoro di tesi riguarda la regolazione delle emissioni di gas serra da parte di diversi produttori primari all’interno di zone umide d’acqua dolce. In ambienti eutrofici, l’aumento dell’apporto di sostanza organica al sedimento favorisce il mutamento delle comunità vegetali. A seguito dell’aumento della torbidità dell’acqua e della crescita fitoplanctonica, la vegetazione radicata sommersa viene infatti sostituita da specie radicate a foglia galleggiante o da forme pleustofitiche. Queste ultime vengono favorite dalla presenza di acque ricche in nutrienti e a bassa penetrazione della luce. L’ipotesi principale di questo lavoro è che il cambiamento nella composizione vegetale acquatica e la prevalenza di una comunità su un’altra determinino delle modifiche nell’ossigenazione dell’acqua, nella produzione di gas serra nei sedimenti e quindi negli efflussi diretti verso l’atmosfera. In tale contesto, la presenza di vegetazione sommersa riveste un ruolo determinante nel mantenimento dell’ossigenazione dell’acqua e favorisce i processi microbici aerobici (ad esempio, l’ossidazione del metano); al contrario, la barriera fisica creata dalle foglie galleggianti all’interfaccia aria-acqua sostiene condizioni di ipossia in colonna d’acqua e nel sedimento. Come conseguenza principale, vengono favoriti i processi di respirazione e la metanogenesi nel sedimento, così come l’accumulo di metano e anidride carbonica in colonna d’acqua. Al fine di testare queste ipotesi, sono stati condotti due esperimenti in laboratorio in cui è stato studiato il trasporto di ossigeno da parte delle radici di una macrofite radicata sommersa (Vallisneria spiralis), con particolare attenzione agli effetti sull’ossidazione del metano, la fissazione di carbonio e la ritenzione di nutrienti (Capitoli 5 e 6). In secondo luogo, è stato condotto un esperimento di campo al fine di definire il ruolo di una rizofita a foglia galleggiante (Nuphar luteum) nel convogliare metano direttamente dal sedimento all’aria attraverso il parenchima aerifero e nel fissare carbonio sottoforma di biomassa (Capitolo 7). Infine, è stato realizzato un monitoraggio esteso su diverse zone umide colonizzate da diverse comunità vegetali acquatiche, allo scopo di evidenziare l’effetto della colonizzazione da parte di pleustofite sull’ossigenazione della colonna d’acqua e sulle dinamiche temporali dei gas disciolti; sono stati inoltre calcolati dei flussi teorici di gas serra diretti verso l’atmosfera. (Capitolo 8). I risultati di questo studio dimostrano come, seguendo il cambiamento delle comunità vegetali da forme sommerse a forme galleggianti, si assista a un aumento del rilascio di gas serra verso l’atmosfera. Si evidenzia quindi la necessità di approfondire il fenomeno, nell’ottica dell’aumento dei fenomeni di eutrofizzazione a livello globale e della crescente invasione degli ambienti stagnanti da parte delle specie a foglie galleggianti.