L'ecosistema - Istituti del settore
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IBBA - ISTITUTO DI BIOLOGIA E BIOTECNOLOGIA AGRARIA
La pianta come indicatore di inquinamento ambientale
Studio della risposta di piante superiori a stress ambientali soprattutto relativi all'inquinamento da metalli pesanti
IBF-GE - ISTITUTO DI BIOFISICA - Sezione di Genova
La pianta come disinquinante ambientale
L'Istituto è stato impegnato in un importante progetto Europeo sul tema della Fitodecontaminazione di suoli inquinati da metalli mediante piante iperaccumulatrici di metalli o piante agronomiche. La fitodecontaminazione è uno dei possibili futuri risvolti applicativi delle ricerche in atto.
IBIMET - ISTITUTO DI BIOMETEOROLOGIA
La pianta come disinquinante ambientale
Selezione e valutazione di piante arboree da utilizzare per affrontare problemi legati all'inquinamento applicando tecnologie di fitorimedio. Le sperimentazioni sono effettuate sia in vitro, su colture allestite appositamente, sia in ambiente controllato su piante in vaso. La ricerca si propone di selezionare specie utili e di mettere a punto protocolli affidabili di valutazione precoce delle specie e delle varietà più tolleranti alla presenza di sostanze organiche nocive (in particolare pesticidi) nel terreno, in grado di estrarli dal suolo, assorbirli ed accumularli e possibilmente renderli meno tossici.
Piante e Global Change
In questo settore l'IBIMET conduce attività di ricerca sugli effetti dell'aumento di CO2 sugli ecosistemi naturali e le colture d'interesse agricolo, sia in ambienti naturalmente arricchiti da sorgenti di CO2 sia utilizzando sistemi artificiali di arricchimento (FACE). Inoltre, l'Istituto sviluppa metodologie per la valutazione dell'impatto delle variazioni e dei cambiamenti climatici sui sistemi agrari e per la valutazione del rischio climatico in agricoltura nell'ambiente mediterraneo. L'Istituto svolge anche studi dei flussi di energia, acqua e carbonio, bilanci radiativi in sistemi naturali e coltivati con l'applicazione della tecnica della correlazione turbolenta, utilizzando strumentazione montata su torri di flusso e su piattaforma aerea. Conduce, inoltre, studi sugli effetti delle piante sul microclima dell'ambiente urbano e sul benessere umano.
Gli incendi boschivi
In questo ambito, l'IBIMET svolge attività di ricerca per la caratterizzazione della vegetazione in termini di combustibile vivo negli incendi forestali. In particolare, gli studi sono indirizzati: all'individuazione delle caratteristiche di infiammabilità delle diverse specie, alla formulazione di indici di rischio di incendio basati sull'integrazione di dati meteorologici e micrometeorologici e alla realizzazione di mappe di rischio di incendio.
IIA - ISTITUTO SULL'INQUINAMENTO ATMOSFERICO
La pianta come indicatore di inquinamento ambientale
Studio dell'impatto dei carichi inquinanti di VOC, O3, NOx, NO2 e SO2 sulla vegetazione e stima delle emissioni di mercurio dagli ecosistemi forestali. Si analizza la risposta degli ecosistemi mediterranei alle variazioni dei carichi inquinanti mediante campagne di monitoraggio in cui viene impiegata una nuova tecnica basata sul campionamento diffusivo. I campionatori diffusivi costituiscono una tecnica di misura per il controllo della qualità dell'aria che può offrire un'alternativa molto conveniente, rispetto alle tecniche convenzionali. In particolare questi campionatori si rivelano estremamente utili per le misure che coinvolgono più siti di monitoraggio al fine di ottenere mappature e studi di base per programmi che richiedono misure multiple per vaste aree, esattamente come richiesto nelle procedure di valutazione prevista della Direttiva Quadro 96/62. Questa tecnica è stata sviluppata recentemente all'Istituto sull'Inquinamento Atmosferico e messa a punto per numerosi inquinanti gassosi. Le emissioni di mercurio in atmosfera originate dagli ecosistemi forestali viene stimata usando coefficienti di emissioni disponibili nella letteratura scientifica, valori di biomassa e superficie percorsa dal fuoco.
La pianta nei cicli biologici degli elementi (azoto, carbonio)
L'attività è finalizzata allo sviluppo e all'applicazione di un insieme coordinato di tecnologie e metodologie innovative volte ad ottenere informazioni sulla risposta degli ecosistemi ai cambiamenti globali in modo da poter
- (1) comprendere l'impatto dei cambiamenti globali sugli scambi gassosi della vegetazione agro-forestale mediterranea,
- (2) stimare gli scambi di C e d'acqua da parte di ecosistemi indisturbati lungo un gradiente termico, in modo da prevedere la risposta dei diversi gruppi funzionali di piante allo spostamento altitudinale e latitudinale dei limiti termici provocati dai cambiamenti climatici,
- (3) quantificare il ruolo che gli ecosistemi agro-forestali svolgono e svolgeranno come sink di carbonio allo scopo di valutarne e predirne gli effetti sul clima nella regione mediterranea,
- (4) effettuare previsioni sulla futura sostenibilità agricola e forestale nelle regioni mediterranee.
IMAA - ISTITUTO DI METODOLOGIE PER L'ANALISI AMBIENTALE
La pianta come indicatore di inquinamento ambientale
Il biomonitoraggio è un metodo di analisi che utilizza per la valutazione dello stato dell'aria organismi viventi. In quest'ambito si è proceduto allo sviluppo ed alla messa a punto di una procedura di monitoraggio per la valutazione delle concentrazioni di polveri e metalli pesanti aerodispersi integrando tecniche chimico - fisiche e tecniche di biomonitoraggio. In particolare è stato messo a punto una metodica di biomonitoraggio attivo utilizzando biomonitori cresciuti ed esposti in condizioni controllate. Il sito sperimentale, collocato nell'area industriale di Tito Scalo (PZ), comprende un monitor di particolato totale sospeso che campiona giornalmente il quantitativo di polveri aerodisperse; una serie di cultivation pots in cui specie diverse di graminacee vengono coltivate e periodicamente raccolte; una stazione di rilevamento dei parametri meteoclimatici. In tutti i campioni prelevati vengono misurate le concentrazioni di metalli pesanti con tecniche di spettrofotometria ad assorbimento atomico. Lo scopo principale della ricerca è oltre alla caratterizzazione dei livelli in atmosfera di questi inquinanti, la messa a punto di una procedura di misura attraverso le specie vegetali, che fornisca dati quantitativi che abbiano buona ripetibilità e buona sensibilità. Solo in questo modo è infatti possibile pensare ai biomonitori come dei veri e propri strumenti di misura e, di conseguenza, progettare una rete integrata.
IPP - ISTITUTO PER LA PROTEZIONE DELLE PIANTE
La pianta come disinquinante ambientale
L'IPP (sede di Torino) ha impiegato funghi come potenziali agenti di biorimedio in suoli contaminati da asbesto. Alcuni funghi possono estrarre dalla crocidolite. Le specie più efficaci tra quelle testate sono Fusarium oxysporum, Mortierella hyalinae, Oidiodendron maius, un fungo micorrizico. Le ife fungine formano una rete di fini filamenti che immobilizzano le fibre di asbesto riducendo la loro diffusione nell'ambiente. L'azione di chelati fungini contribuisce a modificare in vitro la superficie delle fibre, eliminando i siti attivi verosimilmente coinvolti nello scatenarsi dei meccanismi di carcinogenesi. Questi risultati sono stati commentati su Nature Science Update.
La pianta come indicatore di inquinamento ambientale
L'IPP opera attivamente in questo settore. Più che cercare piante indicatrici di presenza di certi inquinanti oltre certe soglie, l'IPP si è orientato a stabilire quali siano le concentrazioni che possono determinare danni alla vegetazione costituita da alberi forestali e da cespugli della macchia mediterranea. Particolare attenzione è rivolta verso gli effetti dell'ozono in bosco, in alberature urbane e periurbane e con test simulati in ambiente controllato.
Ecosistema e complessità
L'IPP effettua da anni ricerche miranti all'analisi e la protezione di alcuni sistemi agrari e forestali per studiare soprattutto gli effetti di epidemie, di infestazioni e di fattori abiotici, quali inquinanti, ozono, aridità, vento, ecc., sul funzionamento della pianta, delle singole specie e dell'ecosistema nel suo complesso.
ISAFOM-CS - ISTITUTO PER I SISTEMI AGRICOLI E FORESTALI DEL MEDITERRANEO - Sezione di Cosenza
Si è rivolta l'attenzione verso i danni che possono essere causati dalle piogge acide su alcune specie arboree, in una zona ben delimitata: il bacino idrografico del fiume Crati in provincia di Cosenza. Si è valutato lo stato d'inquinamento nella Valle del Crati attraverso l'analisi delle deposizioni atmosferiche e la stima dei danni biologici a carico dell'apparato fogliare su quattro specie forestali caratteristiche della montagna calabrese (Quercus pubescens Wild., Castanea sativa Mill., Fagus sylvatica L., Pinus laricio Poir.) Dai prelievi effettuati si è potuto stabilire che esiste una correlazione tra il grado di danno all'apparato fogliare e l'apporto di azoto ammoniacale e nitrico, indicatori di elevato inquinamento. Inoltre il genere Quercus può essere un indicatore dello stato di salute ambientale. È confermata l'ipotesi “a un elevato grado di inquinamento atmosferico corrisponde un progressivo incremento del danno biologico”. La metodologia adottata dimostra che la stima visiva fito-sanitaria, correlata all'analisi qualitativa delle deposizioni atmosferiche, permette di avere un quadro sulla sensibilità delle piante agli inquinanti, sulla loro mobilità e capacità di accumulo. Inoltre dal 1995 si studiano gli effetti delle deposizioni atmosferiche sul bosco e si è potuto evidenziare l'effetto positivo del bosco sulla trasformazione e inertizzazione delle sostanze tossiche e sulla correzione del Ph.. Nel Bacino sperimentale Bonis è stato verificato che la riduzione di densità dei popolamenti forestali (rimboschimenti di pino laricio) a seguito di diradamenti, con eliminazione del 50% circa del numero delle piante, non altera il bilancio idrico e determina un aumento dei deflussi ipodermici nel periodo estivo con effetti positivi sulla disponibilità di risorse idriche in momenti di maggiore crisi;inoltre, l'entità delle perdite di intercettazione è di non poco conto tra i fattori che concorrono a definire il bilancio idrico e le sue variazioni non risultano proporzionali alla riduzione di densità dei popolamenti (diminuzione media dell'8%);l'impatto del fuoco sull'idrologia e sull'erosione superficiale - evidente nel periodo di tempo compreso tra due e sei mesi dall'incendio - si attenua notevolmente a distanza di un anno ripristinandosi le condizioni idrologiche ed erosive ante - incendio; lo stress idrico, indotto artificialmente in popolamenti forestali (pino laricio), ha prodotto una riduzione nella superficie dello xilema, nell'allungamento degli aghi e degli apici vegetativi, evidenziando una differente partizione del carbonio ed un controllo della traspirazione attraverso sia una riduzione dell'area fogliare che un controllo dell'attività stomatica.
La pianta come disinquinante ambientale
(Quercus pubescens Wild., Castanea sativa Mill., Fagus sylvatica L., Pinus laricio Poir.)
La pianta come indicatore di inquinamento ambientale
(Quercus pubescens Wild., Castanea sativa Mill., Fagus sylvatica L., Pinus laricio Poir.)
La pianta nei cicli biologici degli elementi (azoto, carbonio)
L'istituto ha installato nel becino sperimentale del Bonis una torre per la misura degli scambi di materia ed energia tra bosco e atmosfera, con particolare riguardo al ciclo del carbonio. La strumentazione consente di quantificare il ruolo del bosco nell'assorbire anidride carbonica dall'atmosfera e di comprendere meglio le dinamiche del ciclo del carbonio negli ecosistemi forestali
ISAFOM-CT - ISTITUTO PER I SISTEMI AGRICOLI E FORESTALI DEL MEDITERRANEO - Sezione di Catania
La pianta nei cicli biologici degli elementi (azoto, carbonio)
Valutazione del contenuto di nitrati nei tuberi di patata in rapporto a fattori agronomici diversi
altro, specificare
Studio dei meccanismi fisiologici che sostengono l'adattamento della pianta di carciofo allo stress salino
ISE-PI - ISTITUTO PER LO STUDIO DEGLI ECOSISTEMI - Sezione di Pisa
Utilizzo di piante acquatiche (phragmites australis) per stabilizzare biolologicamente i fanghi civili
Piante acquatiche della specie Phragmites australis sono usate convenzionalmente per depurare le acque reflue in uscita agli impianti tradizionali di depurazione dopo trattamento chimico-fisico e biologico e per accelerare la stabilizzazione e la maturazione dei fanghi biologici in uscita ai comuni impianti di depurazione delle acque reflue civili. L'azione sinergica della pianta con i microrganismi presenti in zona radicale (rizosfera) favorisce la mineralizzazione dei composti organici, la rimozione dell'azoto e fosforo, la immobilizzazione dei metalli pesanti, se presenti nel refluo. Inoltre, il prodotto ottenuto dai fanghi stabilizzati, in miscela con materiale inerte, costituirebbe un tecnosuolo da utilizzare in agricoltura, ripristino ambientale, arredo urbano, invasettamento
IVALSA - ISTITUTO PER LA VALORIZZAZIONE DEL LEGNO E DELLE SPECIE ARBOREE
La pianta nei cicli biologici degli elementi (azoto, carbonio)
Fissazione della CO2 nel legno, ciclo di vita dei prodotti in legno, bilancio energetico