Dottorato in BIOLOGIA AMBIENTALE ED EVOLUZIONISTICA

Titolo della tesi: Analyses of environmental factors affecting Potential Natural Vegetation in different types of urban ecosystems: a tool for supporting effective forestation

L'urbanizzazione è una delle forze principali che modellano gli ecosistemi, con effetti significativi sulla biodiversità e sui processi ecologici. Si prevede che le attuali tendenze di urbanizzazione influenzeranno, a livello mondiale, la sostenibilità e la resilienza degli ecosistemi in termini di biodiversità, servizi ecosistemici erogati e benessere umano, poiché i cittadini sono spesso esposti a condizioni ambientali dannose per la loro salute. In Europa, il Regolamento sul Ripristino della Natura (1991/2024) sottolinea il ruolo delle città nel recupero della biodiversità, dato che le aree urbane coprono il 22% del territorio dell'UE e ospitano la maggior parte della sua popolazione. Le misure chiave includono il raggiungimento del “No Net Loss” di spazi verdi urbani (es. parchi, tetti verdi, foreste urbane) e di copertura arborea entro il 2030, rispetto ai livelli del 2024, e il loro incremento dal 2031 in poi, fino al raggiungimento di livelli soddisfacenti. Una conoscenza approfondita degli ecosistemi urbani a livello locale è essenziale per implementare azioni di ripristino, tra cui le Nature-based solutions (NbS) e le Infrastrutture Verdi (IV), al fine di supportare e conservare la biodiversità locale nelle città. Nell'ambito del National Biodiversity Future Center (Spoke 5 - Biodiversità Urbana), questa ricerca ha mirato a sviluppare un framework integrato per definire e mappare la Vegetazione Naturale Potenziale (VNP) come strumento di conoscenza applicabile ai paesaggi urbani e peri-urbani, combinando nuove prospettive metodologiche con osservazioni sul campo. Attraverso tre attività di ricerca condotte nelle Functional Urban Areas italiane di Roma e Campobasso, questo lavoro ha fornito una comprensione olistica di come le pressioni antropiche possano alterare le dinamiche della vegetazione, proponendo al contempo soluzioni operative per una pianificazione urbana sostenibile. Il primo lavoro si basa su una metodologia gerarchica per la mappatura della VNP che integra la divisione del territorio su basi bioclimatiche, litologiche e geomorfologiche con l’esecuzione di rilievi fitosociologici. Utilizzando analisi multivariate per identificare soglie ambientali diagnostiche, questo approccio ha prodotto mappe ecologiche ad alta risoluzione che hanno migliorato i prodotti cartografici regionali e nazionali esistenti, sia in precisione sia nel dettaglio tematico. Tale avanzamento metodologico non solo è in grado di supportare adeguatamente il ripristino ecologico fornendo modelli di riferimento, ma costituisce anche una base di riferimento per rilevare gli impatti antropici sui sistemi vegetazionali, soprattutto quando si tengono conto di altre variabili tipiche delle aree altamente urbanizzate. Focalizzandosi su tali impatti, il secondo lavoro è stato condotto per comprendere come il paesaggio urbano possa alterare la VNP e gli stadi successionali maturi, con particolare focus sull'impatto delle alterazioni geomorfologiche di origine antropica nell’area studio di Roma. Attraverso analisi comparative della vegetazione lungo un gradiente di disturbo, lo studio ha rivelato che le forme del paesaggio antropogeniche determinano un cambiamento nella composizione delle comunità boschive, favorendo specie invasive e nitrofile e alterando le condizioni edafiche e microclimatiche. Questi risultati hanno dimostrato che le foreste urbane presentano associazioni floristiche distinte, rendendo necessarie nuove cornici interpretative che riconoscano anche il profilo ambientale e dinamico dei nuovi ecosistemi (novel ecosystems). Le differenze in composizione di specie tra boschi in condizioni diverse, sono state quantificate in termini di distanze ecologiche dalla VNP, e quindi modellizzate e mappate in tutta la città. L'identificazione e la spazializzazione delle aree che si allontanano maggiormente dai sistemi di riferimento, con una deviazione dal PNV difficilmente reversibile, rappresentano un risultato utile per l'attuazione pratica della ricerca. Spostandosi verso l'interfaccia urbano-periurbana, il terzo lavoro ha esaminato come la frammentazione del paesaggio e gli effetti margine facilitino le invasioni biologiche negli ecosistemi arbustivi di transizione. Combinando rilievi di campo con l'analisi delle metriche di paesaggio, la ricerca ha quantificato i driver di invasione e ha sviluppato un modello predittivo di invasibilità. Sulla base di queste conoscenze ecologiche e della disponibilità di mappe della VNP, lo studio ha anche proposto una soluzione pratica, progettando una rete di IV mirata che affronta simultaneamente il contenimento delle invasioni e il ripristino degli habitat, un modello adattabile ad altre aree periurbane. Questo lavoro ha prodotto tre contributi principali: (1) un protocollo standardizzato ma flessibile per la tipificazione e la mappatura della VNP negli ecosistemi urbani; (2) prove empiriche sugli effetti a cascata dell'urbanizzazione sull’ambiente, sui mosaici paesaggistici, sui sistemi vegetazionali e sulle loro dinamiche; (3) strategie basate su evidenze scientifiche per la gestione degli ecosistemi urbani e per l'integrazione della conoscenza sulla VNP nei processi di pianificazione spaziale. Sono stati quindi forniti strumenti gestionali e di pianificazione per conciliare gli ecosistemi urbani con la conservazione e il ripristino della biodiversità, particolarmente rilevanti per le regioni mediterranee e per altri hotspot di biodiversità globale soggetti a rapida urbanizzazione. L'approccio integrato qui sviluppato fornisce un modello per affrontare una delle sfide cruciali del nostro tempo: progettare città che funzionino come sistemi socio-ecologici autosufficienti. Le applicazioni future potrebbero estendere questo framework ad altri contesti biogeografici, incorporando dimensioni aggiuntive come la resilienza ai cambiamenti climatici e l'ottimizzazione dei servizi ecosistemici.