In un corso d’acqua, la biodiversità è costituita dalla ricchezza di forme viventi animali e vegetali che colonizzano l’alveo bagnato, insieme a piante arboree e tutta la fauna rappresentata da rettili, anfibi, uccelli che hanno il loro habitat nella zona cosiddetta riparia.

ARPAT da più di un decennio - in accordo con la direttiva acque UE 2000/60 - effettua il monitoraggio biologico su circa 200 stazioni, distribuite lungo i principali corsi d’acqua della Toscana, studiando lo stato di qualità delle forme animali e vegetali che colonizzalo l’alveo bagnato:

• le diatomee, ossia le forme vegetali primarie della rete trofica;
• i macroinvertebrati o forme larvali dei vari insetti e crostacei che da adulti hanno il loro habitat nel fiume;
• le macrofite cioè le forme arbustive e algali che colonizzano la zona bagnata dell’alveo;
• la struttura della popolazione di ittiofauna rinvenibile nei vari corsi d’acqua guadabili.

Lo studio di questi bioindicatori fornisce un’idea della ricchezza di biodiversità in un alveo, che indirettamente è indice della diversità ambientale.

Possiamo dire che un ambiente acquatico con notevole diversità ambientale, con raschi - ovvero tratti del fiume con profondità ridotta, substrato ciottoloso, caratterizzato da forti increspature e da una velocità di corrente superiore alla media-, pozze, meandri, vegetazione riparia integra etc., favorisce l’abbondanza di esseri viventi i quali, con il loro metabolismo, sono gli artefici del potere autodepurante di un corso d’acqua.

Da ciò è possibile capire che la depurazione, da non confondere con una semplice diluizione dovuta ad un aumento di portata, è un processo attivo, operato da organismi viventi animali e vegetali.

Conosciamo questi organismi più da vicino.

Bioindicatori; diatomee, macroinvertebrati, macrofite e ittiofauna

Diatomee
Le diatomee (vedi immagini a fianco che riportano diatomee al microscopio ottico) fanno parte del periphyton, quella pellicola verdastra che riveste i ciottoli sul fondo dei fiumi, che diventa nera e maleodorante quando gli apporti nutritivi sono eccessivi e si comportano da inquinanti.

Macroinvertebrati
I macroinvertebrati racchiudono vari gruppi tassonomici, tra cui l’ordine dei plecotteri, tra gli organismi più “delicati”, più sensibili alle variazioni ambientali.

Nelle immagini a fianco un esemplare di Perla dell’ordine plecotteri (a sinistra) e un esemplare di Efemerottero da adulto mentre svolazza a pelo d’acqua (a destra).

Fanno parte dei macroinvertebrati anche i coleotteri, gli odonati (forme larvali delle libellule), i crostacei e anche i ditteri, tra cui i chironomidi.

Nell’immagine a fianco la forma acquatica di un chironomide, tra gli individui più adattati ad habitat degradati e inquinati, tanto da avere sviluppato, per la sua sopravvivenza una forma di emoglobina che consente di assorbire minime quantità di ossigeno in ambiente ipossico.

Il compito dei macroinvertebrati è quello di “ringiovanire” la popolazione microbica e quindi tenerla sotto controllo evitandone la proliferazione eccessiva. Tale compito riesce nel migliore dei modi quando la popolazione è ben strutturata, con una rappresentanza ben distribuita di tutti gli organismi.

Nell’immagine a fianco è rappresentato il retino usato per campionare in fiumi guadabili. Il campione prelevato sarà trasportato in laboratorio per il riconoscimento al microscopio. Le maglie del retino e l’area di campionamento sono di dimensioni standard (metodi riconosciuti dalla Comunità Europea).

Macrofite
Nel mondo vegetale il termine macrofita non ha valore sistematico ma indica un gruppo di organismi vegetali, a cui si aggiungono funghi e alghe, visibili a occhio nudo, che colonizzano gli ambienti acquatici.

Possono essere liberamente natanti in superficie (idrofite) oppure radicare nel fango con la parte inferiore sommersa ma con foglie e fiori sopra la superficie dell’acqua (elofite), come la Typha, o ancora essere come le geofite, piante terrestri che prediligono ambienti umidi. Nelle immagini a fianco Potamogeton natans (a sinistra) e Typha (a destra).

La delimitazione della zona di campionamento delle macrofite viene fatta in accordo ai metodi standard riconosciuti dalla Comunità Europea (vedi immagine a fianco).

Popolazione di ittiofauna
Si tratta dei pesci, che hanno il compito di mantenere integra e non eccessivamente proliferante la popolazione di macroinvertebrati e residui vegetali vari che cadono nel fiume. In Agenzia, lo studio delle comunità di pesci nei torrenti della regione è iniziato nel 2019.

La biodiversità della fauna ittica è forse quella più minacciata dalla presenza di specie alloctone: nell’immagine, un elenco di quelle individuate nel tratto fiorentino dell’Arno.

La presenza di ittiofauna è molto influenzata dalle caratteristiche del fiume come

• alternanza di pozze e raschi,
• profondità,
• velocità della corrente.

Le diverse caratteristiche del bacino idrografico fanno sì che la popolazione di ittiofauna si distingua in salmonidi (come la trota) e ciprinidi (come il barbo): i primi preferiscono le zone a monte, con maggiore ossigeno e maggiore velocità della corrente, mentre i secondi si ritrovano nelle zone più vallive, fino ad arrivare alle zone di foce, con caratteristiche di transizione verso l’acqua salata, dove predomina la presenza di muggini. (selezionare ed inserire immagini)

Lo studio della biodiversità nei corsi d’acqua della Toscana

I campioni degli organismi sopra descritti, prelevati in alveo, vengono analizzati da ARPAT in laboratorio con utilizzo di microscopi. Successivamente, i dati ottenuti vengono elaborati con specifici software attraverso i quali l’elaborazione delle metriche di biodiversità e sensibilità/tolleranza porta alla definizione di una classe di qualità relativa a ciascun campionamento, espressa in 5 giudizi: elevata, buona, sufficiente, scarsa, cattiva.

Nell’immagine che segue, tratta dall’Annuario dei dati ambientali dell’Agenzia, lo stato ecologico è rappresentato da un puntino colorato in corrispondenza della stazione di monitoraggio. Lo stato ecologico richiesto dalla normativa in vigore deriva dalla combinazione di questi bioindicatori. La classificazione viene definita attraverso il principio “One Out– All Out”, secondo il quale lo stato ecologico del corpo idrico è determinato dal più basso dei giudizi ottenuto. È evidente come dietro alla definizione del colore di quel puntino, che fornisce un quadro sintetico della biodiversità fluviale, ci sia una mole non indifferente di lavoro da parte degli operatori specializzati.

Si riportano qui alcuni numeri dello studio della biodiversità nei corsi d’acqua della Toscana nell’ultimo decennio.

In accordo alla normativa vigente, il monitoraggio biologico è suddiviso su tre anni e, nell’arco dell’anno in cui viene controllato un determinato punto, la frequenza di campionamento di questi indici varia: per i macroinvertebrati sono previsti da due a sei campioni, per le macrofite da una a due volte, per le diatomee due volte e per la fauna ittica una volta l’anno.