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Elementi di qualità: corpi idrici fluviali

Per i corpi idrici fluviali, lo stato ecologico è individuato, ai sensi del D.M. 260/2010 in base ai seguenti elementi:

  • elementi di qualità biologica: macroinvertebrati bentonici, diatomee, macrofite e fauna ittica;
  • elementi fisico-chimici a sostegno degli elementi di qualità biologica: condizioni di ossigenazione, condizione dei nutrienti ed altri elementi a scopo interpretativo (condizioni termiche, conducibilità, stato di acidificazione);
  • elementi di qualità idromorfologica a sostegno degli elementi di qualità biologica: volume e dinamica del flusso idrico, connessione con il corpo idrico sotterraneo, continuità fluviale, variazione della profondità e della larghezza del fiume, struttura e substrato dell’alveo, struttura della zona ripariale;
  • elementi chimici a sostegno degli elementi di qualità biologica: altri inquinanti specifici non presenti nell’elenco di priorità, monitorati nella matrice acqua.

Diatomee bentoniche

Le diatomee sono alghe eucariotiche unicellulari, osservabili come singole unità o in colonie, che hanno dimensioni che possono andare da 5 a 700 µm circa.

Possono colonizzare qualsiasi superficie in tutti gli ambienti dove vi sia un velo d’acqua, sia in presenza di acque dolci sia acque salate, ma con generi e specie diverse in risposta a diverse caratteristiche geografiche, geologiche, idromorfologiche e chimico-fisiche presenti. Ne sono state descritte migliaia di specie e costituiscono un’importante frazione del fitoplancton e del fitobenthos.

Negli ecosistemi acquatici rappresentano la base delle reti trofiche e contribuiscono in modo fondamentale alla produzione primaria. Tali alghe microscopiche rispondono in modo sensibile e veloce a variazioni dei parametri chimico-fisici dell’ambiente, per questo possono essere utilizzate come bioindicatori delle condizioni ambientali dell’habitat che colonizzano. Nel monitoraggio fluviale la comunità diatomica analizzata è quella bentonica, con preferenza per quella epilitica, che viene campionata raschiando la superficie del substrato con uno spazzolino ed unendo il fitobenthos rimosso in un unico contenitore riempito in parte con acqua del corpo idrico considerato.

Nelle diatomee i caratteri che permettono l’identificazione a livello di specie sono visibili nel frustulo, parete cellulare silicea caratterizzata da particolari ornamentazioni specie specifiche. Per poter effettuare le osservazioni e le valutazioni indispensabili alla determinazione delle specie è necessario demolire la sostanza organica presente nel campione e preparare dei vetrini utilizzando una resina ad elevato potere di rifrazione. L’identificazione avviene utilizzando un microscopio ottico diritto ad un ingrandimento di 1000X ad immersione e l’utilizzo chiavi sistematiche e iconografiche.

Per effettuare una valutazione della qualità ecologica del corpo idrico analizzato viene stilata una lista floristica delle specie presenti e una stima delle loro abbondanza, tramite la conta di 400 individui. L’informazione fornita dalla composizione della comunità diatomica viene successivamente tradotta dall’applicazione dell’indice ICMi (Intercalibration Common Metric Index) (RAPPORTI ISTISAN 09/19). 

Tale indice permette di integrare le informazioni sul carico trofico e sulla presenza di inquinanti fornite dai taxa presenti, tramite la mediazione di due subindici che vengono rapportati con le condizioni d riferimento specifiche per il macrotipo fluviale considerato. Il campio namento viene effettuato due volte all’anno, in condizioni di morbida e di magra, e la classe di qualità corrispondente viene stabilita confrontando il valore di ICMi medio con i limiti del metodo di classificazione proposto dal D. Lgs. 152/2006 e s.m.i..

Macrofite acquatiche

Le macrofite acquatiche sono un gruppo eterogeneo che comprende numerosi taxa vegetali macroscopici presenti negli ecosistemi fluviali, che possono colonizzare ambienti strettamente acquatici e habitat ad essi connessi.

Comprendono fanerogame erbacee, pteridofite, briofite e alghe formanti aggregati macroscopicamente visibili. La comunità macrofitica risulta essere un buon indicatore della qualità dell’ecosistema acquatico in cui vive, poiché la sua composizione e struttura dipende fortemente dai molteplici fattori ambientali abiotici, biotici ed antropici presenti. In particolar modo, la loro sensibilità alle variazioni della qualità chimico fisica della matrice acqua - alle modificazioni idromorfologiche - alla semplificazione degli alvei e all’uso del suolo circostante, può permettere di evidenziare eventuali alterazioni sviluppate nel corpo idrico analizzato. La risposta di queste cenosi vegetali ai cambiamenti ambientali non è immediata, quindi può fornire informazioni ecologiche a medio-lungo termine.

L’analisi della composizione e della struttura di tale comunità vegetale viene effettuata tramite un rilievo lungo un tratto ritenuto rappresentativo del corpo idrico valutato (100 m). Alla valutazione della copertura totale della comunità presente nella stazione di monitoraggio, fa seguito il riconoscimento - da confermare in laboratorio per i taxa che lo necessitino - delle specie presenti e la stima delle loro coperture in percentuale. L’informazione fornita dalla composizione della comunità macrofitica viene successivamente tradotta dall’applicazione dell’indice IBMR - Indice Biologique Macrophytique en Rivière (AFNOR, 2003), che permette di evidenziare lo stato trofico dell’ambiente acquatico considerato, a sua volta influenzato da altri parametri quali luminosità e velocità della corrente.

Durante la stazione vegetativa vengono effettuati due campionamenti, effettuati in momenti diversi per evidenziare un’eventuale evoluzione della comunità, e la classe di qualità corrispondente viene stabilita confrontando il valore di IBMR medio con i limiti del metodo di classificazione proposto dal D. Lgs. 152/2006 e s.m.i..

Macoinvertebrati bentonici

I macroinvertebrati acquatici sono organismi invertebrati che vivono prevalentemente a contatto o in prossimità del fondo e la cui taglia, alla fine dello sviluppo larvale, è raramente inferiore al millimetro per cui risultano facilmente osservabili ad occhio nudo.

I principali gruppi sono costituiti da insetti acquatici (Plecotteri, Efemerotteri, Tricotteri, Coleotteri, Odonati, Ditteri, Eterotteri) in forma larvale o adulta, da Crostacei, da molluschi Gasteropodi e Bivalvi, da Tricladi, da Irudinei (o sanguisughe) e da Oligocheti (o lombrichi). I macroinvertebrati occupano tutti i livelli della catena trofica (alimentare), vi sono i detritivori che si nutrono di detriti, gli erbivori che si nutrono di alghe e i carnivori di altri macroinvertebrati o microinvertebrati (zoo plancton).

Sono degli ottimi indicatori in quanto sono sensibili all'inquinamento e reagiscono prontamente; esiste una conoscenza approfondita dell'ecologia di numerose specie; vivono sul fondo dei corsi d'acqua senza grandi migrazioni, per cui rispondono bene alle variazioni della qualità del luogo in cui vivono; hanno cicli di vita raramente inferiori ad un anno, per cui sono presenti stabilmente nel corso d'acqua; sono facilmente campionabili.

Lo strumento utilizzato per il campionamento è un retino immanicato modificato. Ogni campione prelevato è costituito da 10 repliche distribuite proporzionalmente tra i microhabitat e le tipologie di flusso. 

Sul materiale raccolto si procede in campo ad un primo riconoscimento e conteggio (sorting). La determinazione viene effettuata a livello di famiglia e in alcuni casi a livello di genere e completata in laboratorio tramite microscopio stereoscopico o microscopio ottico. Vengono compilati elenchi faunistici e riportate le abbondanze dei taxa rinvenuti. Gli elenchi faunistici e le relative abbondanze sono elaborati attraverso il calcolo dell’indice STAR_ICM-i (Buffagni A., ErbaS., 2007; 2008): un indice multimetrico composto da 6 metriche che descrivono i principali aspetti su cui la 2000/60/CE pone l’attenzione (abbondanza, tolleranza/sensibilità, ricchezza/diversità).

Fauna ittica

La fauna ittica dei corsi d’acqua dolce è considerata, in linea generale, la componente biotica che più risente delle alterazioni ambientali, siano esse di tipo idromorfologico (sbarramenti, derivazioni, arginature, sghiaiamenti etc.), chimico (scarichi, presenza di pesticidi, nutrienti) o biologico (introduzione di specie alloctone o interventi di biomanipolazione). Questa sensibilità è correlata alle caratteristiche intrinseche di questo Elemento di Qualità Biologica (EQB) quali la dimensione degli organismi che la compongono, la capacità (e necessità) di movimento a diversi stadi del proprio ciclo vitale e al relativo utilizzo di differenti mesohabitat.

I pesci “delle acque interne” sono un gruppo ampio, comprendendo i pesci “d’acqua dolce” più alcune specie di pesci marini eurialini che frequentano le acque interne estuarili e lagunari per motivi trofici.

Nello specifico vi sono 61 specie, delle quali 8 sono marine ma occasionalmente rinvenibili in acqua dolce compiendo spostamenti migratori temporanei per motivi trofici (ad es. la spigola Dicentrarchus labrax, i Mugilidae (cefali) o la passera pianuzza Platichthys flesus) e 53 specie sono considerate d’acqua dolce: di queste ben 32 taxa sono endemici del nostro paese e, più in particolare, 20 sono specie padane, alcune rinvenibili anche nel territorio regionale come la lampreda padana Lampetra zanandreai, il cobite mascherato Sabanejewia larvata o il panzarolo Knipowitschia punctatissima.

Da un punto di vista bio-ecologico vengono considerati pesci d’acqua dolce l’insieme dei Ciclostomi e dei pesci Ossei che compiono esclusivamente, o che sono in grado di compiere, il loro ciclo biologico nelle acque interne con salinità inferiore allo 0,5 per mille.

Purtroppo sono sempre più presenti nelle nostre acque regionali anche specie estranee alla fauna originaria, intenzionalmente o accidentalmente immesse dall’uomo e in molti casi ormai stabilmente acclimatate. Un esempio sono alcuni Salmonidi come la trota fario Salmo trutta o la trota iridea Oncorhynchus mykiss, la cui presenza è riconducibile ad immissioni per la pesca sportiva. Ma vi sono anche altre specie, ad esempio la pseudorasbora Pseudorasbora parva, il rodeo Rhodeus sericeus, o ancora il naso Chondrostoma  nasus.

In un ecosistema fluviale distinguiamo pesci reofili o limnofili (d’acqua corrente o ferma), litofili o fitofili (richiedenti un substrato sassoso o limoso sul quale crescono piante acquatiche), frigofili e termofili (d’acqua fredda e calda).

Con lo scopo di definire e classificare il variare della composizione della comunità ittica lungo il corso d’acqua, si ricorre al concetto di zonazione ittica, che prevede la suddivisione longitudinale di un corso d’acqua in zone a comunità ittiche differenti, individuando tipologie ambientali in funzione di determinati parametri, come l’altitudine, la temperatura e le caratteristiche morfodinamiche dei corsi d’acqua. Il concetto si basa sulla constatazione che acque correnti con medesime caratteristiche ambientali, presentano comunità ittiche simili. Dall’originaria classificazione di Thienemann (1928) poi rielaborata da Huet (1949), le zonazioni ittiche sono state nel tempo riadattate da diversi autori.

Questa classificazione prevede, procedendo da monte verso valle: la zona della trota, detta zona a salmonidi, del temolo, del barbo e ciprinidi a deposizione litofila e della carpa e ciprinidi a deposizione fitofila.

La zona a salmonidi è caratterizzati da acqua limpida e ossigenata, corrente molto veloce, presenza di rapide, fondo costituito per lo più da massi, ciottoli o ghiaia grossolana, ridotta presenza di macrofite e temperature tendenzialmente fredde. A questa zona appartiene lo Scazzone Cottus gobio (famiglia dei Cottidae), specie inserita nell’allegato II della Direttiva habitat 92/43/CEE e molto sensibili a fenomeni di inquinamento.

Proseguendo verso valle si giunge alla zona del temolo Thymallus thymallus, dove il corso d’acqua perde le caratteristiche torrentizie e diventa pedemontano. Ai salmonidi e allo scazzone si affiancano alcuni Ciprinidi reofili (cioè che prediligono acque correnti) quali il barbo comune Barbus plebejus, il vairone italico Telestes souffia e la sanguinerola italica Phoxinus lumaireul.

Scendendo verso valle troviamo la cosiddetta zona dei ciprinidi a deposizione litofila (che depongono cioè i gameti su substrati ghiaiosi): la velocità di corrente e le dimensioni granulometriche del substrato diminuiscono ulteriormente, le acque sono limpide, si ha la presenza di ghiaia, sabbia e, in misura moderata, si sviluppano le macrofite. La temperatura è maggiore e il livello di ossigenazione delle acque rimane discreto.

In questo tratto i Salmonidi sono progressivamente rimpiazzati dai Ciprinidi reofili, che già avevano fatto la loro comparsa nella zona del temolo. Oltre a quelli già precedentemente citati, troviamo ad esempio la lasca Protochondrostoma genei e il cavedano italico Squalius squalus.

Ancora più a valle, in prossimità del tratto terminale del fiume, caratterizzato da corrente lenta, substrato fangoso, da una temperatura che può raggiungere valori elevati e dall’ossigeno che non è sempre presente in concentrazioni ottimali, troviamo la zona dei ciprinidi a deposizione litofila (che depongono cioè i gameti sulle macrofite acquatiche).

Qui sono presenti i Ciprinidi limnofili quali la scardola italica Scardinius hesperidicus, la tinca Tinca tinca, l’alborella Alburnus alborella, il triotto Leucos aula e altre specie come luccio Esox cisalpinus e persico reale Perca fluviatilis. L’anguilla Anguilla anguilla può invece spaziare in tutto il tratto vocazionale ai Ciprinidi, siano essi reofili o limnofili.

Infine, viene definita un’ulteriore zona, quella dei Mugilidi, popolata da specie eurialine, con acqua salmastra, velocità della corrente modesta, fondo fangoso, moderata presenza di macrofite, temperatura, concentrazione di ossigeno e torbidità soggette ad ampie variazioni, influenzate dalle maree.

La zonazione ittica di un corso d’acqua non va considerata in modo rigido, perché non esistono confini netti fra le varie zone e perché alcune specie, come ad esempio l’Anguilla e il Cavedano, possono essere presenti in uno stesso momento in più zone; bisogna poi considerare che in alcuni ambienti particolari, come le risorgive, possono convivere specie normalmente distribuite in zone diverse.

A livello regionale, questa suddivisione è stata ulteriormente affinata nelle seguenti zonazioni: zona no-fish (assenza di fauna ittica per motivi naturali), bacino del torrente Slizza (tarvisiano), unico areale in cui la trota fario Salmo trutta (ceppo danubiano) è considerata autoctona, zona a scazzone con un’unica specie attesa, Cottus gobio appunto, zona montana (con la presenza anche della trota marmorata Salmo marmoratus), zona pedemontana, zona di alta pianura e zona di risorgiva/bassa pianura.

Collocati al vertice della catena trofica degli ecosistemi lentici e lotici, i pesci sono strettamente legati all’ambiente acquatico in tutte le fasi vitali, occupando diverse nicchie ecologiche sia spazialmente che temporalmente e subendo gli effetti delle varie forme di alterazione.

L’effetto delle pressioni sulla comunità ittica si esplica sia sulla composizione e ricchezza delle specie, sia sulle condizioni biologiche (struttura, densità, condizioni fisiche medie) delle diverse popolazioni.

Per questi motivi la Direttiva Quadro Acque 2000/60 prevede che i metodi di classificazione dei corpi idrici sulla base dell’analisi di qualità “fauna ittica”, prendano in considerazione la composizione specifica delle comunità, la consistenza demografica e la struttura in classi di età delle singole popolazioni.

Il Nuovo indice dello Stato Ecologico delle Comunità Ittiche (NISECI) è stato elaborato sulla base dell’esperienza di applicazione dell’Indice dello Stato Ecologico delle Comunità Ittiche (ISECI),  a sua volta individuato dal D.M. 260/2010, in applicazione del D.Lgs 152/2006, come metodo ufficiale per l’analisi della componente ittica nella classificazione dello stato ecologico dei corpi idrici fluviali e oggetto di un processo di validazione nazionale e di intercalibrazione a scala europea che ha portato ad individuare la necessità di una serie di integrazioni e di modifiche all’ISECI, tali da determinare la necessita di ridefinire la metodica stessa.

In analogia all’ISECI, il NISECI utilizza come principali criteri per la valutazione dello stato ecologico di un corso d’acqua, la naturalità della comunità ittica registrata (confrontata con una comunità di specie indigene attese) e la condizione biologica delle popolazioni presenti (quantificata positivamente per le autoctone attese e negativamente per le aliene), in termini di abbondanza e struttura di popolazione tali da garantire la capacità di autoriprodursi ed avere normali dinamiche ecologico-evolutive.

Il nuovo ISECI, o NISECI, è dettagliatamente descritto nella Linea Guida ISPRA n. 159/2017.

Applicato nei corsi d’acqua guadabili di piccole e medie dimensioni, il protocollo di riferimento per il campionamento ai fini dell’applicazione del NISECI, è inserito nel Manuale e linee guida 111/2014 redatto da ISPRA.

I campionamenti vengono condotti attraverso l’utilizzo di un elettrostorditore per un tratto di lunghezza variabile, in relazione alle dimensioni dell’alveo attivo. Gli individui raccolti vengono identificati a livello di specie, contati, misurati in lunghezza (dal capo all’estremità della pinna caudale) e peso, ed infine liberati nuovamente in acqua.

Le attività di monitoraggio vengono eseguite cercando di non interferire con i periodi riproduttivi e con le esigenze biologiche delle specie presenti nel corso d’acqua.

Ultimo aggiornamento 4/2/2022

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