Scheda Insegnamento: OCEANOGRAFIA APPLICATA E DINAMICA DEGLI ECOSISTEMI A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: BIOLOGIA ED ECOLOGIA MARINA (LM-6)
  • Codice: 17506
  • Crediti: 9
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 2
  • Erogazione: I semestre
  • Docente: MARCO MARCELLI

Programma

a) Obiettivi formativi

Con l'affermarsi nel Diritto Internazionale del concetto di “Zona Economica Esclusiva” e con l'adozione delle zone di protezione ecologica, l'Italia si trova a dover affrontare il problema della tutela dell'ambiente marino in un'ottica che consideri non solo le aree costiere ma anche le zone di mare aperto. In questa ottica la piattaforma continentale viene considerata una estensione dei territori nazionali dove vengono estratti idrocarburi, materiali per l'industria ceramica, vetraria, metallurgica e si praticano pesca, maricoltura e turismo.Inoltre, vi si concentra un crescente traffico marittimo e la quasi totalità delle opere di ingegneria marina. Il dominio marino costiero è da un lato caratterizzato da condizioni fisiche ed ecologiche che favoriscono la vita, e dall'altro dagli usi multipli degli spazi che generano una elevata conflittualità fra le attività umane. In questa copresenza a soffrirne sono sia gli usi che le risorse complessivamente fragili. La nuova strategia europea del “Blue Growth” definisce esplicitamente i criteri per la gestione sostenibile degli spazi marittimi ed il monitoraggio degli ecosistemi marini attraverso l'analisi dei servizi ecosistemici e un approccio integrato che prevede osservazioni in situ, modelli di previsione e dati di telerilevamento.
Essendo il mare un bene comune, risulta di primaria importanza un approccio interdisciplinare alla gestione dell'ambiente marino nella sua accezione più generale, con competenze in campo meteorologico, oceanografico, geologico e biologico.
Il corso ha l'obiettivo di fornire gli elementi teorici e sperimentali propedeutici alle attività di studio ed analisi dell'ambiente marino che gli studenti si troveranno ad affrontare, una volta laureati, nelle pubbliche istituzioni ed in campo privato. Il corso descrive, alle differenti scale spaziali e temporali, come gli ecosistemi marini, pelagici e bentonici, possano venire alterati dalle differenti sorgenti di disturbo antropico, riepilogando i concetti fondamentali di ecologia marina e di oceanografia che sono alla base dei principi di conservazione della natura, della biodiversità e di uso delle risorse naturali, rinnovabili e non rinnovabili. Include teoria della misura, metodi di campionamento e misura in ecologia marina, strumenti di misura oceanografica, analisi ed interpretazione dei dati. Vengono quindi presentati differenti case histories relativi alla gestione e conservazione dell'ambiente marino.

b) Risultati di apprendimento attesi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
Aver sviluppato conoscenze e capacità di comprensione relative alle componenti degli ecosistemi marini, da quello pelagico a quello costiero, necessarie alla valutazione delle possibili fonti di disturbo antropico ed alterazione dell'ecosistema marino, alle differenti scale spaziali e temporali. Aver sviluppato capacità di studio ed analisi delle diverse tematiche riguardanti l'ambiente marino con la quale lo studente potrà affrontare in modo autonomo le diverse attività ed interventi nelle pubbliche istituzioni ed in campo privato.
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Approccio sperimentale allo studio degli ecosistemi marini ed allo studio delle loro possibili alterazioni attraverso l'utilizzo delle principali tecniche di campionamento e metodologie di analisi presentate durante le lezioni frontali e svolte durante le esercitazioni didattiche.
3) Autonomia di giudizio
Essere in grado di valutare ed affrontare con adeguate capacità, competenze e senso critico lo studio delle differenti tematiche inerenti l'ambiente marino oceanico e costiero presentate durante il corso. 
4) Abilità comunicative
Essere in grado di argomentare con padronanza le principali tematiche affrontate durante il corso con un corretto linguaggio scientifico.
5) Capacità di apprendere
Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite, durante le lezioni frontali e le esercitazioni, a casi che necessitano l'integrazione degli argomenti trattati durante il corso.

c) Programma

Il ruolo e l'importanza dei mari e degli oceani.

I: Dinamiche oceaniche ed ecologiche e loro scale spaziali e temporali

Elementi di geografia e rappresentazione della superficie terrestre, cenni di morfologia ed evoluzione dei fondali oceanici. Origine del mare e degli oceani e proprietà delle acque marine. Elementi di chimica, fisica e dinamica dei mari e degli oceani.
Le condizioni al contorno e l'influenza dell'ambiente continentale sul sistema marino costiero. Morfologia e dinamica delle coste. Gli habitat marini, oceanici e costieri. La zonazione del benthos e le biocenosi bentoniche mediterranee: la classificazioni di Perès Picard e di Riedl.
Distribuzione verticale ed orizzontale delle grandezze oceanografiche ed ecologiche. Dinamiche ecologiche marine: cicli biogeochimici, successioni ecologiche. Scale spaziali e temporali delle dinamiche fisiche ed ecologiche degli ambienti marini ed oceanici: fenomeni e processi a micro, meso e macro scala.

II: Risorse rinnovabili e non rinnovabili, gli usi della fascia costiera

Il concetto di risorsa naturale. Risorse marine, rinnovabili (pesca e acquacoltura, energie rinnovabili marine) e non rinnovabili (attività minerarie ed estrattive nella fascia costiera ed offshore). L'uso del mare e della fascia costiera. Categorie e classificazione degli usi.

III: I problemi della fascia costiera, l'inquinamento marino e gli ambienti di deposizione. Principi di tutela e conservazione dell'ambiente marino. Strumenti di gestione dell'ambiente marino.

L'inquinamento nell'ambiente marino costiero: contaminabilità e ambienti di deposizione. Classificazione, destino e ciclo degli inquinanti. Il problema dell'erosione costiera e il concetto di unità fisiografica. I morfotipi costieri. Dinamica delle spiagge e ripascimento. Bioaccumulo e biomagnificazione, alterazione della struttura trofica, alterazione delle biocenosi. Scale temporali umane e scale degli impatti antropici. Tempo di residenza. Cambiamenti climatici. Lo sviluppo sostenibile, la valutazione del capitale naturale e altri strumenti di gestione. Cenni di normativa di protezione dell'ambiente marino. Case histories su differenti tematiche e a differenti scale spaziali e temporali.

IV: Piattaforme e strumenti di misura. Attrezzature di campionamento. Metodi sperimentali.

Il problema delle scale di misura e campionamento. La definizione del piano di campionamento e l'identificazione delle variabili da misurare: i descrittori dell'ambiente marino. Problemi connessi al monitoraggio ambientale. Piattaforme e sistemi di acquisizione dati e le loro relative scale spaziali e temporali (navi oceanografiche, satelliti ed aerei, veicoli subacquei trainati e autonomi, boe oceanografiche, mede e stazioni, ARGO e boe derivanti). Strumenti e metodi di misura: caratteristiche fisico-chimiche e proprietà ottiche dell'acqua marina; misure dirette ed indirette di biomassa e produzione primaria; caratteristiche dinamiche. Strumenti acustici sottomarini attivi (profondità; caratteristiche ecologiche e geomorfologiche dei fondali) e passivi (suoni e rumore).
Attrezzature e metodi per il campionamento, conservazione e trasporto dei campioni: acqua di mare, fito e zooplancton, sedimenti di fondo, benthos. Strumentazione e metodi di laboratorio in ecologia marina. Metodi di indagine diretta mediante operatore subacqueo.

V: La restituzione dell'informazione. Analisi dei dati e modelli matematici.

La struttura del dato. La taratura degli strumenti. La calibrazione dei dati. Gli errori, loro cause, tecniche di filtraggio dei dati.
Analisi statistica dei dati. Metodi di restituzione dell'informazione. Banche dati e GIS. Interscambio internazionale dei dati e condivisione delle banche dati.
Teoria ed applicazione dei modelli matematici. Limiti e possibilità di sviluppo.

Testi consigliati

Testi di riferimento:
Dispense del corso a cura del prof. Marco Marcelli.
Altro materiale didattico verrà fornito durante corso, consistente in fotocopie di articoli e pubblicazioni.

Suggerimenti per letture integrative:
Coastal pollution - Effects on living resources and humans di Sindermann (TAYLOR & FRANCIS)
The health of the oceans - Goldberg (UNESCO)
Un mare di risorse - Cataudella and Carrada (UNIPROM)
Eventuali altre letture integrative saranno indicate durante le lezioni.


Reference documents:
Lecture notes of the course by prof. Marco Marcelli.
Other teaching materials will be provided during the course, consisting of articles and publications copies.

Suggestions for further reading:
Coastal pollution - Effects on living resources and humans di Sindermann (TAYLOR & FRANCIS)
The health of the oceans - Goldberg (UNESCO)
Un mare di risorse - Cataudella and Carrada (UNIPROM)
Any other additional readings will be indicated during the lessons.

Propedeuticità

Il corso non è differenziato, non sono previste propedeuticità. Si consiglia la frequenza. Si consiglia di aver frequentato il corso di Ecologia marina ed Oceanografia Biologica. Si consiglia di approcciare il corso avendo nozioni di oceanografia e meteorologia, di sedimentologia di tassonomia e zoologia marina.

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 56

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame si svolge nelle forme stabilite dall'art. 23 del Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova e nell'attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell'applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
La prova andrà a valutare la comprensione degli argomenti trattati a lezione e durante le esercitazioni di laboratorio e di campo. Sarà incentrata principalmente sugli argomenti trattati nelle dispense fornite come supporto allo studio.

Luogo lezioni

P.ZZA VERDI 1 - CIVITAVECCHIA (RM)

Orario lezioni

Lorario delle lezioni sarà disponibile sul sito del corso di studi alla voice "orario lezioni"

Comunicazioni

Martedì 17:30-18:30 ( previo appuntamento telefonico al n. 0766/366538), presso il Polo Universitario in Piazza Verdi n. 1 - 00053 Civitavecchia

Se volete svolgere la tesi di laurea di primo o secondo livello in questa materia
Bisogna rivolgersi al professor Marcelli. L'elaborato finale nella materia riguarda tematiche inerenti l’ecologia marina, l'oceanografia e le loro applicazioni. Per gli studenti della laurea di base può consistere in misure sperimentali, analisi di dati di data set oceanografici, o uno studio su un particolare aspetto di ecologia marina e/o di oceanografia. Per gli studenti della laurea specialistica sono previste attività sperimentali innestate nelle differenti attività di ricerca del laboratorio (vedi www.oceaneers.it).
In particolare l’attività sperimentale potrà essere condotta in laboratorio o in campo (es: attività subacquee, campagne oceanografiche, etc.). In alternativa la componente sperimentale può essere svolta mediante l'apprendimento e l'uso di modelli matematici applicati a particolari tematiche e dinamiche ecologiche e/o oceanografiche pelagiche o costiere. Le attività verranno svolte presso il Laboratorio di Oceanologia Sperimentale ed Ecologia Marina del Dipartimento DEB, a Civitavecchia.
Gli argomenti disponibili riguardano: produzione primaria pelagica, oceanografia descrittiva, propagazione ed effetti della luce in ambiente marino, variabilità spaziale e temporale dei fenomeni oceanici, costieri e pelagici, sviluppo di nuove tecnologie per lo studio degli oceani e delle sue risorse, utilizzo e implementazione di modelli numerici applicati a processi ecologici e dinamici, oceanografia costiera e dinamica dei litorali, geomorfologia e sedimentologia sottomarina, strumenti informatici di supporto alla gestione della fascia costiera, energie rinnovabili marine, inquinamento (compreso acustico subacqueo) e sua propagazione e monitoraggio.