Studio sperimentale sulle potenzialità del Laboratorio di Eco-Idrauilca Alpina Alpstream: indagine preliminare sulle diatomee bentoniche

Mesocosms serve as a crucial tool for investigating key river dynamics that occur in natural settings. They offer the advantage of enabling straightforward manipulation of environmental conditions, thereby reducing the influence of confounding variables in research analyses. This study focused on evaluating the taxonomic and functional composition of diatom communities within the Alpine Eco-Hydraulics Laboratory Alpstream, located in Ostana (CN). The facility features six parallel channels designed to replicate a natural river environment. The primary aim of the study was to perform a comprehensive quantitative and qualitative analysis of these experimental setups, establishing a methodological foundation for future research while identifying their strengths and limitations. The study was conducted between March and April 2024, using artificial substrates placed inside the mesocosms, for a total of 60 analyzed samples from the six channels. Initially, the biomass produced by diatoms, cyanobacteria, and green algae was sampled using a field fluorometer. Subsequently, qualitative analyses were carried out on the taxonomic and functional composition of the diatom communities that developed on the substrates. The results show higher biomass production in the first two channels and a significant reduction in the central channels. Additionally, a notable decrease in biomass was recorded in the terminal section of the mesocosms. The main factors responsible for these variations were the hydraulic organization and the water inflow supply, which caused localized turbulence and variations in community formation. Taxonomic characterization highlighted the dominance of a few abundant species, such as Achnanthidium affine and Encyonema silesiacum. Moreover, slight variations in taxonomic composition were observed, mainly in the initial section of the mesocosms, while the central and terminal sections were more stable. Similarly, at guild level, a predominance of the Low Profile guild was observed, which is typical of environments subject to moderate flows and low nutrient concentrations. Despite their limited spatial extension, the channels proved to be useful tools for evaluating river environments. Future analyses may consider the results obtained in this study to improve the comparison between these experimental environments and natural contexts, taking into account the challenges associated with the application of these systems and the factors that may affect their reliability.

I mesocosmi rappresentano un importante sistema di studio delle principali dinamiche fluviali che si possono instaurare in ambiente naturale. Tra le altre cose, garantiscono un’agevole manipolazione delle condizioni ambientali, azzerando potenziali fattori confondenti derivanti dalle analisi. In questo studio, è stata valutata la composizione tassonomica e funzionale della comunità di diatomee presenti nel Laboratorio di Eco-Idraulica Alpina Alpstream (Ostana - CN), un sistema di mesocosmi costituito da sei canalette affiancate simulanti un ambiente naturale. L’obiettivo principale dello studio è stato quello di condurre una valutazione quantitativa e qualitativa approfondita di questi sistemi sperimentali e fornire una base metodologica per future applicazioni cogliendone limiti e potenzialità. Lo studio è stato condotto tra marzo e aprile 2024 e sono stati utilizzati substrati artificiali posizionati all’interno dei mesocosmi, per un totale di 60 campioni analizzati provenienti dalle sei canalette. In un primo momento, è stata campionata la biomassa prodotta da diatomee, cianobatteri ed alghe verdi, con l’utilizzo di un fluorimetro da campo. Successivamente, sono state condotte analisi qualitative sulla composizione tassonomica e funzionale delle comunità di diatomee formatesi sui substrati. I risultati mostrano una maggiore produzione di biomassa nelle prime due canalette servite e una riduzione significativa nelle canalette centrali del sistema. Inoltre, si è registrata una riduzione importante di biomassa nella porzione terminale dei mesocosmi. I principali fattori responsabile di queste variazioni sono stati l’organizzazione idraulica e il flusso di fornitura di acqua in entrata nei mesocosmi, responsabile di turbolenze localizzate e variazioni nella realizzazione delle comunità. La caratterizzazione tassonomica ha evidenziato la dominanza di poche specie abbondanti quali Achnanthidium affine ed Encyonema silesiacum. Inoltre, si sono evidenziate lievi variazioni nella composizione tassonomica degli ambienti, in principal modo nella sezione iniziale dei mesocosmi, mentre sono risultati più stabili nelle porzioni centrali e terminali. Allo stesso modo, a livello funzionale, si evidenzia una predominanza della guild Low profile, tipica di ambienti soggetti a flussi moderati e basse concentrazioni di nutrienti. Sebbene siano limitate dalla piccola estensione spaziale, le canalette si sono rivelate utili strumenti per la valutazione degli ambienti fluviali. Analisi future, pertanto, potranno prendere in considerazione i risultati ottenuti in questo studio, per una migliore comparazione di ambienti di questo tipo con un ambiente naturale, considerando le criticità legate all’applicazione di questi sistemi, nonché i fattori capaci di alterarne l’affidabilità.