Il discontinuo scorrere del fiume Po: resilienza all'intermittenza idrologica delle comunità macrobentoniche nel tratto cuneese

River and streams account for only 0.002% of the Earth's water, yet along with lakes, ponds and marshes they host 9.5% of animal diversity; this biodiversity is threatened by climate change and anthropogenic impacts. River alterations can be grouped into four categories: pollution, morphological alteration, biological alteration, and hydrological alteration. In this thesis, I was involved in studying the impact of hydrological intermittency, i.e., the absence of water for more or less prolonged periods, on the macrobenthic communities of the Po River in the Cuneo section, analyzing its resilience, i.e., the ability of macroinvertebrates to recolonize previously dry sections after the rewetting. Five sites were chosen in this project; the upstream and downstream sites were perennial, whereas the three sites in between lost hydrological continuity with a different gradient, reaching a maximum of 284 days in 2023. These five sites were sampled three times after the rewetting, in early December 2023 (1 month after the rewetting), early April 2024 (5 months after the rewetting), and late July 2024 (8 months after the rewetting). The fourth site however was sampled only once, as it had additional total dry out events in December 2023 and July 2024. Samples were collected with Surber net, sampling in both the main channels and any secondary channel available, in different types of current, substrate and depth, on the banks and in the middle of the wetted riverbed, and also on the aquatic vegetation. In the laboratory, the samples were processed and the individuals identified at the finest possible taxonomic level. The following statistical analyses were performed on the collected data: linear mixed models to test the variability of richness, abundance and abundance of trophic functional groups, whereas changes in community structure were assessed by non Metric Multidimensional Scaling (nMDS) and tested with PERMANOVA. The analysis shows a significant effect of dry period duration on richness, abundance, functional groups and community structure. We also found that community evolution after rewetting changes according to the duration of the previous dry period, thus highlighting that more prolonged hydrological intermittency phenomena have negative effect on macroinvertebrate communities even several months after the resumption of the flow. Furthermore, our results show potential changes in river function as the duration of the dry events affects the ratio between macroinvertebrate functional groups. Given the continuing threat of global change, with the resulting intensification of intermittency and increasing human water demand, this study provides important insights into the impacts on river ecosystems and informs the develpment of effective conservation and restoration strategies.

I fiumi rappresentano solo lo 0,002% dell’acqua della Terra, eppure, insieme ai laghi, stagni e paludi ospitano il 9,5% della diversità animale; questa biodiversità è minacciata dal cambiamento climatico e dall’impatto antropico. Le alterazioni dei fiumi sono raggruppabili in quattro categorie: inquinamento, alterazione morfologica, alterazione biologica e alterazione idrologica. In questa tesi mi sono occupato di studiare l’impatto dell’intermittenza idrologica, ovvero l’assenza di acqua per periodi più o meno prolungati, sulle comunità macrobentoniche del fiume Po nel tratto cuneese, analizzandone la resilienza, ovvero la capacità dei macroinvertebrati di ricolonizzare i tratti asciutti al ritorno dell’acqua. In questo progetto sono stati scelti cinque siti, il sito più a monte e quello più a valle non sono mai andati in secca, mentre i tre siti in mezzo hanno perso la continuità idrologica con un diverso gradiente, raggiungendo i 284 giorni nel 2023. Questi cinque siti sono stati campionati tre volte, ad inizio dicembre 2023, ad inizio aprile 2024 e a fine luglio 2024, tranne il quarto sito che era intermittente a dicembre e a luglio. I campioni sono stati raccolti con il retino Surber, campionando nel ramo principale ed eventuali secondari, nei diversi tipi di corrente, di substrato e di profondità, sulle sponde ed in centro ai tratti, e anche sulla vegetazione acquatica. In laboratorio i campioni sono stati processati e gli individui riconosciuti al livello tassonomico più fine possibile. Con i dati raccolti sono state svolte le seguenti analisi statistiche: modelli lineari misti per testare la variabilità delle metriche di ricchezza, abbondanza e abbondanza dei gruppi trofico funzionali, mentre le variazioni nella struttura di comunità sono state valutate mediante non Metric Multidimensional Scaling (nMDS) e testate con PERMANOVA. Dall’analisi risulta un effetto significativo della durata del periodo di secca su ricchezza, abbondanza, gruppi funzionali e sulla struttura di comunità, risulta inoltre, che l’evoluzione della comunità dopo il ritorno dell’acqua (rewetting) cambia in base alla durata del periodo di secca precedente, evidenziando quindi che i fenomeni di intermittenza idrologica più prolungati hanno effetto negativo sulle comunità dei macroinvertebrati anche diversi mesi dopo la ripresa dei deflussi. I nostri risultati, inoltre, mostrano cambiamenti potenziali nella funzionalità fluviale in quanto la durata delle secche influenza il rapporto tra gruppi funzionali dei macroinvertebrati. Data la continua minaccia del cambiamento globale, e la conseguente intensificazione dei fenomeni di intermittenza e il crescente fabbisogno idrico umano, questo studio fornisce importanti informazioni sugli impatti sugli ecosistemi fluviali e su come sviluppare efficaci strategie di conservazione e recupero.