Un approccio palinologico per valutare i cambiamenti a lungo termine della biodiversità vegetale in aree italiane ad elevato valore naturalistico in relazione a impatto climatico e antropico

Palynology is a fundamental tool for investigating plant biodiversity changes over long timescale, offering a unique perspective for understanding the evolution of current landscapes and the processes that have shaped plant communities over millennia. The analysis of fossil pollen in sedimentary deposits, enables to detect phases of expansion, contraction, replacement, or introduction into vegetation, as well as ecosystem resilience and vulnerability to disturbance. This information is strategically valuable for biodiversity management and conservation, as it allows us to integrate a diachronic dimension into natural areas planning activities, designed within an ecosystem perspective and according to Nature Based Solutions. This project aims to use the interpretative framework of palynology to reconstruct changes in plant diversity during the Holocene in Italian natural areas. Specific objectives include: a) expanding the availability of paleoenvironmental data in conservation value Italian sites; b) assessing the climatic and anthropogenic contribution to the current landscape through palaeoeological reconstruction; c) identifying key periods of transformation and taxon-specific responses; d) comparing different spatial and temporal scales of palaeoecological studies. Three study sites were selected along a north-central-south latitudinal transect to represent the Italian ecological and bioclimatic heterogeneity, assessing differences related to regional climatic conditions, local environmental dynamics, and various anthropogenic pressures: 1) Lago Lao (Cuneo province, Piedmont) is an active sphagnum peat bog (7110*) located within the Ligurian Alps Regional Natural Park, an area of high biodiversity and climate sensitivity, with documented human presence since the Late Pleistocene. It provides an ideal natural archive for investigating altitudinal dynamics and the response of mountain and subalpine ecosystems to climatic and anthropogenic pressures. 2) Lago di Burano (Grosseto province, Tuscany) is a brackish coastal lagoon, within a Nature Reserve, a WWF Oasis, a Ramsar site, and the Natura 2000 Network. Its long history of resources exploitation makes it a key context for examining coastal wetland transformations. 3) Stagno del Pesce (Potenza province, Basilicata) in the Pollino National Park, is near a remnant mixed beech-silver fir forest (9220*) at the southern limit of its range. The site has documented landslide events in the sedimentary sequence. The methodological approach integrated high-resolution palynological analyses with local, regional, extra-regional, and global palaeoclimate data derived from simulated models and archives, multivariate analyses (DCA, RDA/CCA), variance analyses (ANOVA, Variation Partitioning), Generalized Additive Models (GAM), and Rate of Change analysis to estimate phases of rapid β-diversity changes and taxon-specific responses. The results highlight profound paleoenvironmental transformations in all contexts. Although climate may have played a crucial role during the Early-Middle Holocene (11,700-c.6,000 cal.BP), the Middle-Late Holocene (c.6,000-2,700 cal.BP) is characterized by an increasing anthropogenic pressure which may have acted in synergistically. The Late Holocene (c.2,700 cal.BP-present) marks a phase of major environmental reorganization, with the progressive arboreal cover reduction, anthropogenic environments expansion, and structural ecosystems reorganization. Multivariate analysis revealed taxon-specific sensitivities in the complexity of interactions between vegetation, human activities, and climate, as well as the importance of local biodiversity peculiarities.

La palinologia è strumento fondamentale per lo studio dei cambiamenti della biodiversità vegetale su lunga scala temporale, poiché offre una prospettiva unica per comprendere evoluzione dei paesaggi attuali e processi che hanno modellato le comunità vegetali nei millenni. L’analisi del polline fossile in depositi sedimentari consente di rilevare fasi di espansione, contrazione, sostituzione o introduzione nella vegetazione, nonché resilienza e vulnerabilità degli ecosistemi al disturbo. Queste informazioni assumono valore strategico nella gestione e conservazione della biodiversità, poiché consentono di integrare una dimensione diacronica in attività di pianificazione delle aree naturali, progettate entro una prospettiva ecosistemica e secondo Nature Based Solutions. Questo progetto mira ad utilizzare il quadro interpretativo della palinologia per ricostruire cambiamenti della diversità vegetale durante l’Olocene in aree naturali italiane. Gli obiettivi specifici includono: a) ampliare la disponibilità di dati paleoambientali in siti italiani di valore conservazionistico; b) valutare il contributo climatico e antropico al paesaggio attuale grazie alla ricostruzione paleoecologica; c) identificare periodi chiave di trasformazione e risposte taxon-specifiche ai cambiamenti; d) confrontare scale spaziali e temporali diverse di studi paleocologici. Tre siti di studio sono stati selezionati lungo un transetto latitudinale nord-centro-sud per rappresentare l’eterogeneità ecologica e bioclimatica italiana, al fine di valutare differenze legate a condizioni climatiche regionali, dinamiche ambientali locali e diverse pressioni antropiche: 1) Lago Lao (prov. Cuneo, Piemonte), è una torbiera attiva di sfagno (7110*) situata all’interno del Parco Naturale Regionale delle Alpi Liguri, area ad elevata biodiversità e sensibilità climatica, con documentata presenta umana sin dal Tardo Pleistocene. Costituisce un archivio naturale ideale per indagare dinamiche altitudinali e la risposta di ecosistemi montani e subalpini a pressioni climatiche e antropiche. 2) Lago di Burano (prov. Grosseto, Toscana) è una laguna costiera salmastra, entro una Riserva Naturale, Oasi WWF, sito Ramsar, Rete Natura 2000. La lunga storia di sfruttamento delle risorse lo rende un contesto chiave per esaminare trasformazioni delle zone umide costiere. 3) Stagno del Pesce (prov. Potenza, Basilicata), nel Parco Nazionale del Pollino, è in prossimità di una residua foresta mista faggio-abete bianco (9220*) al limite meridionale del suo areale. Il sito presenta eventi franosi documentati nella sequenza sedimentaria. L’approccio metodologico ha previsto l’integrazione di analisi palinologiche ad alta risoluzione con dati paleoclimatici locali, regionali e globali derivati da modelli e archivi, analisi multivariate (DCA, RDA/CCA), della varianza (ANOVA, Variation Partitioning), modelli additivi generalizzati (GAM) e Rate of Change per stimare fasi di rapido cambiamento della β-diversità e risposte taxon-specifiche. I risultati evidenziano profonde trasformazioni paleoambientali in tutti i contesti. Sebbene il clima potrebbe aver svolto un ruolo cruciale durante l’Olocene inferiore-medio (11.700-c.6000 BP), l’Olocene medio-superiore (c. 6000-2700 BP) è caratterizzato da una crescente pressione antropica che potrebbe aver agito sinergicamente. Il tardo Olocene (c.2700 BP-attuale) segna una fase di maggiore riorganizzazione ambientale, con la progressiva riduzione della copertura arborea, espansione di ambienti antropizzati e riorganizzazione strutturale degli ecosistemi. L’analisi multivariata ha rilevato sensibilità taxon-specifiche nella complessità delle interazioni tra vegetazione, attività umane e clima nonché l’importanza delle peculiarità della biodiversità locale.