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Processi biogeochimici

I processi principali responsabili della ritenzione dell’azoto nelle aree riparie fluviali sono l’uptake da parte della componente vegetale e la denitrificazione batterica. Nel primo caso si ha una temporanea immobilizzazione dell’azoto che ritornerà però al suolo con la morte delle piante e la decomposizione del detrito vegetale, mentre la riduzione batterica del nitrato ad azoto elementare conduce alla reale rimozione del composto dall’ecosistema fluviale. Tali processi sono interdipendenti e solo l’attivazione di entrambi consente alle fasce fluviali di funzionare come “buffer strips” per la protezione dell’ambiente acquatico. La vegetazione influisce infatti in maniera indiretta sulla denitrificazione fornendo energia alle popolazioni microbiche attraverso il detrito vegetale e gli essudati radicali. Durante la decomposizione anaerobica del detrito vegetale vengono infatti  rilasciati composti organici a basso peso molecolare, rapidamente utilizzabili dai batteri che possono attivare la denitrificazione a diverse profondità lungo il profilo del suolo.  Il regime idrologico rappresenta l’altro fattore fondamentale nel determinare la funzionalità delle fasce riparie influenzando sia la vegetazione che i processi batterici. Nel primo caso il risultato consiste in una produzione primaria più alta rispetto agli ambienti terrestri confinanti e conseguentemente in una maggiore capacità di ritenere l’azoto all’interno di questi ecotoni. Per quanto riguarda la denitrificazione il regime idrologico agisce in due modi: 1) con le esondazioni promuove l’apporto di sedimento ricco in carbonio fornendo un substrato ideale per la denitrificazione; 2) crea condizioni di saturazione all’interno dei suoli, quindi un ambiente anaerobico indispensabile per l’attivazione dei processi denitrificanti.
Su scala annuale l’efficienza di rimozione delle fasce riparie risulterà dalla combinazione di tutti i fattori indicati (uptake, disponibilità di C, saturazione, etc.) e sarà quindi limitata non solo da un punto di vista spaziale (estensione della fascia vegetazionale), ma anche da quello temporale (mancanza di uno dei fattori in una determinata stagione). Nelle regioni a clima temperato, in ambienti naturali con regimi non regolati, l’uptake da parte della vegetazione avrà luogo in estate. In questo stesso periodo caratterizzato da alte temperature e scarsa piovosità la denitrificazione raggiungerà un minimo in quanto i suoli saranno ben areati e poveri d’acqua. Durante la fase di dormienza, quando, in molte regioni nord europee il leaching di nitrato è maggiore, si verificano le condizioni migliori per l’instaurarsi del processo di denitrificazione, cioè suoli saturi d’acqua e disponibilità di sostanza organica e di nitrato. Quindi l’accoppiamento di questi due processi garantirà, su base annuale, una stabile efficienza di riduzione del carico di azoto, dai campi coltivati all’ecosistema acquatico.


Pubblicazioni:

  • BALESTRINI R, ARESE C, DELCONTE C.A, LOTTI A, SALERNO F (2011). Nitrogen removal in subsurface water by narrow buffer strips in the intensive farming landscape of the Po River watershed, Italy. ECOLOGICAL ENGINEERING, vol. 37, p. 148-15.
  • BALESTRINI R, ARESE C, DELCONTE C (2008). Lacustrine wetland in an agricultural catchment: Nitrogen removal and related biogeochemical processes. HYDROLOGY AND EARTH SYSTEM SCIENCES, vol. 12, p. 539-550.
  • BALESTRINI R, ARESE C, DELCONTE C (2006). Nitrogen removal in a freshwater riparian wetland: an example from italian lowland spring. VERHANDLUNGEN - INTERNATIONALE VEREINIGUNG FUR THEORETISCHE UND ANGEWANDTE LIMNOLOGIE, vol. 29/5, p. 2217-2220.
  • BALESTRINI R, ARESE C, DELCONTE C (2004). Funzionalita’ degli ecosistemi acquatici: il ruolo delle fasce riparie nella dinamica dei nutrienti. Quaderno IRSA 121. QUADERNI IRSA DEL CNR, vol. 121, p. 1-140