Thèses sur le sujet « Northern Adriatic »

The Adriatic Sea is an epicontinental semi-enclosed basin characterized by a low axial gradient shelf in the northern and central part. In particular, during the post-LGM transgression, the northern Adriatic shelf was affected by huge drowning due to slight sea-level rise. In this context, different generation of barrier-lagoon systems were developed and preserved. Thus, these transgressive bodies, on the Adriatic seafloor, record different phases of the relative sea-level rise. In the last few decades, several authors focused their study on the last transgressive cycle to reconstruct the evolution of the last relative sea-level rise in order to identify and predict its impact on the present coastal and terrestrial environments. The aim of this PhD thesis was a detailed characterization of transgressive deposits sedimented and preserved during distinct phases of the last relative sea-level rise in the northern Adriatic shelf. These sedimentary bodies, indeed, are one of the more appropriate direct sea-level indicators and their study could be the key to better constrain the paleo sea-level and predict possible scenarios of environmental changes. Moreover, these transgressive deposits are identified as an economical resource because their sand portion, indicative of fossil shorelines, can be exploited for beaches nourishment. The characterization of different deposits was carried out with a multidisciplinary approach through the analyses of very high resolution seismic profiles, cores, bathymetric maps, petrographic samples, and XRF core scanner analysis. To improve the sea-level Mediterranean curve with new data, a preserved transgressive deposit south of the Po River delta was studied in detail. This sedimentary body, formed in a portion of the shelf affected by strong sediment supply, recorded different environments. The high quality of the acquired data and the considerable preservation of this deposit allowed to recognize and date different peat and organic-rich layers that testify brackish lagoon facies representative of distinct paleo sea-level position. The new radiocarbon data permitted to calculate the rate of sedimentation and the rate of the relative sea-level rise during the deposition of the investigated body. In particular, these high resolution data could be used to detect centennial fluctuations and calibrate sea-level models. Furthermore, to obtain new data on the paleogeography of the Adriatic shelf, eight starved and reworked transgressive deposits, northern of the present Po River delta, were investigated with petrographic and preliminary XRF core scanner analyses. The compositional results highlighted three sedimentary petrofacies (petrofaciesI, II, III) connected to different relative sea-level phases. In particular, the petrofacies I, indicative of the ancient sea-level phase, allowed to hypothesize a northward shifting of an ancient branch of the Po River; the Petrofacies II, highlighted a drowned shoreline characterized by different fluvial supply, and the petrofacies III, indicative of the more recent sea-level phase, and belonging to a transgressive deposit that have been already studied by other authors, confirmed a Tagliamento River supply. Furthermore, the XRF analysis, in support of the petrographic analysis, allowed to individuate geochemical proxies in order to distinguish marine sand portion from sorted sand portion. Moreover, through the XRF analysis was possible to identify geochemical variation related to different environments of sedimentation connected also to glacial-interglacial cycle. The applied approach to the characterization of the northern Adriatic transgressive deposits allowed to obtain satisfactory results in order to improve the Adriatic relative sea-level curve and to recognize environmental changes in relation to the sea-level rise. At least, the results can provide a significant contribution in order to identify appropriate sand suitable deposits for beaches nourishment.
Il Mare Adriatico è un bacino epicontinentale semi-chiuso caratterizzato da un basso gradiente della piattaforma nella zona centro settentrionale. In particolare, l’ultima risalita del mare, successiva all’ultimo massimo glaciale, provocò l’annegamento della piattaforma nord adriatica e conseguente sedimentazione e preservazione di diverse generazioni di sistemi costieri, che hanno quindi registrato diverse fasi di risalita del livello del mare. Negli ultimi decenni, più autori hanno focalizzato i loro studi sull’ultimo episodio trasgressivo per ricostruire in dettaglio i diversi momenti dell’ultima risalita relativa del livello del mare, per prevedere l’impatto che un innalzamento del livello del mare potrebbe avere nelle aree costiere attuali. Lo scopo di questa tesi di dottorato è stato quello di caratterizzare con estremo dettaglio i depositi trasgressivi sedimentati e preservati durante ultime fasi di risalita del mare nella piattaforma adriatica settentrionale. Questi corpi sedimentari sono infatti ottimi indicatori diretti del livello del mare e il loro studio potrebbe essere la chiave per delineare scenari futuri. Inoltre la porzione sabbiosa di questi depositi può costituire una risorsa economica sfruttabile per il ripascimento delle spiagge. Questi corpi sedimentari sono stati studiati con un approccio multidisciplinare che ha previsto l’analisi di profili sismici ad alta risoluzione, di carote, di mappe batimetriche, analisi compositive petrografiche su campioni di sabbia e analisi non distruttiva tramite spettrofotometria XRF in continuo su carote. Un deposito a sud del Delta del Po meglio comprendere gli effetti del sollevamento del livello del mare in un ambiente di transizione e con questo fornire dati di maggior dettaglio alla curva di risalita del mare Adriatico. Questo corpo sedimentario, formatosi in un’area caratterizzata da apporti sedimentari consistenti, ha registrato lo sviluppo di diversi ambienti sedimentari. La qualità dei dati analizzati e la considerevole preservazione del deposito hanno permesso di riconoscere e datare livelli ricchi in materia organica che testimoniano facies lagunari e quindi sono ottimi indicatori di paleo livelli del mare. Inoltre, le nuove datazioni al radiocarbonio hanno permesso di calcolare sia il tasso di sedimentazione sia il tasso relativo di risalita del livello del mare durante la formazione del deposito stesso. Questo estremo dettaglio nella ricostruzione delle fasi trasgressive potrebbe essere utilizzata in futuro per individuare fluttuazioni centenarie e calibrare i modelli di risalita del livello del mare. Inoltre, sono stati analizzati otto depositi starvati e rimaneggiati, presenti a nord del Delta del Po, per ottenere nuovi dati sulla paleo geografia del nord Adriatico. Questi depositi sono stati studiati con analisi petrografiche e di spettrofotometria XRF. I risultati compositivi, hanno messo in evidenza tre petrofacies sedimentarie in relazione a diverse fasi della risalita del livello del mare. In particolare, la petrofacies I, indicativa della fase di risalita più antica, ha permesso di ipotizzare uno spostamento verso nord di un ramo fluviale del paleo Po; la petrofacies II ha messo in evidenza una paleo linea di costa caratterizzata da diversi apporti fluviali; mentre la petrofacies III, indicativa di un deposito trasgressivo studiato in precedenza da altri autori, ha confermato una provenienza legata al fiume Tagliamento. Inoltre, l’analisi XRF ha consentito di individuare proxies geochimici che hanno permesso di distinguere porzioni di sabbie marine da porzioni di sabbie ben cernite, con variazioni geochimiche che riflettono i diversi ambienti di sedimentazione. I risultati ottenuti con lo studio di questi depositi hanno permesso di migliorare la curva dl livello relativo del mare Adriatico e di riconoscere cambiamenti ambientali legati alla risalita del livello del mare. Infine, questi risultati possono contribuire in modo cospicuo all’identificazione di corpi sabbiosi utilizzabili per il ripascimento delle spiagge.

Objectives: The aim of this thesis is to model the connection between weather variables such as air temperature and water variables such as water temperature, salinity and dissolved oxygen. This is being done to establish a method to predict water quality parameters which are relevant for shellfish culture. Methodology: A basic analysis will be carried out using R. Afterwards an functional ARX model will be developed in order to predict the water temperature based on the air temperature and previous values for the water temperature. An addition of the variables salinity and the dissolved oxygen content is optional. Experimental: Model was tested on data obtained from several station in northern Adriatic lagoons which have significant shellfish farms. Research field: This thesis is focused on Blue Growth, more precisely Precision Shellfish Farming (PSF). Expected results: The resulting model is supposed to be able to predict water temperature developments based on previous values and air temperature values in order to aid farmers to enhance their farming practice and increase efficiency.

A new Coastal Rapid Environmental Assessment (CREA) strategy has been developed and successfully applied to the Northern Adriatic Sea. CREA strategy exploits the recent advent of operational oceanography to establish a CREA system based on an operational regional forecasting system and coastal monitoring networks of opportunity. The methodology wishes to initialize a coastal high resolution model, nested within the regional forecasting system, blending the large scale parent model fields with the available coastal observations to generate the requisite field estimates. CREA modeling system consists of a high resolution, O(800m), Adriatic SHELF model (ASHELF) implemented into the Northern Adriatic basin and nested within the Adriatic Forecasting System (AFS) (Oddo et al. 2006). The observational system is composed by the coastal networks established in the framework of ADRICOSM (ADRiatic sea integrated COastal areaS and river basin Managment system) Pilot Project. An assimilation technique exerts a correction of the initial field provided by AFS on the basis of the available observations. The blending of the two data sets has been carried out through a multi-scale optimal interpolation technique developed by Mariano and Brown (1992). Two CREA weekly exercises have been conducted: the first, at the beginning of May (spring experiment); the second in middle August (summer experiment). The weeks have been chosen looking at the availability of all coastal observations in the initialization day and one week later to validate model results, verifying our predictive skills. ASHELF spin up time has been investigated too, through a dedicated experiment, in order to obtain the maximum forecast accuracy within a minimum time. Energetic evaluations show that for the Northern Adriatic Sea and for the forcing applied, a spin-up period of one week allows ASHELF to generate new circulation features enabled by the increased resolution and its total kinetic energy to establish a new dynamical balance. CREA results, evaluated by mean of standard statistics between ASHELF and coastal CTDs, show improvement deriving from the initialization technique and a good model performance in the coastal areas of the Northern Adriatic basin, characterized by a shallow and wide continental shelf subject to substantial freshwater influence from rivers. Results demonstrate the feasibility of our CREA strategy to support coastal zone management and wish an additional establishment of operational coastal monitoring activities to advance it.

A new Coastal Rapid Environmental Assessment (CREA) strategy has been developed and successfully applied to the Northern Adriatic Sea. CREA strategy exploits the recent advent of operational oceanography to establish a CREA system based on an operational regional forecasting system and coastal monitoring networks of opportunity. The methodology wishes to initialize a coastal high resolution model, nested within the regional forecasting system, blending the large scale parent model fields with the available coastal observations to generate the requisite field estimates. CREA modeling system consists of a high resolution, O(800m), Adriatic SHELF model (ASHELF) implemented into the Northern Adriatic basin and nested within the Adriatic Forecasting System (AFS) (Oddo et al. 2006). The observational system is composed by the coastal networks established in the framework of ADRICOSM (ADRiatic sea integrated COastal areaS and river basin Managment system) Pilot Project. An assimilation technique exerts a correction of the initial field provided by AFS on the basis of the available observations. The blending of the two data sets has been carried out through a multi-scale optimal interpolation technique developed by Mariano and Brown (1992). Two CREA weekly exercises have been conducted: the first, at the beginning of May (spring experiment); the second in middle August (summer experiment). The weeks have been chosen looking at the availability of all coastal observations in the initialization day and one week later to validate model results, verifying our predictive skills. ASHELF spin up time has been investigated too, through a dedicated experiment, in order to obtain the maximum forecast accuracy within a minimum time. Energetic evaluations show that for the Northern Adriatic Sea and for the forcing applied, a spin-up period of one week allows ASHELF to generate new circulation features enabled by the increased resolution and its total kinetic energy to establish a new dynamical balance. CREA results, evaluated by mean of standard statistics between ASHELF and coastal CTDs, show improvement deriving from the initialization technique and a good model performance in the coastal areas of the Northern Adriatic basin, characterized by a shallow and wide continental shelf subject to substantial freshwater influence from rivers. Results demonstrate the feasibility of our CREA strategy to support coastal zone management and wish an additional establishment of operational coastal monitoring activities to advance it.

This work is a detailed study of hydrodynamic processes in a defined area, the littoral in front of the Venice Lagoon and its inlets, which are complex morphological areas of interconnection. A finite element hydrodynamic model of the Venice Lagoon and the Adriatic Sea has been developed in order to study the coastal current patterns and the exchanges at the inlets of the Venice Lagoon. This is the first work in this area that tries to model the interaction dynamics, running together a model for the lagoon and the Adriatic Sea. First the barotropic processes near the inlets of the Venice Lagoon have been studied. Data from more than ten tide gauges displaced in the Adriatic Sea have been used in the calibration of the simulated water levels. To validate the model results, empirical flux data measured by ADCP probes installed inside the inlets of Lido and Malamocco have been used and the exchanges through the three inlets of the Venice Lagoon have been analyzed. The comparison between modelled and measured fluxes at the inlets outlined the efficiency of the model to reproduce both tide and wind induced water exchanges between the sea and the lagoon. As a second step, also small scale processes around the inlets that connect the Venice lagoon with the Northern Adriatic Sea have been investigated by means of 3D simulations. Maps of vorticity have been produced, considering the influence of tidal flows and wind stress in the area. A sensitivity analysis has been carried out to define the importance of the advection and of the baroclinic pressure gradients in the development of vortical processes seen along the littoral close to the inlets. Finally a comparison with real data measurements, surface velocity data from HF Radar near the Venice inlets, has been performed, which allows for a better understanding of the processes and their seasonal dynamics. The results outline the predominance of wind and tidal forcing in the coastal area. Wind forcing acts mainly on the mean coastal current inducing its detachment offshore during Sirocco events and an increase of littoral currents during Bora events. The Bora action is more homogeneous on the whole coastal area whereas the Sirocco strengthens its impact in the South, near Chioggia inlet. Tidal forcing at the inlets is mainly barotropic. The sensitivity analysis shows how advection is the main physical process responsible for the persistent vortical structures present along the littoral between the Venice Lagoon inlets. The comparison with measurements from HF Radar not only permitted a validation the model results, but also a description of different patterns in specific periods of the year. The success of the 2D and the 3D simulations on the reproduction both of the SSE, inside and outside the Venice Lagoon, of the tidal flow, through the lagoon inlets, and of the small scale phenomena, occurring along the littoral, indicates that the finite element approach is the most suitable tool for the investigation of coastal processes. For the first time, as shown by the flux modeling, the physical processes that drive the interaction between the two basins were reproduced.

This work is a detailed study of hydrodynamic processes in a defined area, the littoral in front of the Venice Lagoon and its inlets, which are complex morphological areas of interconnection. A finite element hydrodynamic model of the Venice Lagoon and the Adriatic Sea has been developed in order to study the coastal current patterns and the exchanges at the inlets of the Venice Lagoon. This is the first work in this area that tries to model the interaction dynamics, running together a model for the lagoon and the Adriatic Sea. First the barotropic processes near the inlets of the Venice Lagoon have been studied. Data from more than ten tide gauges displaced in the Adriatic Sea have been used in the calibration of the simulated water levels. To validate the model results, empirical flux data measured by ADCP probes installed inside the inlets of Lido and Malamocco have been used and the exchanges through the three inlets of the Venice Lagoon have been analyzed. The comparison between modelled and measured fluxes at the inlets outlined the efficiency of the model to reproduce both tide and wind induced water exchanges between the sea and the lagoon. As a second step, also small scale processes around the inlets that connect the Venice lagoon with the Northern Adriatic Sea have been investigated by means of 3D simulations. Maps of vorticity have been produced, considering the influence of tidal flows and wind stress in the area. A sensitivity analysis has been carried out to define the importance of the advection and of the baroclinic pressure gradients in the development of vortical processes seen along the littoral close to the inlets. Finally a comparison with real data measurements, surface velocity data from HF Radar near the Venice inlets, has been performed, which allows for a better understanding of the processes and their seasonal dynamics. The results outline the predominance of wind and tidal forcing in the coastal area. Wind forcing acts mainly on the mean coastal current inducing its detachment offshore during Sirocco events and an increase of littoral currents during Bora events. The Bora action is more homogeneous on the whole coastal area whereas the Sirocco strengthens its impact in the South, near Chioggia inlet. Tidal forcing at the inlets is mainly barotropic. The sensitivity analysis shows how advection is the main physical process responsible for the persistent vortical structures present along the littoral between the Venice Lagoon inlets. The comparison with measurements from HF Radar not only permitted a validation the model results, but also a description of different patterns in specific periods of the year. The success of the 2D and the 3D simulations on the reproduction both of the SSE, inside and outside the Venice Lagoon, of the tidal flow, through the lagoon inlets, and of the small scale phenomena, occurring along the littoral, indicates that the finite element approach is the most suitable tool for the investigation of coastal processes. For the first time, as shown by the flux modeling, the physical processes that drive the interaction between the two basins were reproduced.

Several coralligenous reefs occur in the soft bottoms of the northern Adriatic continental shelf. Mediterranean coralligenous habitats are characterised by high species diversity and are intrinsically valuable for their biological diversity and for the ecological processes they support. The conservation and management of these habitats require quantifying spatial and temporal variability of their benthic assemblages. This PhD thesis aims to give a relevant contribution to the knowledge of the structure and dynamics of the epibenthic assemblages on the coralligenous subtidal reefs occurring in the northern Adriatic Sea. The epibenthic assemblages showed a spatial variation larger compared to temporal changes, with a temporal persistence of reef-forming organisms. Assemblages spatial heterogeneity has been related to morphological features and geographical location of the reefs, together with variation in the hydrological conditions. Manipulative experiments help to understand the ecological processes structuring the benthic assemblages and maintaining their diversity. In this regards a short and long term experiment on colonization patterns of artificial substrata over a 3-year period has been performed in three reefs, corresponding to the three main types of assemblages detected in the previous study. The first colonisers, largely depending by the different larval supply, played a key role in determining the heterogeneity of the assemblages in the early stage of colonisation. Lateral invasion, from the surrounding assemblages, was the driver in structuring the mature assemblages. These complex colonisation dynamics explained the high heterogeneity of the assemblages dwelling on the northern Adriatic biogenic reefs. The buildup of these coralligenous reefs mainly depends by the bioconstruction-erosion processes that has been analysed through a field experiment. Bioconstruction, largely due to serpulid polychaetes, prevailed on erosion processes and occurred at similar rates in all sites. Similarly, the total energy contents in the benthic communities do not differ among sites, despite being provided by different species. Therefore, we can hypothesise that both bioconstruction processes and energetic storage may be limited by the availability of resources. Finally the major contribution of the zoobenthos compared to the phytobenthos to the total energetic content of assemblages suggests that the energy flow in these benthic habitats is primarily supported by planktonic food web trough the filter feeding invertebrates.

Several coralligenous reefs occur in the soft bottoms of the northern Adriatic continental shelf. Mediterranean coralligenous habitats are characterised by high species diversity and are intrinsically valuable for their biological diversity and for the ecological processes they support. The conservation and management of these habitats require quantifying spatial and temporal variability of their benthic assemblages. This PhD thesis aims to give a relevant contribution to the knowledge of the structure and dynamics of the epibenthic assemblages on the coralligenous subtidal reefs occurring in the northern Adriatic Sea. The epibenthic assemblages showed a spatial variation larger compared to temporal changes, with a temporal persistence of reef-forming organisms. Assemblages spatial heterogeneity has been related to morphological features and geographical location of the reefs, together with variation in the hydrological conditions. Manipulative experiments help to understand the ecological processes structuring the benthic assemblages and maintaining their diversity. In this regards a short and long term experiment on colonization patterns of artificial substrata over a 3-year period has been performed in three reefs, corresponding to the three main types of assemblages detected in the previous study. The first colonisers, largely depending by the different larval supply, played a key role in determining the heterogeneity of the assemblages in the early stage of colonisation. Lateral invasion, from the surrounding assemblages, was the driver in structuring the mature assemblages. These complex colonisation dynamics explained the high heterogeneity of the assemblages dwelling on the northern Adriatic biogenic reefs. The buildup of these coralligenous reefs mainly depends by the bioconstruction-erosion processes that has been analysed through a field experiment. Bioconstruction, largely due to serpulid polychaetes, prevailed on erosion processes and occurred at similar rates in all sites. Similarly, the total energy contents in the benthic communities do not differ among sites, despite being provided by different species. Therefore, we can hypothesise that both bioconstruction processes and energetic storage may be limited by the availability of resources. Finally the major contribution of the zoobenthos compared to the phytobenthos to the total energetic content of assemblages suggests that the energy flow in these benthic habitats is primarily supported by planktonic food web trough the filter feeding invertebrates.

The reconstruction of the past sea-level changes and of their effects on the paleoenvironmental evolution are necessary steps for the modelling of the future sea-level rise and for the elaboration of management plans for the safeguard of the coastal systems. Such reconstruction is often hampered by the scarceness of adequate indicators as a consequence of the lack of formation/preservation or due to the low resolution. This work focuses on the analysis of possible new paleo sea-level indicators. This research is essential in order to provide new data to constrain the marine transgression that took place after the Last Glacial Maximum (LGM) and to understand the consequent environmental evolution. A series of incised landforms that formed and were infilled during this period were therefore analysed. Incised landforms constitute one of the few available archives for the reconstruction of the past and especially for periods of high sea-level rise rate, which are usually characterized by few available paleo sea-level indicators as a consequence of the lack of formation or preservation. The northern Adriatic shelf and the contiguous Venetian-Friulian Plain were chosen for this research due to their peculiar physiography, notably the low gradient of the continental shelf. The northern Adriatic shelf was investigated through a series of high-resolution seismic profiles, allowing to document for the first time the presence of almost 100 paleo tidal inlets. Some of these have been investigated in detail, providing new pieces of evidence for the understanding of the evolution of the area during the early Holocene and the relation between the different rates of sea-level rise and the formation and preservation of lagoon environments. The analysis of a large dataset of cores that sampled the infilling material of an incised valley located in the subsurface of the modern Venetian-Friulian Plain allowed a detailed reconstruction of the environmental evolution in the area since the Late Glacial. In particular, the switch from a fluvial freshwater environment to a brackish lagoon one was recognized and dated to Early Holocene. Finally, this work presents some considerations and possible future developments for the use of such indicators in the reconstruction of timing and modes of the last marine transgression.
La ricostruzione di modalità e tempistiche associate alle variazioni del livello marino tardo-Quaternarie e alla loro influenza sull'evoluzione paleoambientale è necessaria al fine di modellare il futuro innalzamento del livello marino e per l'elaborazione di piani di gestione degli ambienti costieri. Questo tipo di ricostruzione è però spesso ostacolato dalla scarsità di adeguati indicatori. Il presente lavoro è focalizzato sull'analisi paleoambientale e sullo studio di possibili nuovi indicatori per lo studio della fase di trasgressione marina che ha avuto luogo a partire dalla fine dell'ultimo massimo glaciale (LGM). In particolare, questa ricerca prende in considerazione alcune morfologie erosive, quali canali tidali e valli incise. Queste forme spesso costituiscono un eccezionale archivio morfologico e stratigrafico per la ricostruzione del passato e dei periodi caratterizzati da un elevato tasso di risalita del livello marino, per i quali gli indicatori paleoambietali disponibili sono solitamente scarsi in seguito alla mancata formazione/limitata preservazione o a causa della bassa risoluzione disponibile. Le aree scelte per questo lavoro sono la piattaforma nord adriatica e la contigua pianura veneto-friulana. Questa scelta è stata dettata in particolare dalla fisiografia e dal basso gradiente topografico presenti in questa zona. L'analisi di profili sismici ad alta risoluzione acquisiti sulla piattaforma continentale nord adriatica ha consentito di individuare per la prima volta la presenza di quasi 100 bocche tidali fossili. Alcune di queste sono state studiate in dettaglio per ottenere informazioni sull'evoluzione e la distribuzione degli ambienti lagunari trasgressivi sviluppatisi nell'area all'inizio dell'Olocene. Lo studio dei depositi di riempimento di una valle incisa individuata nel sottosuolo della moderna pianura veneto-friulana ha permesso la ricostruzione dell'evoluzione dell'area a partire dal Tardiglaciale. È stato inoltre possibile riconoscere e datare la transizione da un ambiente fluviale ad uno lagunare nel corso dell'Olocene iniziale. Questo lavoro ha permesso di tracciare alcune considerazioni sui possibili sviluppi e potenzialità offerte dall'uso di questo tipo di indicatori per la ricostruzione delle fasi di trasgressione marina.

The Ecosystem Approach to Fisheries represents the most recent research line in the international context, showing interest both towards the whole community and toward the identification and protection of all the “critical habitats” in which marine resources complete their life cycles. Using data coming from trawl surveys performed in the Northern and Central Adriatic from 1996 to 2010, this study provides the first attempt to appraise the status of the whole demersal community. It took into account not only fishery target species but also by-catch and discharge species by the use of a suite of biological indicators both at population and multi-specific level, allowing to have a global picture of the status of the demersal system. This study underlined the decline of extremely important species for the Adriatic fishery in recent years; adverse impact on catches is expected for these species in the coming years, since also minimum values of recruits recently were recorded. Both the excessive exploitation and environmental factors affected availability of resources. Moreover both distribution and nursery areas of the most important resources were pinpointed by means of geostatistical methods. The geospatial analysis also confirmed the presence of relevant recruitment areas in the North and Central Adriatic for several commercial species, as reported in the literature. The morphological and oceanographic features, the relevant rivers inflow together with the mosaic pattern of biocenoses with different food availability affected the location of the observed relevant nursery areas.

The Ecosystem Approach to Fisheries represents the most recent research line in the international context, showing interest both towards the whole community and toward the identification and protection of all the “critical habitats” in which marine resources complete their life cycles. Using data coming from trawl surveys performed in the Northern and Central Adriatic from 1996 to 2010, this study provides the first attempt to appraise the status of the whole demersal community. It took into account not only fishery target species but also by-catch and discharge species by the use of a suite of biological indicators both at population and multi-specific level, allowing to have a global picture of the status of the demersal system. This study underlined the decline of extremely important species for the Adriatic fishery in recent years; adverse impact on catches is expected for these species in the coming years, since also minimum values of recruits recently were recorded. Both the excessive exploitation and environmental factors affected availability of resources. Moreover both distribution and nursery areas of the most important resources were pinpointed by means of geostatistical methods. The geospatial analysis also confirmed the presence of relevant recruitment areas in the North and Central Adriatic for several commercial species, as reported in the literature. The morphological and oceanographic features, the relevant rivers inflow together with the mosaic pattern of biocenoses with different food availability affected the location of the observed relevant nursery areas.

The Northern Adriatic Sea summarizes all different critical elements of a ‘typical’ coastal area, such: important trawling activity in the inshore area, presence of aquaculture activities (mussels farms), widely distributed along the coast, presence of small scale fisheries activities, seaside touristic pressures, extended seaport activities. Among these pressures the project aims to investigate acquaculture and small scale fisheries activities within three miles from the coast. This would provide a better understanding of major impact sources and an identification of the processes that need to be preserved/enhanced to maintain or also increase the resilience of the system. Within this context, the main objectives of the project are: (1) to assess the role played by mussel culture farms, both in terms of negative impacts and positive feedbacks; (2) to focalize the attention on one of the main key factors presently affecting, but also structuring, the ecosystem in the NAS coastal area, in order to better understand the majors drivers also in terms of opportunities to be managed; (3) to define long term management objectives, indentifying the self-sustaining processes to be maintained or restored, in order to increase the system resilience and stimulate an adaptive management. To achieve these objectives, five issues were considered: benthic fauna; biogeochemical cycles; potential role as fish aggregating area; emergy analysis; artisanal fishery. The results of the present study show how a mussel farm located in a transitional environment near coast is a man made structure characterised by a sustainable use, with no direct impacts on bottom, acting as a fishing aggregating area also for some commercial species. Assimilating to an “extensive” acquaculture system, mussel farm is a structure characterised by the predominance of renewable inputs that, probably due to environmental factors such as currents and winds, doesn’t interfere both with benthic community and biogeochemical cycles of the area. Moreover the normal aggregating effects due to the confluence of great quantities of available food is increased by the presence, at the bottom, of some hard substrates, able to attract fishes species beyond for feeding, also for reproductive purpose. Nowadays, in a spatial planning management contest, the creation of further mussel farms even if may be encouraged by these results, at regional scale, it is not a firm economical sustainable, due to the low mussel selling price. Moving from this, modernize the production system by coupling mussel cultivations also with other incoming sources, may represent the right choice to maintain this type of sustainable acquacolture. Manage recreational fishing inside mussel farm may be among the feasible solutions. In the end, as underlined by the investigation on potential role as fish aggregating area, the farm, being off-limits to commercial fishing, may act one-sidedly also as a fish maker, for the nearby areas, where artisanal fishery is allowed. By the present, this activity is a sustainable practice, but, due to the species dependence and to the catch composition in terms of thermal affinity groups show a high potential vulnerability. Small modifications both in fleet structures and in environmental conditions could drive the situation towards unsustainability. An increase in available fishes biomass may act as buffer effect towards vulnerability causes, by supporting possible new fishermen, fronting the problem of small modification in fleet structures. Moreover some of the fish species enhanced by mussel farm are temperate or warm species. Given the dependence of local artisanal fishery from cold or temperate species, a shift of catches toward temperate and warm ones’, without affecting incomings, might, at least partially, release this type of activity from the variations of the thermal regime as forecast by IPCC.

Questo elaborato nasce dall’opportunità di fornire uno strumento di comprensione ed applicazione efficiente delle normative europee sul tema food-security in campo di molluschicoltura, <>. Alla luce di questo obiettivo, viene analizzata la probabilità che diversi siti di molluschicoltura nel nord Adriatico siano interessati da fenomeni di contaminazione batterica fecale a seguito di eventi estremi, quali intense precipitazioni e piene fluviali. Sono implementate le tecnologie di telerilevamento per estrapolare variabili ambientali in grado di caratterizzare e distinguere masse d’acqua in relazione alla loro provenienza: materia sospesa totale, temperatura superficiale dell'acqua e clorofilla. In particolare, vengono utilizzati i dati ricavati dal satellite NASA Landsat-8, confrontati con rianalisi fornite dal centro di monitoraggio europeo Copernicus, all’interno dell’ambiente di elaborazione dati di Google Earth Engine Code. I fenomeni per cui persistono le condizioni ambientali favorevoli al trasporto ed alla proliferazione batterica sono utilizzati per definire i tempi di permanenza batterica, stimati tramite un modello primario di crescita microbica. Le variabili discriminanti e gli eventi estremi sono analizzati nel periodo di disponibilità dei prodotti Landsat-8, da Marzo 2013 a Settembre 2019. Vengono in fine tratte conclusioni riguardo la tracciabilità di questi fenomeni ed i possibili sviluppi di segnali di early-warning.

Glass is one of the oldest materials produced and extensively used by man, thanks to its unique mechanical and chemical-physical properties. For these reasons it has a great importance in both archaeological and artistic fields. So far, notwithstanding the essential lines of development of glass production are known, there are still some particular ‘critical moments’ in the history of glass production. In this context the present work investigated the evolution of glass technology in a particular geographical area, the northern Adriatic Italy, which, for its peculiar position, had a central role in trades and acted as a commercial hub between the Mediterranean and the Padan and Transalpine area. The sample set, including a total of 178 glasses, covers a large chronological period (6th century BC-15th century AD) and comes from some of the most important sites in the period and in the area considered, such as Aquileia, Adria and Rocca di Asolo. Few samples coming from Tuscan sites (San Genesio, Pieve di Pava and Pieve di Coneo), similar in age and types to Aquileia glasses, were also analyzed, in order to have a comparison among eastern and western Italy. The analytical approach involved textural, mineralogical, chemical and isotopic (Sr, Nd, O) analyses and the results proved the complementarity of these techniques, suggesting that the preferred approach in investigation of ancient glasses should be the combined use of these methods. A substantial continuity in the use of the type of raw materials (siliceous-calcareous sand in addition to natron) from Pre-Roman period until early Middle Ages was testified, whereas a complete change in the use of flux is evident in High/Late Medieval glasses. The extraordinary consistency of natron glass here analyzed and the principal compositional groups widespread in Mediterranean sites tends to support the model of the localized production, organized in a small number of primary workshops which supplied raw glass to a great number of secondary workshops, where the glass was re-melted and shaped into objects. For what concerns the provenance of raw materials, the combination of isotopic and chemical data, together with archaeological evidence and literature data on both raw materials and glass from primary furnaces, suggests that the vast majority of Roman and Late Roman/early Medieval glasses analyzed in this study were likely produced in workshops located on the Syro-Palestinian and Egyptian coasts, although the use of primary sources located in western Mediterranean cannot be definitely excluded
Grazie alle sue peculiari caratteristiche meccaniche e chimico-fisiche, il vetro è uno dei materiali più antichi utilizzati dall’uomo e, per questa ragione, riveste una grande importanza sia in campo artistico che archeologico. Ad oggi, nonostante le principali linee di sviluppo della produzione vetraria siano state tracciate, permangono dei particolari ‘momenti problematici’ nella storia del vetro, connessi all’introduzione di nuove materie prime e/o nuove tecnologie di produzione. In questo contesto si inserisce il presente lavoro di ricerca, che ha indagato l’evoluzione della produzione vetraria in una specifica area, quella dell’Italia nord-adriatica la quale, grazie alla sua peculiare posizione geografica, ha svolto in passato un ruolo cruciale nei commerci, fungendo da connettore tra il Mediterraneo orientale e l’area padana e transalpina. La campionatura, oggetto di studio, proviene pertanto da alcuni dei più interessanti siti nord-adriatici (Aquileia, Adria, Rocca di Asolo); inoltre anche un piccolo gruppo di campioni provenienti da siti toscani (San Genesio, Pieve di Pava e Pieve di Coneo), cronologicamente e tipologicamente confrontabili con i reperti aquileiesi, è stato analizzato, al fine di rilevare eventuali analogie/differenze tra il versante adriatico e quello tirrenico. La cronologia dei campioni è molto ampia (VI a.C. -XV secolo d.C.), ma una particolare attenzione è stata rivolta ai reperti di periodo Romano e Tardo Antico. L’approccio analitico ha previsto analisi di tipo tessiturale, mineralogico, chimico e isotopico (Sr, Nd, O). I risultati hanno dimostrato la complementarietà di queste tecniche, indicando che il loro uso combinato costituisce l’approccio ideale per lo studio del vetro antico. Per quanto concerne la tipologia di materie prime impiegate nella produzione vetraria, è emersa una sostanziale continuità dal periodo Pre-Romano fino all’Altomedievo, caratterizzata dall’uso di sabbie siliceo-calcaree in aggiunta a natron, mentre per i vetri Bassomedievali si assiste ad un radicale cambiamento di fondente (ceneri sodiche). La sorprendente omogeneità chimica tra il vetro al natron analizzato nel presente studio e i principali gruppi composizionali riportati in letteratura supporta l’ipotesi che, almeno in epoca Romana e Tardo Antica, il vetro venisse prodotto in poche officine primarie, successivamente commercializzato in forma di pani di vetro grezzo e lavorato in officine secondarie sparse in tutto il Mediterraneo. A tale proposito, l’uso combinato dei dati chimici ed isotopici, supportati da dati di letteratura e da evidenze archeologiche, suggerisce che l’origine della maggior parte di tale vetro sia da collocarsi nel Mediterraneo orientale, in particolare sulle coste Siro-Palestinesi ed Egiziane, sebbene non possa totalmente escludersi anche l’uso di sorgenti di materie prime collocate nel Mediterraneo occidentale

The area of the northern Adriatic Sea has a high productivity rate regarding the fishing activities and it is recognised as one of the most exploited areas of the Mediterranean Sea. In order to make fishing activities sustainable and to guarantee a productive and healthy ecosystem, there is a strong need to develop effective fishery management plans for constant monitoring and for prediction. For this reason, it is of fundamental importance to analyse the data relating to the movements of fishing vessels and their catch. Starting from the AIS (Automatic Identification System) data, we reconstruct and enrich the trajectories by assigning to each segment the activity carried out by the boat (in port, entering/exiting from the port, navigation and fishing). In this way, considering only the portions of the trajectory in which the vessel is fishing, we compute the fishing effort, an essential indicator for monitoring the fishing pressure on an area of interest over time. By enriching our initial dataset with daily environmental factors such as sea temperature, waves height, wind and salinity, a variety of prediction methods are used in order to assess their prediction ability related to the fishing effort. Concerning the Northern Adriatic Sea exploitation, another fundamental aspect is the underwater noise generated by vessels, which has a significant short and long term impact on animal species. Using AIS data and the characteristics of the boats, we build a model for the propagation of underwater noise based not only on the technical characteristics of the fishing boats' engine but also on environmental factors that vary in each season. In this way we get a map of the underwater noise useful for identifying areas where underwater noise can damage the marine environment, even permanently. To accomplish this project we use MobilityDB, an extension of PostgreSQL and PostGIS that allows the storage and analysis of space-time objects. We also use Python and in particular Scikit-learn library to perform the experiments using machine learning models for regression. Furthermore, using the QGIS open source software, we create maps to display, in a simple and clear way, the areas in the Adriatic Sea characterised by the most intense noise pollution and to view the fishing effort forecasts.

The Pliocene-Pleistocene tectonic and sedimentary evolution of the eastern Po Plain and northern Adriatic Foreland Basin (PPAF) (extended ca. 40,000 km2) was the consequence of the severe Northern Apennine compressional activity and climate-driven eustatic changes. According with the 2D seismic interpretation, facies analysis and sequence stratigraphy approach by Ghielmi et al. (2013 and references therein), these tectono-eustatic phases generated six basin-scale unconformities referred as Base Pliocene (PL1), Intra-Zanclean (PL2), Intra-Piacenzian (PL3), Gelasian (PL4), Base Calabrian (PS1) and Late Calabrian (PS2). Here, it is presented a new 3D model of the PPAF derived from the interpretation of these six unconformities by mean of a dense network of ca. 8,000 km of seismic lines, correlated with more than 200 well stratigraphies (complete dataset provided confidentially by ENI E&P). The initial 3D time-model has been time-to-depth converted using the 3D velocity model created with Vel-IO 3D, a tool for 3D depth conversions then, validated and integrated with depth domain dataset from bibliography and well log data. The resultant 3D depth-converted model pf the PPAF up today is the largest and detailed 3D model that describe the Plio-Pleistocene sequence in the northern Italian subsurface. From the model, it is possible to extract isobath and isopach maps that are fundamental outputs to inspect step-by-step the basin paleogeographic evolution occurred through alternating stages of simple and fragmented foredeep together with high sedimentary clastic flux and climate instability.

Siltation and sediment accumulation is a problem that affects many ports and harbours worldwide. Usually, dredging is the most common technique to handle this issue, but nowadays there is increasing concern about its several effects and impacts to the marine environment, especially referred to benthic communities, so that the need to find sustainable alternatives is becoming a topic of wide interest. One of these possible alternatives is represented by the so-called sand by-passing plants. In this study, the potential ecological effects of a new sand by-passing plant, called ejectors plant, have been investigated through a before-after control-impact design (beyond-BACI). The plant was installed in the proximity of the port inlet of Cervia, a small municipality situated in Emilia-Romagna, on the northern Adriatic coast. For the study, 3 different sampling periods (one before and two after plant installation) and 5 different sampling locations (one impact and four control locations) were established. The analysis has evaluated the sediments organic matter percentages and grain size classes composition, the shell debris weight, the structure of benthic communities and fish assemblages. PCO analysis and DistLM were performed to evaluate similarity between benthic communities and to find taxa and environmental variables most correlated with macrofaunal patterns. Moreover, a literature analysis about impacts of dredging on benthic communities have been performed. All results indicate that in last sampling period, 2nd after plant installation, the two possibly affected areas (sand pickup and deposit areas, respectively) values were more similar to control ones than before, suggesting that the ejectors plant could represent an eco-friendly solution alternative to dredging for harbour siltation problems. This work is part of the LIFE15 MARINAPLAN PLUS project, which had the aim of testing the efficiency and sustainability of the ejectors plant at industrial scale.

The primary aim of this PhD project was to improve the knowledge about the spatio-temporal dynamics of trawl fishing activities in the Northern and Central Adriatic Sea (GSA17). This area has been recognised as one of the most exploited within the Mediterranean basin and for this reason the assessment of the fishing effort results to be an important element for the implementation of new management strategies. The use of Automatic Identification System (AIS) data, available for vessels with a length overall (LOA) over 15 m, played a key role for the investigation of this topic. Indeed, this system, conceived for navigation security reasons, provides high spatio-temporal resolution information about the fishing vessel distribution and activities. Considering the characteristics of the Adriatic fishing segments, and since the trawl fishery is one of the most negatively impacting fishing techniques, the entire study was focused on the trawl fleet, and in particular on Small and Large Bottom Otter Trawl, Rapido Trawl (a sort of beam trawl) and Mid-Water Pair Trawl. The main aims of this project are: 1. the evaluation of the fishing effort, estimated by using an innovative method considering the fishing tracks of the vessels and the swept area, in order to identify the main fishing grounds and the seasonal behaviour of the different fishing techniques; 2. the catches assessment on a spatial basis, associated with fishing effort and economic value in order to better understand the fishermen behaviours and the efficiency of the selected fishing segments; 3. the estimation of the carbon dioxide (CO2) emissions, by using a bottom-up approach (AIS-based method), and the emissions associated with landing data in order to assess the impact produced to catches commercial species (kg CO2 per kg landing). Overall, this research project supplied new insights in a context of sustainable fishery management, providing useful information for the monitoring and the assessment of the trawl fishing activities in the Adriatic Sea.

Summary This territorial project aims to study historic landscapes of island Rab in order to explain the evolution of said landscapes and propose new approach to protection of historic landscapes through restoration of the commons. The study started with gathering of available published and unpublished data and, since the study of HL is inherently interdisciplinary, study of geology, geography, forests, agrarian sciences and ethnology largely contributed. Geographic informational system was formed with ArcGIS software and used as the main tool for the analyses of HL. Different types of historic and modern maps were gathered as well as ortorectified historic and modern aerial photography and layered with information about archaeological topography. Within this system specific formations and patterns within landscape were identified following the retrogressive method, in which recent sources, maps, aerial photography and other are used to study earlier times and the focus is on a past landscape. Following this method, a stratigraphy was realized and thus a sequence of the evolution of these landscapes since the protohistoric times until the 20th century. Parallel to realizing a stratigraphy, spatial and quantitative analyses were conducted in order to calculate subsistence strength of the community. Preliminary hypothesis on the evolution of historic landscapes were drawn as follows: 1. Prehistoric sites (Bronze and Iron Age) mainly occupy higher ground – top of the hill. 2. Roman period and Late Roman period sites occupy coastal ground. 3. Early medieval sites also occupy higher ground, mainly top of the hill, but lower (in meters above sea level) than prehistoric occupational levels 4. Later medieval occupation spread along the limits of arable land, but also along the coast 5. Hills, higher ground of Kamenjak ridge was always used for animal husbandry The study that followed, identified and analyzed conspicuous patterns in the landscape (landscape units) results of which largely backed the aforementioned hypothesis. The arable land of southern part of the island, villages of Banjol and Barbat, is in some parts a relict historic landscape formed during the Roman period and used as it was until 1960s. Similar landscape patterns are found in North West part of the island, village of Kampor, supporting the hypothesis of predominantly coastal use of land during the Roman period. Several landscape units, in Lopar, Kampor, Gonar, Barbat and Banjol, present top of the hill occupation that is of medieval origin. This is clearly presented with the dynamics of the parcel distribution, and supported by archaeological finds and place-names. It was also concluded that the most characteristic feature of landscapes on Adriatic islands in general, not only of Rab, the prominent, long, linear dry-walls are very recent. It was the most important change in the economy of the island after the Roman times and also contributed largely to the evolution of historic landscapes. At this moment, the vast area of what was once common pastures or large privately owned pastures were simply divided within the families that tended and used this land. The last chapter of the thesis explores the possibilities of participative approach to research and protection of historic landscapes. The legislative possibilities are explained for the participatory research as well as for the reinstatement of the commons as a way of protection.
Riassunto Questo progetto territoriale ha lo scopo di studiare paesaggi storici dell'isola di Rab in ordine di spiegare l'evoluzione di suddetti paesaggi e proporre un approccio nuovo alla protezione dei paesaggi storici tramite il ripristino dei demani (ingl. commons). La ricerca è cominciata con la raccolta dei dati pubblicati e non pubblicati e, siccome lo studio dei paesaggi storici è sostanzialmente interdisciplinare, anche gli approfondimenti nei campi di geologia, geografia, selvicoltura, scienze agrarie e etnologia hanno contribuito in gran parte. Il sistema d'informazione geografica (Geographic informational system) è stato creato con ArcGIS software ed usato come strumento di base per l'analisi del paesaggio storico. Sono stati raccolti diversi generi di carte geografiche storiche e moderne, carte storiche ortorettificate e carte aeronautiche moderne stratificate con informazioni su topografia archeologica. All'interno di questo sistema sono state individuate specifiche formazioni e specifici motivi nel paesaggio. Infatti, è stato usato il metodo retroattivo nel quale si usano fonti contemporanee; carte, fotografie aeree e altro per lo studio del passato - in particolare del paesaggio storico. Seguendo questo metodo, è stata riprodotta la stratigrafia, quindi la sequenza dell'evoluzione di paesaggi dal periodo protostorico fino al ventesimo secolo. Parallelamente alla stratigrafia è stata condotta l'analisi quantitativa e ambientale per calcolare la forza sussistente della comunità. Le ipotesi preliminari sull'evoluzione dei paesaggi storici sono state le seguenti: 1. I siti preistorici (età  del bronzo, età  del ferro) occupavano posizioni elevate alla sommità delle colline 2. I siti dal periodo romano e tardo-romano occupavano posizioni costiere 3. I siti del Basso Medioevo occupavano posizioni elevate, per lo più le sommità delle colline ma inferiori alle posizioni dei siti preistorici (in metri sul livello del mare) 4. I siti dell'Alto Medioevo occupavano i confini della terra arabile, ma anche posizioni lungo la costa 5. Le colline, il terreno più elevato della cresta di Kamenjak è stato sempre usato per l'allevamento di animali Lo studio seguente ha identificato e analizzato motivi cospicui nel paesaggio (unità  paesaggistiche) i risultati del quale hanno in gran parte confermato le ipotesi summenzionate. Il terreno arabile della parte meridionale dell'isola, i villaggi Banjol e Barbat, è in alcune parti un paesaggio relitto modellato durante il periodo romano e usato in forma originaria fino agli anni '60 del 20.sec. Paesaggi simili sono stati ritrovati anche nella parte settentrionale dell'isola, il villaggio Kampor, confermando l'ipotesi sulle posizioni costiere durante il periodo romano. Alcune unità  paesaggistiche, a Lopar, Kampor, Gonar, Barbat e Banjol, presentano le posizioni alle sommità delle colline di origine medievale. Il ciò si manifesta nella dinamica della divisione di particelle e viene convalidato da toponimi e reperti archeologici. E' stato anche concluso che il fenomeno più caratteristico dei paesaggi insulari adriatici in generale, non soltanto quello di Rab; i lunghi prominenti muri a secco sono molto recenti. Questo era il più grande cambiamento nell'economia dell'isola dopo i tempi romani ed ha in gran parte contribuito all'evoluzione dei paesaggi storici. In quel momento, vaste aree di pascoli comuni oppure grandi pascoli privati sono stati semplicemente divisi tra famiglie che usavano la terra. L'ultimo capitolo della tesi esamina le possibilità di un approccio partecipativo nella ricerca e protezione dei paesaggi storici. Sono esposte possibilità legislative per le ricerche partecipative così come per la reintegrazione dei demani considerando ciò un metodo di protezione.

2006/2007
ITALIANO Nel corso degli ultimi 20 anni, intensi fenomeni erosivi hanno interessato gli arenili situati lungo l’arco costiero nord adriatico e tra le soluzioni impiegate per contrastare tali fenomeni la pratica del ripascimento è stata largamente utilizzata, in quanto permette di riportare le spiagge ad un nuovo equilibrio evitando di provocare impatti significativi sul sistema litoraneo. La problematica maggiore connessa a questo tipo di intereventi è legata alla necessità di ingenti quantità di sabbia dalle caratteristiche granulometriche compatibili con quelle delle spiagge in erosione, con il duplice scopo di ridurre gli impatti negativi sul sistema spiaggia e di minimizzare i costi legati alle operazioni di estrazione e sversamento. Le strategie di gestione delle risorse sabbiose vanno assumendo una notevole importanza all’interno degli strumenti di gestione costiera (Finkl, 1994) e tali strategie, oltre a dover essere basate su estese competenze nel campo della geologia e della sedimentologia, devono prendere in considerazione tutti i fattori ambientali che influenzano il sistema e ne sono influenzati. Problematiche attuali quali l’innalzamento del livello marino e gli effetti sui sistemi costieri, i fenomeni erosivi, la progressiva diminuzione di aree utilizzabili come cave di prestito (sia onshore che offshore) e la creazione di impatti conseguenti alle diverse misure di protezione dei litorali richiedono un approfondito interesse e la ricerca di soluzioni innovative. A partire dalla seconda metà degli anni novanta, ingenti quantitativi di sabbia, pari a 8×106m3 (Consorzio Venezia Nuova, 2006), sono stati sversati sulle spiagge presenti lungo l’arco costiero nord adriatico. Gli interventi, attuati tramite il prelievo di sedimenti presso le coltri sabbiose che ricoprono gli alti fondali delle aree residuali di piattaforma, hanno interessato ad esempio le spiagge di Jesolo, Sottomarina, Pellestrina, Isola Verde. Attualmente, secondo quanto previsto dal Magistrato alle Acque di Venezia tramite il suo concessionario Consorzio Venezia Nuova (2006), è previsto l’utilizzo di circa 3×106m3 di sabbia per interventi di mantenimento, tramite ricariche più frequenti e di minore entità. La pratica di approvvigionamento di sabbie presso le aree relitte di piattaforma ha tuttavia lo svantaggio di essere onerosa, a causa dell’impiego di grandi draghe o di lunghe pipeline per coprire le distanze dalla costa. In tale contesto, un’alternativa vantaggiosa può essere rappresentata dalla ricerca e dall’utilizzo di sabbie dai rialzi morfologici associati alle bocche tidali o eventualmente in alternativa dagli apparati di foce fluviale. Le bocche tidali costituiscono le principali vie di comunicazione marittime da e verso le lagune e necessitano di ordinaria manutenzione nei casi in cui il trasporto longshore sia tale da occludere il canale. In questi contesti uno studio morfodinamico rappresenta una base indispensabile per una corretta pianificazione degli interventi finalizzati al mantenimento dell’ officiosità delle bocche lagunari; la funzionalità e la navigabilità possono essere garantite attraverso le operazioni di dragaggio periodico, con prelievo mirato di sabbie nelle aree di accumulo del delta di riflusso (barra lineare di margine di canale e lobo terminale).Questa operazione si configura dunque come soluzione vantaggiosa per le operazioni di ripascimento di litorali in erosione, in quanto i depositi di ebb-tidal delta generalmente presentano caratteristiche granulometriche compatibili con quelle dei litorali adiacenti. La pratica di escavazione dai bassifondi marini o “ebb-shoal mining” viene largamente effettuata negli Stati Uniti, in Florida e New Jersey ad esempio (Cialone & Stauble, 1998). A seguito della raccolta di dati batimetrici e sedimentologici, in parte forniti dal Magistrato alle Acque - Consorzio Venezia Nuova ed in parte acquisiti attraverso ricerche bibliografiche e due campagne di acquisizione di dati, sono state effettuate numerose elaborazioni con lo scopo di definire le potenzialità di prelievo di sabbie da alcuni apparati di delta di riflusso localizzati lungo l’arco costiero nord adriatico. La ricerca ha permesso inoltre di ampliare la base dati già esistente ed approfondire la morfodinamica delle bocche tidali presenti nel contesto ambientale nord adriatico, nonché le caratteristiche morfologiche degli ebb-tidal delta ad esse associati. Massicci interventi antropici, attuati a partire dallo scorso secolo, hanno portato alla modificazione dei litorali e dell’assetto delle bocche tidali, attraverso la costruzione di strutture permanenti a difesa degli arenili e per consentire la navigazione. Pertanto, le analisi sono state effettuate sia su apparati di bocca tidale in condizioni naturali che su bocche tidali stabilizzate da moli foranei. Infine, è stata analizzata l’evoluzione morfologica recente di alcuni apparati di foce fluviale (Adige, Piave e Sile), al fine di indagare l’eventuale possibilità di estrazione di sedimenti dagli scanni sabbiosi prospicienti tali apparati. Parte integrante del lavoro di ricerca è stata la messa a punto di una specifica procedura geostatistica in ambiente GIS (utilizzando il software ESRI ArcGis™), basata sul metodo elaborato in origine manualmente da Dean and Walton (1973). Una dettagliata analisi morfologica e morfodinamica degli apparati di bocca tidale e foce fluviale è stata effettuata attraverso l’elaborazione di modelli digitali del fondale marino (DEMs), consentendo l’elaborazione di alcune relazioni predittive relative a determinati parametri fisici quali prisma tidale, sezione della bocca e volume del delta di riflusso. Tali risultati sono stati messi a confronto con analoghe elaborazioni, relative a differenti contesti costieri come ad esempio le coste statunitensi e neozelandesi, in modo tale da evidenziare locali fattori morfodinamici responsabili dello sviluppo degli apparati di delta di riflusso. Le numerosi analisi metodologiche, condotte tramite l’estensione Geostatistical Analyst all’interno del software ESRI ArcGis™, hanno permesso di ottenere una valida procedura per il calcolo dei volumi di sabbia depositati nelle strutture di delta di riflusso. Infine, attraverso l’integrazione di tutti i dati raccolti, sia di nuova acquisizione che provenienti da fonti preesistenti, è stato predisposto un geodatabase in GIS, denominato Ebb-delta Geodatabase, che raggruppa tutte le potenziali cave di prestito individuate nonché le caratteristiche granulometriche dei depositi. Relativamente agli apparati deltizi del Piave e dell’Adige, dall’analisi è emersa una situazione critica di erosione dei fondali antistanti le foci, da attribuirsi con una certa sicurezza alla drastica diminuzione dell’apporto di materiale grossolano, avvenuta alla fine degli anni ’50 del secolo scorso e causata dagli interventi antropici sulle lungo le aste fluviali. I delta sommersi, privati di una parte consistente del contributo sedimentario, hanno subito un asporto di quantità significative di sedimento ad opera del moto ondoso e delle correnti marine e le occasionali ricariche, dovute agli eventi di piena, non sono sufficienti a riequilibrare il sistema. Su tale situazione insistono inoltre fenomeni puntuali, come nel caso dell’Adige, dovuti alla recente messa in opera di manufatti che hanno ulteriormente accentuato il processo di erosione dei fondali E’stato ritenuto pertanto che, in ragione di una dinamica sedimentaria legata ad eventi discontinui e a cicli stagionali di erosione-deposizione, ed essendo insufficiente l’apporto solido da parte dei corsi d’acqua, l’estrazione di materiale alle foci del Piave e dell’Adige non sia una soluzione praticabile ai fini del ripascimento di litorali in erosione. Diverso è il caso del fiume Sile, per il quale è stato verificato che l’apporto solido è per sua natura scarso, dunque insufficiente a creare significative anomalie deposizionali nell’area di foce. Gli apparati di delta di riflusso associati alle bocche tidali, sia naturali che stabilizzate, rappresentano al contrario significative trappole sedimentarie in ambiente sottocostiero, caratterizzate da volumi di sabbia compresi tra 270.000m3 e 10×106m3. La procedura geostatistica elaborata, definita procedura geostatica semi-automatica (Authomatic Detrending Procedure-ADP), si è rilevata un utile strumento analitico per la valutazione dell’estensione dei depositi sabbiosi e le elaborazioni effettuate hanno consentito di integrare dati provenienti da fonti non omogenee. Inoltre, lo studio della morfodinamica delle bocche tidali di Lido, Chioggia, Malamocco e Buso ha fornito un’interessante analisi relativa all’evoluzione dei delta di riflusso a seguito della costruzione di moli foranei. Come sottolineato da Carr and Kraus (2001), lo sviluppo verso mare e l’estensione degli apparati di delta di riflusso è determinato dall’ampiezza del prisma di marea, dalla pendenza della piattaforma costiera, e dal processo di confinamento del getto tidale da parte dei moli. Nonostante la casistica esaminata nel corso dello studio sia stata limitata a 11 bocche tidali, la correlazione riscontrata tra i valori di prima tidale ed i volumi ottenuti tramite la procedura geostatistica dimostra che nel caso di bocche tidali non armate i processi tidali siano prevalenti sull’azione del moto ondoso nell’influenzare lo sviluppo delle coltri deposizionali. La relazione V-P elaborata per l’area costiera nord adriatica risulta molto simile a quella ottenuta per le bocche tidali neozelandesi da Hicks and Hume (1996) mentre si discosta in maniera significativa da quelle elaborate per le coste statunitensi da Walton and Adams (1976) e Marino and Mehta (1988). L’utilizzo di una procedura standardizzata, come nel caso della procedura geostatica elaborata all’interno del progetto di ricerca qui presentato, ha permesso di ridurre la soggettività nella stima dei volumi che caratterizzava il metodo proposto originariamente da Dean and Walton (1973). Inoltre, tale procedura si è rivelata particolarmente utile nei casi in cui l’assetto morfologico risulti particolarmente complesso, come nel caso delle bocche tidali armate con moli fortemente aggettanti (Lido, Chioggia, Malamocco, Buso). In questi casi infatti è stata verificata una significativa discordanza tra i valori ottenuti tramite l’applicazione delle relazioni predittive e i risultati delle elaborazioni geostatistiche. Prima degli interventi di stabilizzazione, la maggior parte delle bocche tidali nord adriatiche presentava una configurazione marcatamente asimmetrica, dovuta all’ingente contributo del trasporto litoraneo che ha contributo in numerosi casi alla costruzione di lidi sfasati nella direzione sopraflutto (i.e. Punta Sabbioni; Alberoni; etc). A partire dal diciannovesimo secolo, a seguito delle difficoltà riscontrate per la navigazione dovute all’interramento e/o alla migrazione del canale principale, diverse foci lagunari sono state armate e tale intervento ha comportato una drastica modificazione del regime deposizionale nell’area sottocostiera. Di conseguenza, in relazione alla lunghezza dei moli foranei, la struttura deposizionale di delta di riflusso ha subito un processo di riconfigurazione, generalmente attraverso una traslazione verso mare a maggiori profondità, accompagnata da una parziale erosione dell’accumulo pre-esistente. In numerosi casi inoltre la presenza dei moli ha funzionato come sbarramento per il trasporto litoraneo il quale, prima di venire catturato dal getto tidale ed entrare nel by-pass sedimentario della bocca, ha alimentato l’accrescimento dei litorali posti sopraflutto, come ad esempio nel caso del litorale di Punta Sabbioni adiacente alla bocca di porto di Lido. Ciò ha portato alla formazione di differenti tipologie di delta di riflusso, pesantemente influenzate dall’intervento antropico, per le quali il volume di equilibrio teorico potrebbe essere raggiunto solamente a seguito di un ingente contributo del trasporto longshore, in un arco di tempo considerevole. Uno dei risultati di maggior interesse del presente lavoro risiede dunque nella verifica di uno “stato di immaturità” dei delta di riflusso associati alle bocche tidali stabilizzate, come nel caso della bocca di porto di Lido in cui la costruzione dei moli risale a circa un secolo fa. Come evidenziato da Hansen and Knowles (1988), il processo di confinamento da parte dei moli porta il flusso tidale ad abbandonare il canale principale naturalmente scavato, i canali marginali di flusso e la piattaforma di swash, con effetti sulla pre-esistente struttura deposizionali paragonabili a quelli osservati nei processi di rottura naturale dell’ ebb-tidal delta (ebb-tidal delta breaching; Fitzgerald et al., 1978). Al Lido a seguito della costruzione dei moli la maggior parte dei sedimenti in transito nell’area sottocostiera sono stati depositati sulla spiaggia di Punta Sabbioni, con una conseguente diminuzione del carico sedimentario disponibile per la costruzione del delta di riflusso. Poiché il volume stimato a seguito delle recenti indagini risulta corrispondere a solamente il 10% dell’ipotetico volume di equilibrio, il caso del Lido può essere considerato come un caso di delta “immaturo”, in quanto solo dopo l’esaursi dell’ingente fenomeno di accrescimento dell’arenile di Punta Sabbioni (che risale alla fine degli anni ’60) ha potuto intercettare la gran parte del carico sedimentario associato al trasporto longshore. Numerose incertezze permangono allo stato attuale delle indagini per quanto concerne l’effettivo raggiungimento del volume di equilibrio teorico; le annuali operazioni di escavazione effettuate per mantenere l’officiosità del canale, potrebbero difatti portare ad una configurazione stazionaria del deposito, che potrebbe essere confermata solamente attraverso uno specifico piano di monitoraggio. Gli studi effettuati sulle altre bocche tidali armate localizzate all’interno del contesto in esame hanno in ogni caso evidenziato un comportamento morfodinamico simile; i risultati delle elaborazioni confermano una estensione dei delta di riflusso inferiore a quanto previsto dalle relazioni predittive anche alle foci di Malamocco, Chioggia, e Buso. Per concludere, si sottolinea come la messa a punto di uno specifico database in GIS delle caratteristiche sedimentologiche delle morfologie oggetto di indagine costituisca un efficace strumento di gestione, che permette di associare ai diversi tipi di deposito le informazioni più significative riguardanti la localizzazione; i volumi utilizzabili, etc. Conoscendo le caratteristiche granulometriche dell’arenile da sottoporre all’intervento di ripascimento, un’interrogazione al database permette di identificare le potenziali cave di prestito compatibili, per poi progettare gli interventi più idonei, come ad esempio il prelievo di sedimenti dal canale principale nei casi in cui vi sia un surplus che provoca intralcio alla navigazione, oppure l’estrazione di sabbia nelle aree del delta di riflusso a maggior tasso di crescita (canali marginali flusso e/o lobo terminale). In ogni caso, l’estrazione deve essere limitata sia in estensione che per quanto riguarda lo spessore, per evitare effetti negativi e significativi disequilibri sui fenomeni di rifrazione delle onde e sulla dinamica sedimentaria. Non vi è alcun dubbio che un’attuazione sconsiderata della pratica di estrazione di sabbie dai delta di riflusso possa comportare conseguenze negative sui fondali ed i litorali adiacenti, d’altra parte come suggerito da Hansen and Work (1999) se gli interventi vengono pianificati in modo tale da rimuovere una frazione ridotta del deposito mantenendo così i naturali processi di scambio sedimentario, gli impatti sui litorali adiacenti possono essere di minima portata. La preservazione dell’assetto generale del delta, attraverso l’escavazione di sedimento nella parte terminale verso mare su un’area più estesa in superficie e meno in profondità, può efficacemente ridurre l’alterazione dei pattern di rifrazione delle onde e dei meccanismi di trasporto dei sedimenti.
ENGLISH Beach erosion has strongly affected a large number of beaches along the northern Adriatic coastal area over the past 20 years. Among the different engineering solutions available to contrast coastal erosion, the soft-engineering practice of beach re-nourishment is widely recognized to be a good compromise between desired outcomes and negative environmental impacts. One of the major issue concerning beach nourishment activities is the necessity to find suitable sources of sand, with the purpose of both reducing costs and minimizing environmental impacts. As stated by Finkl (1994), strategies for sand management are becoming increasingly more important as a coastal management tool. Also, the same author suggests that new sand management strategies, based on sound geological principles, must reflect sensitivity to environmental concerns. Rising sea levels, increased shore erosion, decreasing supplies of suitable fill materials (both on-and off-shore) and increasing concerns over environmental impacts associated with coastal protection measures (Finkl, 1994), are some of the reasons for a significant interest in these coastal problems. Along the Venice lagoon barrier islands and adjacent beaches (i.e. Jesolo, Sottomarina, Pellestrina, Isola Verde), 8×106m3 of sand have been extracted and placed for nourishment projects starting from the 1990s. Nowadays the Venice Water Authority (Magistrato alle Acque through its concessionary Consorzio Venezia Nuova, 2006) plans the placement of a total volume of 3 x 106 m3 of sand for beach maintenance, suggesting that critical beach erosion can be mitigated by smaller but more frequent nourishments. Previous re-nourishment projects were carried out through the utilization of sand borrow areas located offshore, at a distance of approximately 20km from the coast, a solution that has high operational costs. An alternative solution may be represented by the use of nearshore sand deposits, located in the proximity of tidal inlets or within the delta front area outside river mouths. Since inlets are the only access pathways between a lagoon and the sea, one of the major problems in terms of navigability is their intrinsic incapacity to maintain a predetermined configuration. Due to the longshore drift, the channel can shift and cause continuous filling of abandoned routes. Moreover, during storms landward pushes can increase the natural rise of the terminal lobe of the ebb delta, enhancing the phenomenon of shoaling at the channel entrance. During the last decades, the practice of ebb-tidal delta mining (Cialone and Stauble, 1998) has been progressively increasing, with the rising demand for suitable beach fill material along barrier islands. Ebb-tidal delta mining gives a new outlook on beach re-equilibrium projects since a large amount of sand, well compatible to native adjacent beaches, is stored by the ebb-tidal delta and easily mined at low cost. Dredging of an inlet opening and channel may also represent a good compromise between navigational needs and the rational use of dredged material. Several potential borrow areas were analysed in the present study, focussing on the evaluation of sand volumes deposited outside tidal inlets and river mouths, as a consequence of existing local hydrodynamic conditions. The coastal area object of the investigation is the northern Adriatic coastal area between the Isonzo and Po rivers, consisting of lagoon-river delta systems fronted by barrier islands and sandbars fed by tidal inlets. New data were collected through bathymetric surveys and sediment sampling and integrated with data from older surveys, thus obtaining a rather complete and uniform catalogue of sand resources. The development of a specific geostatistical procedure was also a main objective of the research, aimed at obtaining reliable results concerning ebb-tidal delta volumes. Considerable changes on the northern Adriatic barrier island systems and associated inlets have occurred over the last century as a result of intense human activity, including construction of permanent structures on both the barriers and the inlets. Those structures are mainly seawalls and groins designed to fix the shoreline and jetties to keep inlets from migrating and to maintain a given channel depth. Both natural and stabilized inlets were investigated, leading to a specific analysis concerning the morphodynamics of stabilized inlets. The present research has been developed through several phases. A detailed analysis of the overall morphology of different nearshore features such as natural and stabilized inlets and river mouths has been conducted, mainly through ESRI ArcGIS™ software, followed by elaborations of predictive numerical relationships concerning inlet parameters (i.e. tidal prism, cross-sectional area and ebb-tidal delta volume). The results obtained were then discussed and compared with analogue relationships elaborated for other environmental settings (i.e. the U.S.A and New Zealand coasts), highlighting the influence of local morphodynamic factors in determining ebb-tidal delta growth along the northern Adriatic coastal area. Methodological analyses concerned a large number of geostatistical tests through ESRI ArcGIS™ Geostatistical Analyst extension, that allowed to obtain a specific procedure for calculating ebb-tidal delta volumes. Finally, with the aim to provide a useful and agile tool for sand resources management, all results were integrated into a GIS geodatabase, named Ebb-delta Geodatabase, which includes the individuated potential sand borrow areas with associated grain size characteristics. The major outcomes of the research are the followings: 1) the seafloor morphologies facing the Piave and Adige river mouths exhibit strong erosional patterns over the last thirty years, possibly as a consequence of a decrease in sediment supply from rivers. Therefore, these areas were not considered suitable sand resources for beach nourishment projects, whereas their morphological evolution testifies that a disequilibrium in sediment supply and deposition is occurring; 2) ebb-tidal deltas represent significant sand sinks along the northern Adriatic coastal area, both the natural and the stabilized ones, with volumes comprised between c.a 270.000m3 and c.a. 10×106m3. 3) the newly-developed semi-authomatic procedure (ADP) provided to be a useful analytical tool for the evaluation of ebb-tidal delta volumes; the development of agile geostatistical procedures allowed the integration and processing of newly collected and older bathymetric and grain size data. Additionally, the study of the morphodynamics of Lido, Chioggia, Malamocco and Buso inlet, provided an analysis of ebb-tidal delta volumes and jetty effects. According to Carr and Kraus (2001) the offshore extent and dimension of the ebb-tidal delta is in great part determined by the magnitude of the tidal prism, the slope of the nearshore shelf, and the ebb-jet confinement caused by jetties. Notwithstanding the limited statistics, the direct proportionality between tidal prism and ebb-tidal delta volumes obtained from the application of the ADP on the bathymetric dataset, as well as the high correlation coefficient, demonstrates that natural or almost natural inlets in the northern Adriatic tend to build ebb-tidal deltas which are strongly influenced by tidal processes. Thus the effects of storm induced wave winnowing and longshore sedimentary drift may be considered uniformly distributed, since scattering in the prism vs. ebb-tidal delta volumes relationship is negligible. The V-P relationship of ebb tidal delta volumes in the northern Adriatic is very similar to that obtained by Hicks and Hume (1996), but significantly different from that found by Walton and Adams (1976) and Marino and Mehta (1987) in the United States. The use of a standardized procedure, as in the case of the geostatistical application here proposed, reduces the subjectivity in the calculation of the ebb-tidal deltavolume which occurs when using the Dean and Walton method (1973). The ADP could also be a useful method for a step-by-step preliminary test on ebb-tidal delta structure determination as in the case of complicated bathymetric frameworks. Equilibrium conditions based on delta volume vs. tidal prism relationships constructed for natural or almost natural northern Adriatic inlets, may be used to infer the hypothetical delta volume also for jettied inlets. During the past, many northern Adriatic inlets were strongly asymmetrical, because of significant longshore transport processes that gave rise to large up-drift coastal offset. Since the 19th Century, owing to great difficulties in navigation through the main channel, some inlets were fixed by jetties. Depending on the jetty length, precisely on the offset between shoreline and jetty apex, the ebb-tidal delta may re-shape or completely erode, and thus begin to re-form offshore, shifting to a distance equal to that of the jetty length. This may cause a delay in ebb-tidal delta formation, since the longshore sediment input is not immediately captured by the inlet system and stored in the ebb delta. In fact, the up-drift beach will accrete until the sediments are able to by-pass the jetty, thus entering in the inlet sedimentary budget. What can be observed is a large variety of new “human-induced” ebb deltas, whose equilibrium volumes may be reached only when a large amount of transported long-shore sediment has been trapped for long time. The “immaturity” status of the new ebb-tidal deltas is a major result, for the case of Lido inlet, the largest in the north Adriatic, where jetties were constructed about one century ago. According to Hansen and Knowles (1988) confinement of the flow by jetty construction has resulted in tidal flow abandonment of the natural main ebb channel, swash platform and marginal flood channels, resulting in effects similar to those observed in natural ebb-tidal delta breaching (Fitzgerald et al., 1978). After jetty construction, sediments were stored in the up-drift area of Punta Sabbioni and caused the accretion of that beach, resulting in a starved status of the ebb-tidal delta potential area. Considering that the present ebb-tidal delta volume accounts for only 10% of the equilibrium hypothetical volume, Lido inlet can be seen as a typical case of immature ebb-tidal delta, which only recently has significantly grown offshore due to the jetty fixation. Some doubts arise from the possibility that the delta volume will increase, owing to the periodic dredging operations that are done for navigational improvement. This practice may lead to a stationary configuration of the ebb tidal delta, that can be tested only through a specific monitoring plan. Additional studies concerning the behaviour of jettied inlets provided similar results in the cases of Malamocco, Chioggia and Buso inlets. Data analysis confirms the limited ebb-tidal delta extension also in these latter cases, and a morphodynamic response comparable to the one observed at Lido. The ebb-tidal delta sediment inventory that was processed through GIS has very high versatility and can associate type of deposits (grain-size, sorting) with its location and volume “excess”. Once the required physical parameters of the material are known for a beach that needs to be re-nourished, a GIS query could identify different potential borrow areas and subsequent actions can be planned. The suitability of a morphological artificial re-shaping may be planned, by mainly using sand from growing areas, i.e. the channel margin linear bar and terminal lobe, as well as the sedimentary surplus from navigational maintenance located inside the outer part of the main ebb channel. In any case, dredging must be limited both in extension and thickness, in order to minimize the already cited effects on wave and sedimentary dynamics. The use of ebb-tidal delta sediment as a source for beach nourishment material has and will be controversial. However, as suggested by Hansen and Work (1999) there is a natural variability to these inlets systems, and if artificial bypassing practices mimic the natural processes by removing a small percent of the delta on an annual basis, there is likely to be minimal adverse impact to adjacent shorelines. Mining the seaward edge of the delta over a large area would maintain the overall geomorphology of the inlet and would reduce the possibility of severely altering nearshore refraction and sediment transport patterns
XX Ciclo
1976

2012/2013
Sotto la superficie del mare il suono svolge un ruolo fondamentale nella vita di molti organismi marini, in quanto fornisce una visuale in tre dimensioni dello spazio circostante il singolo individuo, che si estende spesso ben oltre quello fornito dagli altri sensi. L’introduzione da parte dell’uomo di diverse tipologie di rumori in questo ambiente, quindi, desta sempre maggiori preoccupazioni, poiché qualsiasi cosa alteri la capacità di individuare e analizzare il panorama acustico circostante può interferire negativamente con la comunicazione, il comportamento, la fitness e, in termini generali, con la sopravvivenza delle specie. La posizione strategica occupata dal golfo di Trieste, un bacino di acque relativamente poco profonde situato nel Nord Adriatico, unitamente alle caratteristiche geomorfologiche delle sue coste, fanno sì che qui possano svilupparsi molteplici attività che dipendono fortemente dal mare, come quella mercantile, alieutica e diportistica. Considerata la facilità di propagazione dell’onda sonora nell’acqua e tenendo conto che il rumore non conosce “barriere” giurisdizionali, le specie che vivono in esso saranno inevitabilmente sottoposte a pressioni di diversa portata, sia di tipo diffuso che puntuale. Nonostante la Comunità Europea, grazie alla Direttiva 2008/56/CE (Direttiva Quadro per l’ambiente marino, Marine Strategy Framework Directive, MSFD)cerchi di fornire gli strumenti per far fronte a questa preoccupante problematica che insiste sulle risorse marine, si sa ancora molto poco sulla distribuzione spaziale e temporale del rumore antropico subacqueo, sia nel golfo di Trieste che in Italia. Il presente lavoro di ricerca, svolto in collaborazione con l’Agenzia Regionale per la Protezione dell’Ambiente del Friuli Venezia Giulia (ARPA FVG),si è posto il fine di colmare le lacune conoscitive in tale ambito ed ha voluto dare 1) un quadro dettagliato della distribuzione annuale del rumore antropico subacqueo in tutto il golfo di Trieste, 2) individuare, grazie ad esso, in termini spazio-temporali, eventuali aree di “sofferenza acustica” per la fauna marina normalmente presente nell’area e, infine, 3) valutare, tramite l’utilizzo di un modello di propagazione del rumore, le modalità sito-specifiche di propagazione del rumore, simulando scenari a diverse frequenze e in diverse stagioni dell’anno. A tal fine il rumore ambientale subacqueo è stato registrato mensilmente da gennaio a dicembre 2012 in 12 stazioni collocate in posizioni strategiche nel golfo di Trieste, valutando contemporaneamente anche il numero di navi, imbarcazioni e natanti presenti al momento della registrazione. La perdita in trasmissione del suono e stata calcolata utilizzando la Parabolic Equation, risolta col modello di propagazione acustica Miami Monterey Parabolic Equation(MMPE). I risultati evidenziano un’assenza di variabilità tra il clima acustico estivo e quello invernale, con un’intensità media è pari a 125 dB re 1 µPa e con picchi di massima intensità in prossimità del porto di Trieste e della zona al largo di Lignano; le intensità medie delle bande di 1/3 di ottava centrate sui 63 e 125 Hz, invece, sono sempre inferiori ai 100 dB re 1 µPa. A livello spaziale la zona caratterizzata dai va-lori di minore intensità è posizionata nella parte occidentale del golfo. La frequentazione antropica è in gran parte a carico del naviglio mercantile e dei natanti da diporto di piccole dimensioni. Esaminando l’andamento nella stagione estiva e in quella invernale, non è possibile rilevare differenze significative nelle diverse tipologie considerate, fatto che sembra giustificare l’assenza di variazione stagionale del clima acustico. A livello spaziale, nelle tre zone considerate, sia annualmente che d’inverno, si notano differenze significative solo nel numero delle imbarcazioni da pesca. In generale, le grandi navi sono quelle che danno il maggior apporto al rumore ambientale locale. I Gadidae, Clupeiformes e Sciaenidae, nelle zone orientali e centrali del golfo di Trieste, sono gli organismi sottoposti al maggior superamento, da parte del rumore di fondo, della rispettiva soglia acustica. Le differenze maggiori si riscontrano per lo più tra i 200 ed i 300 Hz circa, dove si colloca la maggior sensibilità uditiva di molte specie. Proprio in questo range di frequenze il modello MMPE indica la minima perdita in propagazione dell’onda sonora, che può raggiungere anche i 20 km di distanza dalla sorgente. Il modello ha permesso di evidenziare, quindi, che nelle vicinanze di forti sorgenti di rumore potrebbero aver luogo reazioni di tipo comportamentale e, che, per avere quadro più esaustivo, sarebbe consigliato monitorare altre frequenze oltre alle 63 e 125 Hz attualmente proposte. I risultati di questa ricerca, prima in Adriatico su scala spazio-temporale così ampia, hanno fornito una dettagliata analisi delle pressioni, dei potenziali impatti predominanti nell’area e delle condizioni di clima acustico in cui versa il golfo di Trieste. Per rispondere alle richieste della MSFD, i valori di intensità rilevati non possono escludere che siano a livelli tali da non avere effetti negativi sull’ambiente marino: possono verificarsi, infatti, effetti di tipo fisiologico-stressorio a livello del singolo organismo, e di interferenza nella comunicazione nelle specie che utilizzano il suono come strumento di trasferimento di informazione intra e interspecifico. Si ritiene che i valori di riferimento proposti in questo lavoro, in un’ottica precauzionale, siano un valido contributo iniziale per la determinazione dello stato ecologico dell’area. L’attuale prosecuzione dell’attività di monitoraggio del rumore sottomarino condotta da ARPA FVG, da affiancare in futuro a sistemi di acquisizione in continuo ed all’analisi di altre componenti del fenomeno acustico, quali il movimento delle particelle, permetterà sicuramente di ampliare, unitamente ad un confronto con le realtà transfrontaliere, le conoscenze sul rumore antropico. Ciò permetterà di regolamentare, anche da un punto di vista giuridico, l’introduzione del suono sotto la superficie del mare e di raggiungere gli obiettivi della MSFD previsti entro il 2020.
Under the sea surface sound plays a vital role for many marine organisms, as it provides a visual three-dimensional space surrounding the individual, which is often extends beyond that provided by other senses. Introduction by humans of different types of noise in this environment, therefore, affects the ability to identify and analyze the landscape surrounding noise may cause harmful interference with communication, behavior, fitness and, in general terms, with the species’ survival. The strategic position of Trieste Gulf, a shallow water coastal zone located inthe Northern Adriatic Sea, together with the geomorphological characteristics of its coasts, can develop a variety of activities that are highly dependent on the sea, like the merchant , fishing and pleasure boating. Given the ease of propagation of the sound wave in the water and taking into account that the noise does not know jurisdictionalbarriers, the species that live in it will inevitably be subjected to pressures of different scales ,both of which diffuse on time. Despite the European Union, thanks to 2008/56/EC Marine Strategy Framework Directive (MSFD ) seeks to provide the tools to cope with this troubling issue that insists on marine resources , is not yet known very little about the spatial and temporal distribution of anthropogenic underwater noise , both in the Gulf of Trieste in Italy. This research work was performed in collaboration with the Regional Agency for Environmental Protection of Friuli Venezia Giulia (ARPA FVG), place the order to fill gaps in knowledge in this area and wanted to give 1 ) a framework detailed annual distribution of background underwater noise in the Gulf of Trieste , 2 ) to identify, thanks to it, in terms of space and time, any areas of suffering acoustic for marine life normally present in the area and, finally,3 ) to assess, through the use of a model of noise propagation, the site-specific mode of propagation of noise, simulating scenarios at different frequencies and in different seasons of the year. Underwater ambient noise was recorded monthly from January to December 2012 at 12 stations placed at strategic locations in the Gulf of Trieste; at the same time total amount of ships, boats and vessels present at the time of registration were counted. Transmission loss was calculated using the Parabolic Equation, solved with the model of acoustic propagation Monterey Miami Parabolic Equation (MMPE). Results show an absence of the noise climate variability between summer and winter, with an average intensity level equals to 125 dB re 1 Pa and a maximum in the vicinity of the port of Trieste and the area off the coast of Lignano; the average intensities of the bands in 1/3 octave band centered on 63 and 125 Hz, however, are always less than 100 dB re 1 Pa. A spatially area characterized by the values of lower intensity is located in the western part of the Gulf. The attendance is largely anthropogenic load of merchant ships and small recreational boat. Looking at the summer and winter trend, it is not possible to detect significant differences in the various types considered, which seems to justify the absence of seasonal variation of the noise climate. In terms of space, in the three areas considered, both annual and winter, significant differences are noted only in the number of fishing vessels. In general, large ships are the ones that make the greatest contribution to local environmental noise. The Gadidae, Clupeiformes and Sciaenidae, in the eastern and central parts of the Gulf of Trieste, are the organisms subjected to the most overrun by the background noise of the respective acoustic threshold. The largest differences are found mostly between about 200 and 300 Hz, where does the greater auditory sensitivity of many species. In this frequency range MMPE model indicates minimal loss in sound propagation, which can reach up to 20 km away from the source. The model has allowed to show, therefore, that in the vicinity of strong noise sources could take place, and behavioral reactions, which, in order to have more complete picture, it would be advisable to monitor other frequencies in addition to the 63 and 125 Hz currently proposed. The results of this research, first in the Adriatic Sea onspatio-temporal scale so large, they have provided a detailed analysis of the pressures, the potential impacts of the conditions prevailing in the area and of the acoustic climate prevailing in the Gulf of Trieste. To meet the requirements of the MSFD, the intensity values measured cannot rule out that they are at levels that do not have adverse effects on the marine environment can occur, in fact, the effects of physiological stressorio - level of the individual organism, and interference in communication in species that use sound as a tool for intra-and interspecies transfer of information. It is believed that the reference values proposed in this work, from a precautionary measure, are a valuable contribution to the initial determination of the ecological status of the area. The current continuation of the monitoring of the underwater noise conducted by ARPA FVG, alongside in future systems of continuous acquisition and analysis of other components of the acoustic phenomenon, such as the movement of particles, will certainly broaden , together with a comparison with the realities of cross border knowledge about man-made noise. This will allow you to regulate, even from a legal point of view, the introduction of sound in the sea surface and to achieve the objectives of the MSFD expected by 2020.
XXVI Ciclo
1978

2005/2006
Il presente lavoro di dottorato ha avuto come obiettivo l'identificazione e l'interpretazione di situazioni di riferimento e di relazioni tra caratteristiche abiotiche e caratteristiche biotiche in ambienti marini costieri, attraverso l'uso di metodi multivariati tradizionali e di metodi basati sulle reti neurali per la classificazione, l'analisi di gradiente e la modellazione di dati ambientali. Il crescente interesse per gli ambienti marini e in particolare per le aree costiere nasce dall'importanza che tali aree hanno per la vita dell'uomo, e dalla considerazione che esse sono soggette a molteplici impatti antropici che interagiscono con le grandi eterogeneità  e variabilità intrinseche degli agenti forzanti naturali degli ambienti costieri. In particolare le aree costiere sono interessate da elevata densità  abitativa, sono sede di attività  portuali ed industriali, di attività  di pesca ed acquacoltura e di attività  turistiche. Le esigenze contrastanti di tali attività  devono inoltre permettere una fruizione senza rischi delle aree marine costiere per attività  di diporto e di tempo libero, e spesso tutto ciò è in contrasto con le esigenze di conservazione del loro valore naturalistico, paesaggistico, storico ed artistico. Per una corretta implementazione di politiche di conservazione biologica, gestione e recupero ambientale è dunque necessaria l'identificazione di situazioni di riferimento, e la descrizione della loro evoluzione nel tempo e nello spazio, contro di cui confrontare la situazione attuale o gli obiettivi di ripristino posti dalla legislazione. L'importanza di tale obiettivo è riconosciuta nell'ambito scientifico internazionale e recepita da recenti disposizioni legislative. In particolare la direttiva europea 2000/60/CE prevede che siano effettuate analisi delle caratteristiche dei diversi corpi d'acqua e che siano definite delle condizioni di riferimento tipiche specifiche per ognuno di essi. Gli elementi da considerare per le acque costiere e le acque di transizione per raggiungere tali obiettivi includono la composizione e le abbondanze delle popolazioni planctoniche e bentoniche, i parametri chimico-fisici e le condizioni morfologiche. Nel presente lavoro di ricerca sono stati analizzati dataset riferiti ad ambienti costieri e di transizione dell'Adriatico settentrionale. Secondo la disponibilità  di dati, tali dataset contenevano variabili chimico-fisiche (p.es. temperatura, salinità, nutrienti), morfologiche (p.es. profondità), idrodinamiche (p.es. tempi di residenza) e biologiche (p.es. abbondanze planctoniche, ricoprimenti bentonici). L'obiettivo delle analisi sui dataset di parametri chimico-fisici è consistito nell'identificazione di masse d'acqua omogenee, che consiste nell'individuazione del numero delle masse d'acqua, nella descrizione delle loro caratteristiche in funzione delle variabili utilizzate, nella derivazione di una loro evoluzione spazio-temporale tipica, e nell'interpretazione della loro dinamica in funzione di fenomeni e forzanti noti. A tal fine sono stati utilizzati soprattutto metodi multivariati di ordinamento e clusterizzazione, quali k-means, Self-Organizing Map, fuzzy k-means. L'obiettivo dell'analisi su dati biologici era l'identificazione e la descrizione di biocenosi caratteristiche di una certa area e momento. I dati biologici erano riferiti ad organismi appartenenti ad un unico comparto trofico (p.es. autotrofi), oppure ad organismi di comparti trofici diversi. In generale, si è cercato di caratterizzare ogni biocenosi attraverso l'individuazione delle specie caratteristiche, cioè quelle che indicano il verificarsi di determinate condizioni ambientali, e delle specie dominanti, cioè quelle che maggiormente contribuiscono ai flussi di materia ed energia in ogni biocenosi. Un ulteriore obiettivo è stata la ricerca di relazioni tra biocenosi e variabili chimicofisiche e spazio-temporali, e l'interpretazione di tali relazioni secondo plausibili modelli causali. Per questi fini sono stati utilizzati metodi di analisi di gradiente indiretta (clusterizzazione e ricerca relazioni con variabili), metodi di analisi di gradiente diretta (Redundancy Analysis, Canonical Correspondence Analysis) e metodi di predizione (Backpropagation Neural Network). Il lavoro si è quindi articolato in diverse fasi nel corso delle quali sono stati considerati aree e metodologie diverse in funzione della disponibilità ed accessibilità  di dati storici o attuali. Per analizzare dataset molto diversi tra loro è stato necessario l'utilizzo e la messa a punto di strumenti avanzati di analisi e modellamento dei dati e di presentazione dei risultati. I problemi più frequentemente incontrati erano legati alla tipologia dei dataset disponibili, quasi mai costruiti con lo scopo di testare un'ipotesi precisa, ma risultanti piuttosto da fusioni a posteriori di insiemi di dati raccolti nel corso di progetti diversi, con finalità , metodologie e disegni sperimentali differenti. Molte volte i dati sono stati raccolti con una copertura insufficiente nella dimensione spaziale o temporale, che ha reso quindi difficoltosa l'applicazione di metodi statistici rigorosi e la generalizzazione dei risultati nel dominio del tempo e dello spazio. In fase di pretrattamento è stato sovente necessario ricorrere a procedure di trasformazione e di aggregazione dei dati, e di codifica di alcuni parametri in variabili qualitative. Le variabili biologiche hanno presentato ulteriori problemi data la stocasticità  dei fenomeni biologici, l'incertezza nella determinazione di alcune specie e la conseguente eterogeneità e complessità dei dataset. La scelta della metrica opportuna è stata quindi un passo necessario in tutte le analisi su dati biologici. In particolare gli studi effettuati nel lavoro di dottorato ed esposti nella presente tesi sono i seguenti: studio sulle masse d'acqua del golfo di Trieste e della laguna di Venezia in base ai parametri chimico-fisici; studio su 10 anni di popolazioni fitoplanctoniche lungo la fascia costiera del Veneto e su 30 anni di campionamenti di popolazioni fito e zooplanctoniche nella laguna di Venezia; studio sulle comunità  planctoniche multitrofiche nella laguna di Venezia; studio sulle comunità  fito e zoobentoniche nella laguna di Venezia.

Tese de Doutoramento, Ecologia, Especialidade de Ecofisiologia, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2007
Ruditapes philippinarum e Chamelea gallinasão duas espécies de bivalves comuns na infauna dos sedimentos arenosos e areno-vasosos da zona Norte do Mar Adriático, mas adaptados a diferentes ambientes, ocorrendo a primeira espécie na lagoa de Veneza e a segunda, na zona costeira. Ambas as espécies constituem recursos económicos importantes para as pescas nessa área geográfica, consequentemente sendo alvos de pesca intensiva. Com o objectivo de caracterizar as respostas fisiológicas básicas de C. gallinae R. philippinarum, na primeira parte deste trabalho efectuaram-se várias determinações de parâmetros da fisiologia e bioquímica das espécies em estudo. As medições dos parâmetros fisiológicos efectuados em R. philippinarumde um modo geral não evidenciaram uma variação estacional típica, confirmando a tolerância elevada da espécie face às alterações das condições ambientais. A taxa de filtração de C. gallinaaumentou ligeiramente com o aumento da temperatura da água e com valores mais constantes da taxa de respiração. Na segunda parte do estudo, analisaram-se os efeitos de curto-prazo e longo-prazo resultantes do stress causado pela actividade da pesca, para as duas espécies. Os parâmetros fisiológicos medidos em R. philippinarumevidenciaram o melhor estado dos bivalves usados no controlo e encontraram-se também diferenças entre os níveis de carbohidratos e glicogénio entre bivalves da zona pescada e não pescada. Relativamente a C. gallina, as taxas fisiológicas e a sobrevivência ao ar foram aparentemente mais influenciadas pelo impacto da draga hidráulica: a filtração e crescimento potencial evidenciaram uma tendência para valores menores à medida que o stress mecânico aumentou nos dois locais. Por último, verificou-se que a pressão da água e a triagem mecânica aumentaram significativamente os danos nas conchas de C. gallina, que atingem os valores mais elevados verificados nas pescas comerciais com dragas.
Ruditapes philippinarum and Chamelea gallina are infaunal bivalves widespread in sandy and sandy-silty bottoms along the Northern Adriatic Sea but adapted to different environments, the former being distributed in the Lagoon of Venice, the latter along the marine coastline. Bothspecies represent important economic resources for fisheries in this area, consequently suffering intense fishing pressure. With the aim of characterising the basic physiological responses of C. gallina and R. philippinarum, in the first part of the present study a series of physiological determinations and biochemical measurements have been performed. Physiological measurements on R. philippinarum generally did not show clear seasonal trends, thus confirming the great tolerance of this species to changing environmental conditions. C. gallina exhibited slight increase in clearance rate at the highest water temperature and more constant values in respiration rate. In the second part of the research, possible fishing-induced stress experienced by the two clam species has been studied in terms of both short- and long-term effects. Physiological parameters detected on R. philippinarumgenerally highlighted the better state of health of the control organisms, and some differences have been recorded also comparingtotal carbohydrates and glycogen in samples from fishing and non-fishing area. As for C. gallina, physiological rates and survival in air test seemed to be more influenced by the impact of the hydraulic dredging: clearance and scope for growth generally showed decreasing trends as mechanical stress increased in both sampling sites. Lastly, the water pressure and the mechanised sorting significantly increased the shell damage on C. gallina specimens, the highest levels always being observed in commercially dredged clams.