Un incremento delle temperature nei torrenti e fiumi alpini, in risposta alle elevate temperature dell’aria, mette a repentaglio le specie fluviali più delicate, soprattutto i salmonidi. Si riporta qui il caso del Serio, fiume bergamasco studiato dal personale del Climate-Lab del Politecnico di Milano in collaborazione con l’Università degli Studi Milano-Bicocca.

Nei fiumi e nei torrenti montani, gli ecosistemi sono potenzialmente soggetti a rischi in risposta ai cambiamenti climatici.

Da un lato, la potenziale variazione dei deflussi in alveo, in risposta alle variazioni climatiche, può contribuire a modificare la qualità degli habitat fluviali.

Dall’altro, il probabile aumento delle temperature potrebbe condurre a regimi idro-termici non sostenibili per la fauna ittica ed in generale per tutti gli organismi acquatici.

Alcuni studi recenti hanno indagato gli effetti che la temperatura dell’acqua può avere sugli organismi acquatici, sullo sviluppo embrionale, sulla capacità di nutrirsi, di crescere e di vivere.

Da un lato, i limiti di temperatura regolano la sopravvivenza e distribuzione delle specie. Gli individui di ogni specie ittica sopravvivono entro un range di temperatura, delimitato da soglie superiori ed inferiori. Tali limiti non sono in genere definiti da una temperatura fissa, ma da una temperatura di acclimatamento dipendente dalle condizioni locali. Tuttavia, valori superiori ai 20 °C sono in genere da considerare critici.

Dall’altro lato, malattie specifiche possono essere collegate alle alte temperature. Nelle Alpi europee si sta diffondendo rapidamente la malattia proliferativa renale, meglio conosciuta come PKD (Proliferative Kidney Disease). Innescata da parassiti presenti nei macro-invertebrati acquatici predati dai Salmonidi, viene considerata una delle più serie e dannose patologie dei Salmonidi stessi, in Europa e Nord America. Si tratta di una malattia sistemica ad andamento stagionale, caratterizzata da un anomalo ingrossamento del rene e della milza, spesso mortale per il pesce.

Molti studi evidenziano un legame tra lo sviluppo della malattia e la temperatura dell’acqua, notando condizioni peggiori all’aumentare di quest’ultima. Lunghi periodi che superano la soglia dei 15 °C, considerata critica, possono portare allo sviluppo della malattia, altrimenti latente.

La temperatura dell’acqua rappresenta dunque un’importante condizione per la vita degli ecosistemi fluviali. Perciò è importante valutarne le variazioni termiche in risposta a variazioni climatiche, per comprenderne lo stato di salute, evidenziare aree potenzialmente critiche, e ipotizzare strategie di adattamento.

Il fiume Serio.

Si riportano qui i risultati di uno studio recente durato due anni, condotto in collaborazione tra il Politecnico di Milano e l’Università di Milano Bicocca, sul fiume Serio (figura 1 qui sopra, tratto montano; foto di Daniele Bocchiola, giugno 2014).

Lo studio aveva fra i suoi scopi specifici:

1) Raccogliere dati di campo di temperature atmosferiche ed idriche e di entità dei deflussi in alveo, per due torrenti, Goglio e Sanguigno, affluenti del fiume Serio, e per alcune sezioni del fiume Serio nella parte montana (sezione di chiusura del bacino a Ponte Cene, Figura 2).

2) Adattare un modello di letteratura atto a simulare le temperature fluviali in funzione delle temperature atmosferiche e delle portate liquide (Figura 3).

3) Valutare l’effetto atteso delle temperature sugli ecosistemi fluviali, in particolare sulla trota fario (Salmo Trutta Fario), una specie di pregio e delicata poiché sensibile alle elevate temperature, in particole rispetto al potenziale sviluppo di PKD (Figura 4a).

4) Proiettare l’evoluzione delle temperature fluviali in questo secolo, in risposta agli scenari di riscaldamento forniti dai dati citati nei rapporti IPCC (sono stati presi in considerazione tre modelli GCMs, General Circulation Models, cioè i modelli climatici a scala globale – EC-Earth, CCSM4, ed ECHAM6 – e tre RCP, Representative Concentration Pathways – 2.6, 4.5, e 8.5), per evidenziare zone di potenziale accresciuta criticità (Figura 4b,c).

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Figura 2. a) Fiume Serio, tratto montano. Misure condotte. Temperatura dell’aria e dell’acqua, forma delle sezioni fluviali, scabrezza e tipologia di substrato in alveo (massi, ciottoli, ghiaia, sabbia, etc.). b) Misure di campo condotte sul torrente Sanguigno (1400 m s.l.m.), Maggio 2017. Foto di Andrea Soncini.

Figura 3. Validazione del modello delle temperature (medie orarie) idriche nella valle Sanguigno (a circa 1400 m s.l.m.), estate 2017. Temperature dell’acqua modellate (in azzurro) e osservate (in rosso). Temperature dell’aria in verde.

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Figura 4. Asta del fiume Serio. Sovrapposta al percorso dell’asta fluviale principale, viene riportata la percentuale Perc di giorni nell’anno con superamento della soglia critica per l’innesco della malattia proliferativa renale PKD (T acqua ≥ 15 °C). Si è operata una suddivisione in 4 fasce, da buona (Perc < 10%), a critica (Perc > 30%). a) Periodo di riferimento, 1990-2000. b) Periodo 2050-2060, RCP 8.5. Media dei tre GCM. c) Periodo 2090-2100, RCP 8.5. Media dei tre GCM.

Risultati: fa(rà) caldo sul Serio

In Figura 3 si mostrano le temperature dell’acqua nel fiume (medie orarie) misurate e modellate in val Sanguigno (a circa 1400 m s.l.m.) nell’estate del 2017. Come si vede, l’andamento delle temperature dell’acqua misurata segue, con lieve ritardo, quello delle temperature dell’aria, come è logico aspettarsi, con valori lievemente inferiori, soprattutto nei periodi più caldi (d’estate). A fine luglio, in corrispondenza dei picchi massimi di temperatura dell’aria (fino a circa 22 °C), la temperatura dell’acqua raggiunge e supera i 15 °C considerati come soglia critica per la PKD.

Il modello idro-termico qui implementato, i cui risultati sono riportati anch’essi in Figura 3, mostra una buona capacità di riprodurre l’andamento delle temperature idriche. Le variabili che la influenzano sono di fatto la temperatura dell’aria e l’entità dei deflussi in alveo. Portate e velocità maggiori implicano ovviamente temperature meno alte: la disponibilità di acqua influisce quindi anch’essa sulla temperatura e, in definitiva, sul comfort idrico.

Utilizzando il modello termico, insieme ad un modello idrologico a scala di bacino adattato alle aree montane, si è potuta estendere la modellazione all’intero bacino fluviale del Serio, che nella parte montana ospita la trota fario. Tramite misure spot di temperatura dell’acqua lungo l’asta fluviale (Figura 1: stazioni in rosso e verde), il modello è stato validato, mostrando buoni risultati.

In Figura 4 si riporta la valutazione del potenziale per lo sviluppo della malattia PKD. Sono stati considerati l’asta fluviale principale del Serio, e il numero di giorni in cui la temperatura media (calcolata) dell’acqua risulta inferiore al valore di 15 °C, soglia critica per l’innesco della PKD. La qualità dell’habitat termico è stata ripartita in 4 fasce, diversificate per la percentuale di giorni dell’anno Perc in cui la soglia critica viene superata. Tali fasce vanno da buona (Perc < 10%), a critica (Perc > 30%), da noi definite in maniera semplificata, sulla base di un’analisi della letteratura.

La Figura 4a mostra il calcolo lungo l’asta del Serio per il periodo 1990-2000, ottenuto usando dati storici di temperature dell’aria e deflussi fluviali in punti noti. Il modello idro-termico permette poi di calcolare le portate e temperature fluviali in qualunque sezione di interesse lungo l’asta del fiume, consentendo di produrre i risultati nella forma grafica proposta.

Per il clima presente si osserva, di fatto, uno stato variabile tra sufficiente (Perc > 20%) e buono per l’intera asta fluviale.

Le Figure 4b,c mostrano le proiezioni dello scenario RCP 8.5 (secondo cui le emissioni di gas serra continueranno ad aumentare per tutto il secolo, considerato lo scenario più critico) e riportano la media del valore di Perc ottenuta con i tre diversi GCM.: la Figura 4b per il periodo 2050-2060 e la Figura 4c per il periodo 2090-2100.

Già a metà secolo, la temperatura dell’acqua è destinata ad aumentare, tanto che la parte bassa del fiume (circa fino a Cene, 390 m s.l.m.) mostrerà valori di 20% < Perc < 30%, con qualità termica scarsa e sicuramente critici in termini di potenziale sviluppo del PKD.

A fine secolo, la situazione peggiora notevolmente, con qualità pessima nel tratto inferiore (fino a 400 m s.l.m. circa), qualità scarsa fino a quote ragguardevoli (circa 700 m s.l.m., a Gromo) e ampi tratti con qualità appena sufficiente anche a quote più elevate (900-1000 m s.l.m.).

Sulla base degli studi qui brevemente illustrati, si può concludere che anche per il fiume Serio:

1) il riscaldamento globale atteso per il XXI secolo porterà anche a variazioni rilevanti delle temperature nei corpi idrici, con impatti notevoli sugli ecosistemi fluviali;

2) le accresciute temperature potrebbero portare a maggiore incidenza di malattie ed infezioni, quali il PKD qui studiato.

3) periodi di elevate temperature sono comunque deleteri per le specie ittiche poiché periodi anche brevi (6-7 giorni) di esposizione a temperature critiche (T acqua ≥ 20 °C) possono portare alla morte degli individui.

Ci sembrano aspetti da tenere in considerazione per pianificare azioni di adattamento, nell’ambito della gestione sostenibile della risorsa idrica.

Testo di:

Daniele Bocchiola. Contributi di Claudio Cassardo, Sylvie Coyaud, Stefano Caserini.