Biodiversità. In teoria e in pratica

con un’appendice di statistica applicata allo studio della biodiversità

e il manuale del software EstimateS in italiano

di Roberto Cazzolla Gatti

I edizione: ottobre 2014 – Libreria Universitaria Edizioni – 358 pagine – €18,50

Questo manuale universitario vuole essere il primo testo in italiano pensato per gli studenti dei corsi di Biologia, Scienze naturali, forestali e ambientali. Il libro rappresenta un utile strumento per la didattica dei professori delle discipline che si occupano di diversità biologica (ad esempio, un ottimo supporto per i corsi di ecologia, di geologia, di botanica, di zoologia, etc.) e, allo stesso tempo, un compagno indispensabile per i ricercatori che studiano la biodiversità.

L’approccio utilizzato abbraccia una visione evolutiva della biodiversità e introduce spunti teorici e pratici che possano aiutare a condurre studi rigorosi, che non omettano la componente evoluzionistica nell’analisi di un elemento altamente ecologico.

Il libro è formato da due parti: teoria e pratica.

La prima, composta da 5 capitoli, affronta le teorie (presentando un excursus che parte dalle prime idee avanzate sino alle più recenti ipotesi) che tentano di spiegare il come, il dove e il perché della biodiversità sulla Terra.

La seconda parte, costituita da 7 capitoli, si concentra sulla pratica nello studio della biodiversità e ha lo scopo di fornire agli studenti e ai ricercatori gli strumenti indispensabili, e spiegati in maniera chiara con numerosi esempi concreti, per condurre analisi rigorose e dettagliate, che possano districare gli infiniti nodi che di volta in volta si presentano quando si tenta di far luce sulla complessità degli esseri viventi che formano gli ecosistemi.

Il testo ha in appendice due allegati che i lettori troveranno certamente utili, poiché si tratta della prima versione in italiano del manuale di istruzioni del software gratuito (tra i più adoperati nell’ambito accademico) per il calcolo degli indici, EstimateS, e delle nozioni di statistica applicata, fondamentali per intraprendere ricerche sulla diversità biologica (vengono illustrati i concetti statistici di base, le tecniche parametriche e non parametriche, come valutare l’efficienza di campionamento e la significatività, la correlazione, la regressione e l’analisi della varianza, ANOVA).

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Sommario

Prefazione
Introduzione
PARTE I – Biodiversità in teoria
Capitolo 1 – Che cos’è la biodiversità
1.1 Che cos’è la rete della vita
1.2 La biodiversità è autocatalitica
1.3 Conservare qualcosa che muta costantemente
Capitolo 2 – Come si è evoluta ed evolve la biodiversità
2.1 L’effetto della competizione intraspecifica
2.2 La competizione interspecifica e la lotta tra le specie
2.3 È proprio necessaria la neutralità delle nicchie delle specie per spiegare la biodiversità?
2.4 Quanto sono importanti predatori e parassiti per l’evoluzione della biodiversità
2.5 Un nuovo approccio: come spiegare gli attuali livelli di biodiversità e la coesistenza delle specie?
2.6 L’evoluzione della biodiversità in microscala: l’importanza dell’evitamento della competizione e dei meccanismi di cooperazione
2.7 Processi evolutivi ed ecologici per spiegare la biodiversità
2.8 L’evoluzione della biodiversità: un breve excursus concettuale
2.8.1 Le strategie evolutivamente stabili
2.8.2 Diversi tipi di speciazione
Capitolo 3 – Come si struttura la biodiversità
3.1 Come la biodiversità gestisce le risorse
3.2 Come la biodiversità gestisce la sua diversità
3.3 La biodiversità è autopoietica e autocatalitica
Capitolo 4 – Come si distribuisce la biodiversità sulla Terra
4.1 Processi biogeografici che influenzano la biodiversità in macroscala
4.1.1 Vicarianza, dispersione e gradienti
4.1.2 Ipotesi e Teorie
4.2 La biodiversità è un cavolfiore sotto il sole
4.3 La distribuzione della biodiversità in microscala
4.4 Il ruolo dei disturbi nella distribuzione della biodiversità
Capitolo 5 – Perché è importante la biodiversità e quali sono le cause del suo declino
5.1 Come gli impatti antropogenici influenzano la biodiversità
5.2 È necessario gestire gli ecosistemi naturali per garantirne la biodiversità?
5.3 Piccoli vizi, grandi impatti: il caso dell’olio di palma
5.4 L’impatto della crescita economica sulla biodiversità
5.5 Come gli impatti antropogenici influenzano la biodiversità
PARTE II – Biodiversità in pratica
Capitolo 6 – Analizzare e misurare la biodiversità
6.1 Lo sforzo di campionamento
6.2 Come campionare
6.3 Come campionare la diversità
6.4 Come comparare le comunità sulla base dei campioni
6.5 Come presentare i dati di biodiversità
Capitolo 7 – Tecniche per il monitoraggio e il campionamento della biodiversità
7.1 Selezione delle aree di campionamento
7.2 Metodi per il campionamento dei vertebrati terrestri
7.3 Metodi per il campionamento dei vertebrati acquatici
7.4 Metodi per il campionamento degli invertebrati
7.5 Metodi per il campionamento delle piante vascolari
7.6 Metodi per il campionamento dei funghi, dei muschi e dei licheni
7.7 La tecnica del bio-blitz
Capitolo 8 – α-diversità
8.1 La ricchezza di specie
8.2 La diversità di specie
8.3 L’omogeneità
Capitolo 9 – β-diversità
9.1 Indici di β-diversità nello spazio
9.1.1 Indici di differenza nell’α-diversità
9.1.2 Indici di complementarietà e similarità
9.1.3 Stima del numero reale di specie condivise e implicazioni del fattore scala
9.1.4 Confronto fra due campioni
9.1 Indici di β-diversità nel tempo
Capitolo 10 – Distribuzione e densità della biodiversità
10.1 Dominanza e rarità delle specie
10.2 Distribuzioni specie-abbondanza
10.3 Curve di accumulazione e rarefazione
Capitolo 11 – Confronti e valutazioni degli interventi ambientali sulla biodiversità
11.1 Studi comparativi di biodiversità
11.1.1 Consigli generali prima di affrontare una comparazione
11.1.2 Come confrontare le comunità
11.2 Valutazione degli impatti antropogenici sulla biodiversità
11.2.1 Cosa si intende per disturbo e quali sono le fonti
11.2.2 Come misurare gli effetti dei disturbi sulla biodiversità
11.2.2.1 Metodi basati sulle misure univariate
11.2.2.2 Metodi basati sulle distribuzioni specie-abbondanza
11.2.2.3 Metodi basati sulle misure multivariate
Capitolo 12 – Misure alternative e qualitative di biodiversità
12.1 Diversità funzionale
12.1.1 Indici di diversità funzionale e dei caratteri
12.1.2 Come individuare i caratteri dei taxa
12.1.3 Consigli generali
12.2 Diversità tassonomica e filogenetica
12.3 Misure qualitative di biodiversità
12.3.1 Obiettivi e precauzioni della ricerca qualitativa
12.3.2 Come condurre una ricerca qualitativa sulla biodiversità, in pratica
Allegato 1 – Manuale d’uso del software EstimateS
A1.1 Preparare un file di Dati di Input per Estimate S
A1.2 5 diversi formati di Input Data
A1.3 Avvio e utilizzo di Estimate S
A1.4 Selezionare le opzioni e avviare il software per le stime della Diversità (α-diversità)
A1.5 Selezionare le opzioni e avviare il software per le stime delle Specie condivise (o in comune, β-diversità)
A1.6 Note conclusive
Allegato 2 – Nozioni di statistica applicata allo studio della biodiversità
A2.1 Media, mediana e moda
A2.2 La curva di distribuzione normale
A2.3 Deviazione standard, varianza ed errore standard
A2.4 Trasformazione dei dati e assegnazione dei ranghi
A2.5 Test del chi-quadro per verificare l’associazione tra frequenze osservate e campioni (“efficienza della tecnica di campionamento”)
A2.6 Test parametrici (confronto tra medie)
A2.7 Test non-parametrici (confronto tra mediane)
A2.8 Correlazione e analisi di regressione
A2.9 Analisi della varianza ANOVA