The escosystem approach supported by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD; Reg. EU 56/2008) to achieve the good environmental state, defines 11 descriptors including “Sea-floor Integrity” (D6). Trawl fishing activities are considered one of the main causes of anthropogenic disturbance and habitat alteration in the marine environment. In order to evaluate the trawling impact on benthic communities and define the changes of structure of seabed habitat, a series of indicators were developed and implemented in different studies. Their application seems to be very important for those areas that are overexploited by fishing, like the northern and central part of the Adriatic Sea (GSA17). In this thesis project, three complementary approaches were selected from the literature and applied to the Adriatic Sea contest, in order to evaluate the impact of trawling on epi-benthic communities. The first approach defines and compares 9 different indices, two of them are based on the biomass and the abundance of species, three are diversity indices (Shannon, Margalef e Eveness), and the last four are based on multiple biological traits of selected species as a measure of their relative sensibility to trawling (TDI, mTDI, pTDI, mT). The second approach, recently developed for Cantabrian Sea in Spain, defines a new sensitivity index (BESITO) and implements a statistical model, with the goal of estimating the relative biomass of each group at different levels of fishing efforts, also considering environmental variables. The last analysis consists in the application of the RBS model, which defines the state of benthos community based on the ratio between the observed biomass and the carry capacity of habitat. The estimation of RBS considers the mean longevity of species as factor correlated with the recovery rate of a community after trawling. The results of the analysis show that the fishing effort caused an alteration of the structure and the composition of epi-benthic community in the Adriatic Sea, with the higher consequences on more long-lived and sensitive species. All the approaches assessed highlight the importance of trawling’s impacts on benthic communities, which are influenced by the habitat type and others environmental parameters like the depth and the latitude. Therefore, the application of quantitative indices, based on different biological traits, was found to be a useful tool in order to assess the impact of trawling on benthic communities, and it also underlines the need to adopt correct management measures to achieve the good environmental state.

L’approccio ecosistemico promosso dalla Direttiva Quadro Strategia per l’Ambiente Marino (MSFD; Reg. EU 56/2008) per il raggiungimento del buono stato ambientale, considera una serie di descrittori tra i quali l’integrità del fondale marino (Descrittore 6). In questo ambito, la pesca a strascico demersale costituisce la principale fonte antropica di disturbo fisico degli habitat bentonici. Questo aspetto viene valutato mediante una serie di indicatori e modelli che sono stati sviluppati per rappresentare i cambiamenti nella struttura degli habitat di fondo a seguito del disturbo della pesca. L’applicazione di tali strumenti, tuttora in fase di consolidamento, appare essere particolarmente rilevante nel contesto di aree intensamente disturbate come l’Adriatico centro-settentrionale (GSA17), considerato tra i bacini più sfruttati del Mediterraneo. Nello specifico del progetto di tesi sono stati selezionati dalla letteratura e applicati al caso studio dell’Adriatico tre approcci complementari per la valutazione degli impatti della pesca a strascico demersale sulle comunità epi-bentoniche. Un primo approccio ha previsto il calcolo e il successivo confronto di 9 diversi indici, di cui 2 basati su biomassa e abbondanza delle specie presenti, 3 indici di diversità (Shannon, Margalef e Eveness) e 4 che si basano su molteplici tratti biologici delle specie selezionati per descriverne la relativa sensibilità al disturbo esercitato dalla pesca (TDI, mTDI, pTDI, mT). Il secondo approccio, recentemente sviluppato per il Mar Cantabrico in Spagna, definisce un ulteriore indice di sensibilità (BESITO) e prevede l’implementazione di un modello che stima la risposta della biomassa di gruppi di specie dell’epifauna aventi diversa sensibilità, rispetto alla pressione di pesca e ad altri parametri ambientali. L’ultima analisi ha previsto l’applicazione del modello RBS (Relative Benthos State) che definisce lo stato della comunità bentonica sulla base del rapporto tra la biomassa e la capacità portante dell’habitat. Per la stima di tale indice si considera la longevità media delle comunità come fattore correlato alla capacità di recupero della comunità stessa in seguito al disturbo della pesca. L’analisi ha permesso di evidenziare come la pressione di pesca determini un’alterazione della composizione e struttura della comunità epi-bentonica dell’Alto Adriatico, con effetti più marcati su specie caratterizzate da tratti correlati ad una maggiore sensibilità e longevità. I risultati ottenuti con i diversi approcci concordano nell’indicare l’importanza degli effetti del disturbo della pesca sulle comunità epibentoniche, effetti che appaiono essere influenzati anche dalla tipologia di habitat e da fattori ambientali quali la profondità e la latitudine. L’utilizzo di indici applicati, che considerano le caratteristiche biologiche specie-specifiche, è risultato quindi essere un valido strumento quantitativo per valutare lo stato delle comunità bentoniche e la loro possibile risposta al variare dello sforzo di pesca, evidenziando la necessità di misure gestionali atte al raggiungimento del buono stato ambientale.

Applicazione e confronto di indici per la valutazione degli impatti della pesca a strascico demersale sulle comunità epi-bentoniche dell’Adriatico

RIVA, GIADA
2021/2022

Abstract

The escosystem approach supported by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD; Reg. EU 56/2008) to achieve the good environmental state, defines 11 descriptors including “Sea-floor Integrity” (D6). Trawl fishing activities are considered one of the main causes of anthropogenic disturbance and habitat alteration in the marine environment. In order to evaluate the trawling impact on benthic communities and define the changes of structure of seabed habitat, a series of indicators were developed and implemented in different studies. Their application seems to be very important for those areas that are overexploited by fishing, like the northern and central part of the Adriatic Sea (GSA17). In this thesis project, three complementary approaches were selected from the literature and applied to the Adriatic Sea contest, in order to evaluate the impact of trawling on epi-benthic communities. The first approach defines and compares 9 different indices, two of them are based on the biomass and the abundance of species, three are diversity indices (Shannon, Margalef e Eveness), and the last four are based on multiple biological traits of selected species as a measure of their relative sensibility to trawling (TDI, mTDI, pTDI, mT). The second approach, recently developed for Cantabrian Sea in Spain, defines a new sensitivity index (BESITO) and implements a statistical model, with the goal of estimating the relative biomass of each group at different levels of fishing efforts, also considering environmental variables. The last analysis consists in the application of the RBS model, which defines the state of benthos community based on the ratio between the observed biomass and the carry capacity of habitat. The estimation of RBS considers the mean longevity of species as factor correlated with the recovery rate of a community after trawling. The results of the analysis show that the fishing effort caused an alteration of the structure and the composition of epi-benthic community in the Adriatic Sea, with the higher consequences on more long-lived and sensitive species. All the approaches assessed highlight the importance of trawling’s impacts on benthic communities, which are influenced by the habitat type and others environmental parameters like the depth and the latitude. Therefore, the application of quantitative indices, based on different biological traits, was found to be a useful tool in order to assess the impact of trawling on benthic communities, and it also underlines the need to adopt correct management measures to achieve the good environmental state.
2021
Application and comparison of indices for assessing the impact of trawling on benthic communities in the Adriatic Sea
L’approccio ecosistemico promosso dalla Direttiva Quadro Strategia per l’Ambiente Marino (MSFD; Reg. EU 56/2008) per il raggiungimento del buono stato ambientale, considera una serie di descrittori tra i quali l’integrità del fondale marino (Descrittore 6). In questo ambito, la pesca a strascico demersale costituisce la principale fonte antropica di disturbo fisico degli habitat bentonici. Questo aspetto viene valutato mediante una serie di indicatori e modelli che sono stati sviluppati per rappresentare i cambiamenti nella struttura degli habitat di fondo a seguito del disturbo della pesca. L’applicazione di tali strumenti, tuttora in fase di consolidamento, appare essere particolarmente rilevante nel contesto di aree intensamente disturbate come l’Adriatico centro-settentrionale (GSA17), considerato tra i bacini più sfruttati del Mediterraneo. Nello specifico del progetto di tesi sono stati selezionati dalla letteratura e applicati al caso studio dell’Adriatico tre approcci complementari per la valutazione degli impatti della pesca a strascico demersale sulle comunità epi-bentoniche. Un primo approccio ha previsto il calcolo e il successivo confronto di 9 diversi indici, di cui 2 basati su biomassa e abbondanza delle specie presenti, 3 indici di diversità (Shannon, Margalef e Eveness) e 4 che si basano su molteplici tratti biologici delle specie selezionati per descriverne la relativa sensibilità al disturbo esercitato dalla pesca (TDI, mTDI, pTDI, mT). Il secondo approccio, recentemente sviluppato per il Mar Cantabrico in Spagna, definisce un ulteriore indice di sensibilità (BESITO) e prevede l’implementazione di un modello che stima la risposta della biomassa di gruppi di specie dell’epifauna aventi diversa sensibilità, rispetto alla pressione di pesca e ad altri parametri ambientali. L’ultima analisi ha previsto l’applicazione del modello RBS (Relative Benthos State) che definisce lo stato della comunità bentonica sulla base del rapporto tra la biomassa e la capacità portante dell’habitat. Per la stima di tale indice si considera la longevità media delle comunità come fattore correlato alla capacità di recupero della comunità stessa in seguito al disturbo della pesca. L’analisi ha permesso di evidenziare come la pressione di pesca determini un’alterazione della composizione e struttura della comunità epi-bentonica dell’Alto Adriatico, con effetti più marcati su specie caratterizzate da tratti correlati ad una maggiore sensibilità e longevità. I risultati ottenuti con i diversi approcci concordano nell’indicare l’importanza degli effetti del disturbo della pesca sulle comunità epibentoniche, effetti che appaiono essere influenzati anche dalla tipologia di habitat e da fattori ambientali quali la profondità e la latitudine. L’utilizzo di indici applicati, che considerano le caratteristiche biologiche specie-specifiche, è risultato quindi essere un valido strumento quantitativo per valutare lo stato delle comunità bentoniche e la loro possibile risposta al variare dello sforzo di pesca, evidenziando la necessità di misure gestionali atte al raggiungimento del buono stato ambientale.
indici
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comunità bentoniche
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