Analysis of the Adriatic macrobenthic assemblages along a spatio-temporal gradient. Habitat mapping as a tool to address restoration and recovery of marine resources

Abstract

Il mare Adriatico è una delle regioni del bacino Mediterraneo più impattate poiché soggetto a multipli fattori di stress, come cambiamenti climatici e una lunga storia di intenso sfruttamento delle risorse. Allo stesso tempo ospita una grande varietà di endemismi, aree di riproduzione, nursery e foraggiamento. Il drammatico declino delle risorse target e non del mare Adriatico richiede un urgente sviluppo di nuove ed idonee misure di gestione e conservazione degli ecosistemi marini. Il cambiamento delle comunità macrobentoniche di fondo mobile può innescare un’alterazione delle reti trofiche, della qualità delle acque, del riciclo dei nutrienti. Pertanto, un’efficiente gestione degli ecosistemi marini non può prescindere dal recupero degli habitat bentonici. I risultati di questo lavoro di dottorato hanno permesso di evidenziare i principali cambiamenti avvenuti sulle comunità bentoniche dei fondali del largo del mare Adriatico (centro e nord) nel corso di circa 60 anni (1934 – 1998). Si è osservato un declino degli organismi dell’epifauna e delle specie macrobentoniche più fragili con Spugne ed Echinodermi che si sono ridotti fino ad un 90-70%. Tuttavia, lo sviluppo di modelli di preferenza degli habitat dei pennatulacei ha confermato che i fondi mobili del largo Adriatico sono habitat ideali per le specie Funiculina quadrangularis e Pennatula phosphorea. Virgularia mirabilis, invece, predilige le zone sabbiose-fangose del nord e della costa occidentale. Una dettagliata descrizione morfologica di P. phosphorea e Pteroeides spinosum è stata condotta per cercare di fornire uno strumento che possa agevolare il riconoscimento di specie ancora oggi spesso confuse a causa di descrizioni finora poco dettagliate. La tesi è stata disegnata al fine di fornire utili elementi scientifici a supporto del progetto “Adriatic Marine Ecosystem Recovery” (AMER), avente lo scopo di avviare processi utili al recupero degli ormai sovrasfruttati e degradati habitat marini del mare Adriatico.The Adriatic Sea is one of the most depleted regions of the Mediterranean Sea due to a cumulative impact of multiple stressors, such as climate change and a long history of intense exploitation. At the same time it hosts a variety of endemism, of vulnerable marine ecosystems and essential fish habitats. Severe decline of target and by-catch species call for urgent conservation measures. The ecological importance of soft bottoms macrobenthic community have been increase and their changes can lead to an alteration of food-webs, reduction of water quality, or nutrient cycling. An efficient ecosystem-based management focusing on the recovery of key benthic habitats is needed to promote recovery of stocks and to develop a sustainable exploitation of marine resources. The results of this PhD work gives a picture of the main changes occurred on macrobenthic soft bottoms communities of the north and central Adriatic Sea during 60 years (1934 – 1998). Overall change are the decline of epifauna organisms and of the most fragile macrobenthos species with sponges and echinoderms declined by 90-70% since the 1900s. However, the study of the spatial and bathymetric distribution of Adriatic sea-pens and the development of suitability habitats models have confirmed that the soft bottoms of the central offshore Adriatic Sea are favourable bottoms for Funiculina quadrangularis and Pennatula phosphorea. Virgularia mirabilis prefers the northern basin and the sandy-muddy occidental coastlines. A detailed morphological description of P. phosphorea and Pteroeides spinosum was also provided as a useful tool to sea-pens classification, usually misidentify because a lack of clear available taxonomical descriptions. The thesis has been designed in order to provide useful scientific elements to support the ‘Adriatic Marine Ecosystem Recover’ (AMER) project, which main aim is provide processes to promote recovery of depleted and overexploited fish stocks and habitats of the Adriatic Sea