From pollen morphology to past and present flora composition: harmonising pollen taxonomy and plant species diversity across Italian biodiversity hotspots
PhD Thesis (2024-2026) by Lorenzo Braga, PhD Course in "Models and Methods for Material and Environmental Sciences" (http://www.m3es.unimore.it/site/home.html)
Tutor: Prof.ssa Assunta Florenzano, Laboratorio di Palinologia e Paleobotanica, Dipartimento di Scienze della Vita, Università di Modena e Reggio Emilia
The PhD project’s objective is to investigate plant biodiversity changes over long time periods (on a centennial to millennial scale) in Italian biodiversity hotspots through a palynological approach. More specifically, it aims to study the environmental changes – both naturally and anthropogenically driven – occurred in the past and their effects on the modern plant biodiversity and landscape in national biodiversity hotspots. Three high-naturalistic value study areas have been selected for the investigation: the humid zones of Fontana Gigante and the San Genuario Swamp (province of Vercelli, Piedmont), the Brignola and Raschera Lakes in the southwestern Alps (province of Cuneo, Piedmont), and the Castelporziano Presidential Estate Natural Reserve (Rome). Each site is part of its own project framework, with supervisors in archaeological and geological aspects: plant biodiversity is meant to be a bridge between the three contexts, in an interdisciplinary approach. Holocene pollen sequences will be studied to assess the long-term change in plant biodiversity of these sites, whereas modern pollen rain will be studied through moss samples. To establish a link between microscopic (pollen) and macroscopic (flora) plant biodiversity, past and modern pollen data of the studied sites will be integrated with their floras in a newly created database. Pollen taxa detected will be harmonised before being integrated with the local floristic list, and the database will provide pollen taxonomy information as well. The very same approach will be applied with pollen datasets available on the BRAIN database – brainplants.successoterra.net, collecting hundreds of plant records from archaeobotanical studies in Italy –, in order to further implement the new database with already investigated sites. Lastly, vegetation reconstruction modelling techniques will be applied to the newly gathered pollen data, with an attempt to improve current modelling approaches and possibly develop new ones.
L'obiettivo del progetto è indagare i cambiamenti della biodiversità vegetale su lunghi periodi di tempo (scala centenaria o millenaria) in hotspot di biodiversità italiani attraverso un approccio palinologico. In particolare, saranno studiati i cambiamenti ambientali - sia di origine naturale, sia antropica - avvenuti nel passato e i loro effetti sulla biodiversità vegetale moderna e sul paesaggio di hotspot di biodiversità nazionali. Sono state selezionate tre aree di studio di alto valore naturalistico: le zone umide di Fontana Gigante e della Palude di San Genuario (provincia di Vercelli, Piemonte), i Laghi della Brignola e di Raschera nelle Alpi sud-occidentali (provincia di Cuneo, Piemonte) e la Riserva Naturale della Tenuta Presidenziale di Castelporziano (Roma). Ogni sito fa parte di un proprio ambito progettuale, con supervisori per gli aspetti archeologici e geologici: la biodiversità vegetale agisce da ponte tra i tre contesti, in un approccio interdisciplinare. Sequenze polliniche oloceniche prelevate nelle dette aree saranno studiate per valutare il cambiamento a lungo termine della biodiversità vegetale di questi siti, mentre la loro pioggia pollinica moderna sarà studiata attraverso campioni di muschio. Per stabilire un legame tra la biodiversità vegetale microscopica (pollini) e macroscopica (flora), i dati pollinici passati e moderni dei siti studiati saranno integrati con le rispettive liste floristiche in un database realizzato ad hoc. I taxa pollinici rilevati saranno armonizzati prima di essere integrati con l'elenco floristico locale e il database fornirà anche informazioni sulla tassonomia pollinica. Lo stesso approccio sarà applicato con i dataset pollinici disponibili sul database BRAIN (brainplants.successoterra.net), che raccoglie centinaia di record vegetali provenienti da studi archeobotanici in Italia, al fine di implementare ulteriormente il nuovo database con siti già indagati. Infine, tecniche di modellizzazione e della ricostruzione della vegetazione saranno applicate ai dati pollinici appena raccolti, nel tentativo di migliorare gli attuali approcci e possibilmente svilupparne di nuovi.
