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Oggetto:
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Ecologia del paesaggio e disturbi naturali

Oggetto:

Landscape ecology and Disturbance ecology

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
SAF0242
Docenti
Prof. Matteo Garbarino (Affidamento interno)
Prof.ssa Raffaella Marzano (Affidamento interno)
Corso di studio
[1708M21-001] SCIENZE E TECNOLOGIE DEI SISTEMI E TERRITORI FORESTALI - curr. Gestione sostenibile delle risorse forestali
Anno
2° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
AGR/05 - assestamento forestale e selvicoltura
Erogazione
Mista/Blended
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti

Per la piena comprensione dei contenuti dell'insegnamento risultano utili le conoscenze di base degli insegnamenti di ecologia forestale, selvicoltura, dendrometria, GIS e telerilevamento.

For the undestanding of the contents of this course knowledge on forest ecology, silviculture, forest measurement, GIS and remote sensing is needed.
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L'insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi del Corso di Studi in Scienze e Tecnologie dei Sistemi e Territori Forestali, in particolare in relazione alla gestione sostenibile delle risorse forestali, attraverso la conoscenza dei principi e delle tecniche dell’ecologia del paesaggio, applicate nello specifico alla gestione dei disturbi naturali che interessano gli ecosistemi forestali.

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti e alle studentesse:

  • conoscenze e strumenti che consentano la comprensione del comportamento e degli effetti dei disturbi naturali, al fine di orientare le attività di prevenzione e mitigazione dell'impatto, nonché di pianificare e realizzare opportuni interventi di gestione post-disturbo, con l’obiettivo di mantenere o ripristinare i principali servizi ecosistemici;
  • conoscenze di base dell’ecologia del paesaggio applicata a diversi ecosistemi forestali, mediante l’utilizzo di dati telerilevati integrati con dati di campo attraverso analisi in ambiente GIS;
  • competenze trasversali: a) autonomia nel reperire ed analizzare dati geografici (gratuiti e commerciali) di interesse forestale; b) trasferire in modo chiaro ed esauriente dati, informazioni, idee, problemi e relative soluzioni tecniche a interlocutori, specialisti e non, rappresentativi delle diverse e specifiche competenze coinvolte nella gestione delle principali dinamiche del paesaggio forestale, anche in relazione al verificarsi di disturbi naturali (forestale, agronomo, ingegnere, architetto, faunista, amministratore, ecc.).

L'insegnamento si propone inoltre di sviluppare la capacità di gestire ed analizzare simultaneamente dati di origine differente attraverso l’utilizzo di software freeware e strumenti tecnologicamente avanzati per le misure in bosco.

This course is designed to familiarize students with the basic concepts and techniques of landscape ecology, specifically applied to the prevention and mitigations of natural hazards in forest ecosystems, according to a sustainable management approach.

Aim of this course is to provide students with:

  • knowledge and tools to understand disturbance behavior and effects, in order to guide prevention and mitigation activities, as well as to plan and apply post-disturbance management interventions, ensuring the provision of ecosystem services
  • basic concepts of landscape ecology applied to different forest ecosystems, through the use of remote sensing data integrated with field data in a GIS environment
  • ability to a) autonomously retrieving and analyzing geographical data (free and commercial) of forest interest; b) transferring data, information, ideas, problems and related technical solutions to stakeholders, technicians, specialists and non-professionals, representative of the different people involved in the forest management sector (forester, agronomist, engineer, architect, administrator, etc.).

The course has secondary goals of enhancing student critical thinking, reading and communication skills, as well as to provide them the ability to simultaneously manage and analyze data of different origins through the use of freeware software and technologically advanced tools for forest measurements.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento, le studentesse e gli studenti saranno in grado di:

Conoscenza e capacità di comprensione:

  • comprendere l'ecologia dei disturbi di natura abiotica (es. incendi, schianti da vento, caduta massi, ecc.)
  • comprendere i processi che determinano il comportamento dei disturbi in ambiente forestale;
  • descrivere gli effetti dei disturbi sui popolamenti forestali;
  • descrivere e discutere i principali strumenti e le principali tecniche utilizzabili in fase di prevenzione e di gestione post-disturbo;

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

  • analizzare e interpretare le interazioni tra l'impatto prodotto dal disturbo (severità) e le strategie di risposta al disturbo degli ecosistemi interessati;
  • selezionare ed applicare tecniche di gestione pre- e post-disturbo finalizzate alla mitigazione dell'impatto;
  • sviluppare ed utilizzare metodologie per la realizzazione di un piano di gestione post-disturbo
  • risolvere, attraverso l’approccio a scala di paesaggio, problematiche che necessitano un’analisi multidisciplinare e multiscala;

Autonomia di giudizio

  • gestire la componente spaziale del dato ecologico e scegliere la scala spaziale e temporale più adatta per analizzare i processi ecologici più importanti in ambito forestale (cambiamenti di uso del suolo, cambiamenti climatici, dinamiche post-disturbo, ecc.);

Abilità comunicative

  • sostenere con chiarezza espositiva le scelte e le metodologie adottate;
  • utilizzare un appropriato vocabolario tecnico e scientifico;

Capacità di apprendere

  • applicare in autonomia le conoscenze per gestire popolamenti forestali in modo appropriato a scala di paesaggio e aree interessate da disturbi naturali, in particolare di elevata severità.

At the end of this course, students will be able to:

Knowledge and ability to understand

  • understand the ecology of abiotic disturbances (e.g. forest fires, windthrows, roskfall)
  • understand processes involved in disturbance behavior
  • describe disturbance effects
  • describe and discuss the main tools and techniques for disturbance prevention and post-disturbance management

Ability to apply knowledge

  • analyze interactions between disturbance severity and regeneration strategies within the involved ecosystems
  • apply pre- and post-disturbance techniques to mitigate the disturbance impact on forest ecosystems
  • implement methodologies to develop a post-disturbance management plan
  • solve, through the landscape scale approach, problems that require multidisciplinary and multi-scale analysis.

Making judgements

  • manage the spatial component of the ecological data and choose the most suitable spatial and temporal scale to analyze the most important ecological processes in forest landscape (land use change, climate change, post-disturbance dynamics, etc.)

Communication skills

  • support and motivate their choices with a clear exposition;
  • acquire a specific technical and scientific vocabulary;

Learning skills

  • apply their knowledge autonomously to manage correctly forest landscapes and sites affected by natural disturbances, particularly high severity ones.

Oggetto:

Programma

L'insegnamento è incluso nell'area di apprendimento di Gestione sostenibile delle risorse forestali.

L’insegnamento è costituito dai seguenti capitoli principali:

  • Ecologia del paesaggio: concetti base
  • I disturbi naturali in ambiente forestale
  • Campionamento in Ecologia
  • La componente spaziale: GPS e GIS – qGIS
  • Approfondimenti sugli incendi boschivi e gli schianti da vento
  • Telerilevamento forestale: immagini aeree, satellitari e LiDAR
  • Telerilevamento di prossimità: utilizzo dati da drone
  • Misurare il paesaggio: Landscape metrics – qGIS
  • Dinamiche del paesaggio forestale: Cambiamenti di uso suolo e climatici
  • Effetti dei cambiamenti climatici e di uso del suolo sui regimi di disturbo
  • Analisi dei cambiamenti – qGIS
  • Disturbi e Paesaggio
  • Telerilevamento e disturbi
  • Mitigazione dell'impatto dei disturbi naturali in foresta
  • Drivers della severità
  • Software simulazione schianti da vento (ForestGales)
  • Il caso della tempesta VAIA: gestione dell'emergenza, effetti a breve termine, gestione forestale a lungo termine
  • Rinnovazione naturale e Restoration ecology
  • Analisi dinamiche post-disturbo
  • Interazione tra disturbi
  • Forest landscape restoration
  • Ecologia del paesaggio e dei disturbi per la gestione integrata del territorio
  • Progetto analisi dinamiche forestali post-disturbo a scala di paesaggio (acquisizione dati in campo, elaborazioni in ambiente GIS, analisi statistiche, discussione risultati) - qGIS

The course belongs to the forest resources sustainable management learning area.

The teaching consists of the following main chapters:

  • Landscape ecology: basic concepts
  • Natural disturbances in forest ecosystems
  • Sampling design in ecology
  • The spatial component of data: GPS and GIS - qGIS
  • Forest fires and windthrows
  • Forest Remote Sensing: satellite and aerial imagery, LiDAR
  • Proximal sensing: drone applications
  • Landscape patterns: Landscape metrics - qGIS
  • Forest landscape dynamics: land-use/climate changes
  • Effects of land-use/climate changes on disturbance regimes
  • Change detection - qGIS
  • Natural disturbances: the landscape-scale
  • Remote sensing of natural disturbances
  • Forest disturbances mitigation strategies
  • Disturbance severity drivers
  • ForestGales: wind simulation software
  • The VAIA storm: management of the emergency, short-term effects and long-term forest management
  • Restoration ecology: natural regeneration and post-disturbance analysis
  • Disturbance interactions
  • Forest landscape restoration
  • Landscape and disturbance ecology for an integrated management
  • Project on the analysis of post-disturbed forest dynamics at a landscape scale (field data collection, GIS data and statistical analyses, results discussion) - qGIS

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Modalità di insegnamento

L’insegnamento prevede 80 ore di attività, articolate in 50 ore di lezioni frontali (anche a distanza), 14 ore di laboratorio GIS e 16 ore di esercitazioni (rilievi in campo) in aree interessate da disturbi forestali. L’insegnamento è impartito in modalità mista con disponibilità completa del materiale in e-learning utilizzando la piattaforma Moodle anche con didattica integrativa. All’interno di tale piattaforma sono disponibili: a) il materiale didattico strutturato in unità di apprendimento; b) le attività formative interattive (e-tivity); c) le informazioni e prenotazioni per le visite didattiche.

DIDATTICA ALTERNATIVA: Qualora dovesse persistere l’emergenza sanitaria legata al Covid-19, l’insegnamento sarà impartito in modalità mista (in presenza e online, attraverso piattaforma Webex), con disponibilità completa del materiale sulla piattaforma Moodle.

La comunicazione con gli studenti avviene mediante e-mail e richiede la registrazione sulla pagina Moodle dell'insegnamento.

The teaching method makes use of: 50 hours of lectures (e-learning also), and 30 hours of practical activities (14 hours of laboratory exercises and 16 hours of field surveys in forests affected by natural disturbances). The teaching is taught by using an integrated approach that mixes e-learning and classical mode by using the Moodle platform as an interface tool. Within this platform are available: a) the teaching material structured in learning units; b) interactive training activities (e-tivity); c) information and reservations for educational visits.

ON LINE TEACHING: In case of persistence of the health emergency due to COVID-19, the course could be delivered with a blended approach, including face-to-face and online lessons, using the Webex platform.

Communication with students takes place through e-mail and retform.quires registration on the Moodle page of the course.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Il livello di apprendimento raggiunto e la relativa capacità di comunicarlo sono costantemente monitorate attraverso domande e discussioni che sono propedeutiche all’inizio di ogni singola lezione. Un monitoraggio più accurato è effettuato al termine dei principali argomenti svolti e, infine, una revisione finale del livello di apprendimento è svolto durante le esercitazioni in classe ed in bosco che permetteranno di svolgere eventuali modifiche ed integrazioni dell’apprendimento prima dell’esame finale.

L'esame consiste in un colloquio orale in cui verranno discusse le tematiche affrontate nel corso delle lezioni e delle esercitazioni, volto alla verifica della capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze acquisite.

Il voto è espresso in trentesimi.

Le studentesse e gli studenti dovranno inoltre, singolarmente o in piccoli gruppi, approfondire e presentare un argomento o un caso studio (comprensivo di elaborazione dati, con software GIS e fogli di calcolo) concordato con i docenti, utilizzando tecniche e strumenti appresi durante le lezioni e le esercitazioni. La presentazione alla classe avrà una durata di circa 10 minuti e si svolgerà a fine semestre. Il lavoro di approfondimento riceverà una valutazione (in trentesimi), che concorrerà a determinare il voto finale, con un peso pari al 40%. Saranno valutati i contenuti e la qualità del materiale di approfondimento utilizzato; la grafica e la qualità della presentazione; l'utilizzo appropriato della terminologia disciplinare.

ESAMI A DISTANZA: In caso di permanenza della emergenza sanitaria dovuta al COVID-19, l'esame sarà realizzato in modalità a distanza tramite piattaforma Webex.

The level of learning achieved and the relative ability of the student to communicate it are constantly monitored through questions and class discussions that are preliminary to the beginning of each lesson. A more accurate monitoring is carried out at the end of the main chapters and a final review of the learning level is carried out during lab and field works.

Course grade: the final exam will be an oral test in which students will answer questions directly derived from lectures, assigned readings, field and lab activities on both landscape ecology and disturbance ecology main topics. The oral interview allows verifying the ability of the student to connect the different topics and elaborate a personal opinion on the effects and the management of natural disturbances in forest landscapes.

The mark is expressed in thirtieths.

Students, individually or in small groups, will have to prepare a powerpoint presentation discussing a specific case study (including data analyses) or topic assigned by the teachers. Groups will present their work in a 10‐min talk at the end of the semester. Grades will be assigned to each presentation in thirtieths, based on the clarity and professionalism of the presentation, and the quality of the material discussed. The presentation grade will contribute for the 40% of the final grade.

ON LINE EXAMS: In case of persistence of the health emergency due to COVID-19, the exam will be carried out remotely, via Webex.

Oggetto:

Attività di supporto


Non sono previste attività di supporto


Supporting activities are not foreseen

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
The ecology of natural disturbance and patch dynamics
Anno pubblicazione:  
1985
Editore:  
Academic Press, London.
Autore:  
Pickett STA, White PS
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Plant Disturbance Ecology: the Process and the Response, 2nd edition
Anno pubblicazione:  
2020
Editore:  
Elsevier/Academic Press, Amsterdam, Netherlands.
Autore:  
Johnson EA, Miyanishi K (Eds.)
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Landscape Ecology in Theory and Practice
Anno pubblicazione:  
2015
Editore:  
Springer
Autore:  
Turner MG, Gardner RH
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Learning Landscape Ecology: A Practical Guide to Concepts and Techniques
Anno pubblicazione:  
2017
Editore:  
Springer
Autore:  
Gergel SE, Turner MG
ISBN  
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

In aggiunta al materiale contenuto nelle presentazioni delle lezioni, articoli scientifici di particolare interesse didattico verranno distribuiti e discussi durante il corso. Gli studenti possono approfondire facendo riferimento ai seguenti testi:

Lindenmayer, D.B., Burton, P.J., Franklin, J.F., 2008. “Salvage Logging and Its Ecological Consequences”. Island Press, Washington, D.C.

Pyne, S. J., Andrews, P. L., Laven, R. D., 1996. “Introduction to Wildland Fire. Second edition”. John Wiley and Sons, New York.

Hunter, M. L., 1999. “Maintaining Biodiversity in Forest Ecosystems”. Cambridge University Press, ISBN 0-521-63104-1, Cambridge.

Learning materials will consist of those included in the lesson presentations, as well as relevant scientific papers provided by the teachers and discussed during the course. Students may find the following texts to be useful background material:

Lindenmayer, D.B., Burton, P.J., Franklin, J.F., 2008. “Salvage Logging and Its Ecological Consequences”. Island Press, Washington, D.C.

Pyne, S. J., Andrews, P. L., Laven, R. D., 1996. “Introduction to Wildland Fire. Second edition”. John Wiley and Sons, New York.

Hunter, M. L., 1999. “Maintaining Biodiversity in Forest Ecosystems”. Cambridge University Press, ISBN 0-521-63104-1, Cambridge.



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Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.


I docenti sono disponibili a ricevere gli studenti e le studentesse su appuntamento concordato via mail per chiarimenti o approfondimenti (singoli o di gruppo) via Webex durante tutto il semestre. Incontri specifici saranno organizzati per discutere il lavoro di approfondimento prima della presentazione alla classe.


The teaching activity may vary according to the limitations imposed by the current health crisis. In any case, the remote mode is guaranteed for the entire academic year.

The teachers are available to receive, by appointment agreed via email, the students in order to give further explanations (individually or in group), using the Webex platform. 

Specific meetings will be organized with each group to discuss their topic or case study before presenting it.


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    Ultimo aggiornamento: 24/09/2021 14:09