Anfibi dall’Oltrepò al Mar Ligure: modelli di connettività multispecie in una zona di transizione tra ecoregioni

Amphibians are the most threatened vertebrate class globally. The main cause is habitat loss and degradation, caused by infrastructure building, urban expansion, changes in traditional agricultural practices. regulation and exploitation of water bodies. In order to protect amphibians, it is crucial a landscape approach which considers the organization in metapopulations of these species. The aim of this study is to identify the habitat suitability gradient, the amphibian’s community composition and their connectivity, in an area extending from the Po plain, across the Apennines and to the mediterranean seashores, through multi-species distribution models (JSDM, Joint Species Distribution Models) and Circuit theory. We analysed 2653 observations of 13 amphibian’s species: 7 caudates and 6 anurans, of which 217 collected during field surveys, carried out as part of this thesis. Climatic, topographic and land use/cover data were used as environmental predictors. Principal Component Analysis were performed to extract the most significant information. It was opted to use JSDM in the context of Hierarchical Modelling of Species Communities to obtain suitability maps for the single species and to identify the Regions of Common Profile (RCP). The Omniscape algorithm, which incorporates all the possible pathways between movement sources and destinations, through the minimal resistance trajectories, deriving the resistance maps from the suitability ones returned by JSDM, has been used for the connectivity analysis. From the habitat suitability maps it has been possible to classify the species in three macro-categories: ubiquitous, wide range and limited distribution species. Four RCP have been identified, within which the probabilities of presence for each species were calculated. From the single species connectivity maps the main ecological corridors and barriers have emerged; the sum of the maps of the most common species per bioregion highlighted the degree of connection at RCP level. Thanks to the results obtained, we have been able to expand our knowledge on the distribution and composition of the amphibian communities within the study area, as well as obtain useful information for conservation purposes. It has in fact been possible to identify the areas that require greater protection, as they are important reproductive sites or ecological corridors and those in which the strong human impact makes mitigation and habitat restoration interventions necessary.

Gli anfibi sono la classe di vertebrati maggiormente minacciata a livello globale. La causa principale è rappresentata dalla perdita e frammentazione di habitat, dovuta alla creazione di nuove infrastrutture, espansione urbana, abbandono e cambiamento di pratiche agricole tradizionali, regimentazione e captazione di corpi idrici. Per poter tutelare le popolazioni di anfibi è necessario un approccio a livello di paesaggio che tenga conto dell’organizzazione in metapopolazioni di queste specie. Lo scopo di questo lavoro è identificare il gradiente di idoneità dell’habitat, le comunità di anfibi e la loro connettività, in un’area che si estende dalla pianura padana, attraversa gli appennini e raggiunge la costa mediterranea, tramite modelli di distribuzione multispecie (JSDM, Joint Species Distribution Models) e Circuit theory. Abbiamo utilizzato 2653 osservazioni di 13 specie di anfibi: 7 caudati e 6 anuri, di cui 217 raccolte durante l’attività di monitoraggio svolta nell’ambito di questa tesi da marzo a luglio 2025. I predittori ambientali utilizzati sono di tipo climatico, topografico e di uso/copertura del suolo. Su questi è stata effettuata una Principal Component Analysis per estrarre le informazioni più significative. Si è scelto di utilizzare JSDM nel contesto dello Hierarchical Modelling of Species Communities per ottenere le mappe di idoneità per le singole specie e identificare il numero di regioni a profilo comune (RCP). Per le analisi di connettività si è utilizzato l’algoritmo Omniscape, che incorpora tutti i possibili pathways tra fonti e destinazioni dei movimenti attraverso le traiettorie di minima resistenza, derivando le mappa di resistenza da quelle di idoneità restituite da JSDM. Dalle mappe di idoneità ambientale è stato possibile classificare le specie in tre macrocategorie: specie ubiquitarie, ad ampia distribuzione e a ridotta distribuzione. Sono state identificate quattro RCP, all’interno delle quali sono state calcolate le probabilità di presenza per le singole specie. Dalle mappe di connettività per le singole specie sono emersi i corridoi ecologici e le barriere fra le popolazioni e dalla somma delle mappe delle specie più comuni per bioregione è emerso il grado di connessione a livello di RCP. Grazie ai risultati ottenuti abbiamo potuto ampliare le conoscenze su distribuzione e composizione delle comunità di anfibi all'interno dell'area di studio, oltre ad ottenere informazioni utili in ambito conservazionistico. È stato infatti possibile individuare le aree che necessitano di maggior tutela, in quanto importanti siti riproduttivi o corridoi ecologici e quelle in cui il forte impatto antropico rende necessari interventi di mitigazione e riqualificazione.