Macroarea di ricerca: Ecologia - Zoologia
Referente: Gianni Pavan
Settori ERC: LS8 Environmental Biology, Ecology and Evolution; PE10_8 Oceanography (physical, chemical, biological, geological); LS8_13 Marine biology and ecology
1. Bioacustica - Studio del comportamento acustico animale
Studio della comunicazione acustica, dell’ecolocalizzazione e della percezione sonora negli animali. Il laboratorio persegue perlopiù studi di campo ma non si esclude la possibilità di lavori in laboratorio per caratterizzare le emissioni acustiche e correlarle ai comportamenti osservati.
2. Ecoacustica - Monitoraggio acustico ambientale
La connessione fra bioacustica ed ecologia ha portato allo sviluppo di una nuova disciplina, l’ecoacustica, per lo studio delle interazioni acustiche fra le specie animali e l’ambiente, includendo anche lo studio dell’impatto del rumore sugli animali, sia in aria che in acqua, considerando sia il disturbo fisico che il mascheramento dei segnali sonori di comunicazione e di percezione dell’ambiente. L’ecoacustica si presta anche al monitoraggio acustico ambientale a lungo termine per caratterizzare il paesaggio sonoro degli ambienti naturali e valutare i cambiamenti indotti dagli impatti antropici sia locali che globali, includendo il cambiamento climatico. Gli studi in corso sono effettuati in collaborazione con gli enti gestori di Riserve Naturali Statali (Nucleo Carabinieri Biodiversità) e di Parchi Nazionali, al fine di caratterizzarne il paesaggio sonoro, documentare acusticamente la presenza di specie, monitorare i cambiamenti a lungo termine, produrre materiale divulgativo.
3. Computational Bioacoustics - Metodi e strumenti per la ricerca bioacustica
Il laboratorio progetta e costruisce propri strumenti, quali cortine idrofoniche trainabili, workstation portatili per la registrazione acustica continua georeferenziata in navigazione, workstation portatili per l’analisi acustica ambientale e prototipi di vari sistemi di rilevamento acustico. Le ricerche qui esposte richiedono l’uso di software dedicati e lo sviluppo di specifiche applicazioni per la gestione di grandi quantità di dati acustici (Big Data). Il laboratorio ha sviluppato un proprio software di analisi specializzato per la registrazione e riproduzione degli eventi sonori dagli infrasuoni agli ultrasuoni con visualizzazione spettrografica in tempo reale. Ha inoltre sviluppato un proprio pacchetto in R per gli studi di ecoacustica e collabora con l’Università di Tolone per lo sviluppo di una libraria applicativa in Python. Vengono inoltre sperimentati software di terze parti sia per l’analisi dei segnali che per la classificazione automatica con tecniche IA.
4. Comportamento acustico dei mammiferi marini
I cetacei rappresentano una componente importante degli ambienti marini e soffrono per i molteplici impatti dovuti all’uomo, fra questi il rumore subacqueo. Le ricerche sono indirizzate alla caratterizzazione delle emissioni acustiche dei cetacei al fine di facilitare il riconoscimento solo acustico delle specie, allo studio dell’ambiente acustico in cui vivono e al controllo del rumore di origine antropica a cui sono sottoposti.
5. Monitoraggio degli spiaggiamenti di mammiferi marini
È stata istituita nel 2005 la Banca Dati Nazionale degli Spiaggiamenti di Mammiferi Marini sulle coste italiana (sito), realizzata e gestita in collaborazione con il Museo di Storia Naturale di Milano su mandato del Ministero dell’Ambiente e del Ministero della Salute. Liberamente accessibile offre molteplici possibilità di studio.
6. Rumore ambientale
Misura del rumore ambientale in mare e in aria in diversi ambienti per definire le condizioni ottimali di acoustic comfort per l'uomo e per gli animali, in comparazione con le condizioni di inquinamento acustico nelle aree antropizzate. Studio del rumore sottomarino generato da opere offshore, con CONISMA.
7. Distribuzione e conservazione dei mammiferi marini
Studio della presenza e distribuzione di mammiferi marini attraverso il rilevamento acustico dei loro segnali di comunicazione sociale e di ecolocalizzazione. Applicazione degli strumenti e protocolli delle altre linee di ricerca e integrazione dei risultati. Definizione di strategie di conservazione e di linee guida.
Comando Unità Forestali Ambientali e Agroalimentari Carabinieri (CUFAA) Raggruppamento Carabinieri per la Biodiversità, Reparti di Follonica, di Pratovecchio e di Lucca; Marina Militare Italiana; Guardia Costiera; Ministero dell’Ambiente; ISPRA; CONISMA; Parco Nazionale delle Foreste Casentinesi e Monte Falterona; Parco Nazionale dell’Appennino Tosco-Emiliano; Tethys Research Institute; Museo di Storia Naturale di Milano; Museo di Storia Naturale di Parigi; Università di Padova; Università di Milano; Università di Roma Sapienza; Università di Pisa; Università di Tolone (Francia); INFN-LNS, Catania, progetto KM3NET; INGV – Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - network EMSO; WWF Italia; ACCOBAMS; Maritime Research Center (CMRE) La Spezia; IBAC – International Bioacoustic Council; ISE – International Ecoacoustics Society; SPECTRA – strumenti di misura acustica; DODOTRONIC – strumenti di sensori acustici ultrasonici e registratori digitali; NAUTA – strumenti di monitoraggio ambientale; PCB PIEZOTRONICS – strumenti di misura acustica; HUAWEI – strumenti di monitoraggio ambientale; COLMAR – sviluppo idrofoni; Akvaplan.niva (Norvegia)
1. SABIOD Italy, monitoraggio bioacustico ed ecoacustico delle Riserve Naturali nel Parco Nazionale delle Foreste Casentinesi, in collaborazione con i Carabinieri Biodiversità
2. SABIOD Italy, monitoraggio bioacustico ed ecoacustico nel Parco Nazionale delle Foreste Casentinesi, in collaborazione con i Carabinieri Biodiversità
3. SABIOD Italy, monitoraggio bioacustico ed ecoacustico nel Parco Nazionale dell’Appennino Tosco-Emiliano
4. SABIOD Italy, monitoraggio del rumore ambientale in aree naturali protette
5. Monitoraggio della Foca Monaca e del paesaggio sonoro della Riserva Naturale dell’Isola di Montecristo, con Carabinieri Biodiversità
6. Monitoraggio acustico del ghiacciaio dell’Adamello
7. Monitoraggio acustico delle Riserve Naturali dell’Orecchiella e di Lamarossa, in collaborazione con i Carabinieri Biodiversità, con finanziamento di SOFIDEL
8. Sviluppo di algoritmi di analisi in collaborazione con l’Università di Tolone (Francia)
9. BOMBYX, analisi segnali sottomarini in collaborazione con l’Università di Tolone (Francia)
10. Nature Guardian, progetto di sorveglianza e monitoraggio bioacustico con WWF e HUAWEI
11. BDS, Banca Dati Nazionale degli Spiaggiamenti di mammiferi marini sulle coste italiana, sotto legida del Ministero dell’Ambiente, di ACCOBAMS e di PELAGOS, in collaborazione con la Guardia Costiera, il Museo Civico di Scienze Naturali di Milano e l’Università di Padova
12. Bioacoustic Characterizaton of the Mediterranean Sea, studio del rumore sottomarino e della presenza acustica di cetacei
13. Med Sperm Whales, analisi acustica della presenza e delle dimensioni dei capodogli del Mediterraneo, in collaborazione con Istituto di Ricerca Tethys e con Università di Tolone (Francia).
14. Monitoraggio rumore sottomarino da opere offshore, con CONISMA
1. Bioacustica - Studio del comportamento acustico animale
Peña-Carrillo K.I., Lorenzi M.C., Brault M., Devienne P., Lachaud J.P.,Pavan G., Poteaux C., 2021. A new putative species in the Ectatomma ruidum complex (Formicidae: Ectatomminae) produces a species-specific distress call. Bioacoustics.
Romani F., Ramella Levis E., Posillico M., Opramolla G., Pavan G., 2021. Vocal repertoire of the eurasian griffon vulture (Gyps fulvus) in the central Apennines. Bioacoustics.
Buzzetti F., Brizio C., Pavan G., "Beyond the audible: wide band (0-125 kHz) field investigation on Italian Orthoptera (Insecta) songs." Biodiversity Journal, 2020, 11 (2): 443–496 doi.org/10.31396/Biodiv.Jour.2020.11.2.443.496
Polidori C., Pavan G., Ruffato G., D’Asís J., Josè Tormos J., 2013. Common features and species-specific differences in stridulatory organ and stridulation patterns of velvet ants (Hymenoptera: Mutillidae). ZOOLOGISCHER ANZEIGER 252(4): 457-468. Doi:10.1016/j.jcz.2013.01.003
Polidori C., Ruffato G., Borruso L., Settanni C., Pavan G., 2012. Stridulatory organ and distress call in males and females of a small velvet ant (Hymenoptera: Mutillidae). Bioacoustics. DOI:10.1080/09524622.2012.736241
2. Ecoacustica - Monitoraggio acustico ambientale
Farina A., Righini R, Fuller S., Li P., Pavan G., 2020. Acoustic Complexity Indices reveal the acoustic communities of the old-growth Mediterranean forest of Sasso Fratino Integral Natural Reserve (Central Italy). Ecol Ind 120: 106927. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106927
Righini R., Pavan G., 2019 First assessment of the soundscape of the Integral Nature Reserve “Sasso Fratino” in the Central Apennine, Italy. Biodiversity Journal. DOI: 10.1080/14888386.2019.1696229
Pavan G., 2017. Fundamentals of Soundscape Conservation. In: “Ecoacoustics. The ecological role of sound” (Ed. Farina A. & Gage S.H.). Wiley: 235-258.
Pavan G., Favaretto A., Bovelacci B., Scaravelli D., Macchio S., Glotin H., 2015. Bioacoustics and Ecoacoustics Applied To Environmental Monitoring And Management. Rivista Italiana di Acustica, Vol. 39 (2015), N. 2, pp. 68-74.
3. Computational Bioacoustics - Metodi e strumenti per la ricerca bioacustica
Poupard M., Ferrari M., Schlüter J., Marxer R., Giraudet P., Barchasz V., Giès V., Pavan G., Glotin H., 2019. Real-time 3D passive acoustic tracking of cetacean by five non uniform aperture hydrophones mounted under autonomous surface vehicle. Proc. ICASSP 2019.
Pavan G., 2015. Bioacustica e Ecologia acustica. Cap. 18. Pag 803-828. In: Renato Spagnolo (a cura di), “ACUSTICA. Fondamenti e applicazioni”, UTET Università, Torino 2015, 1-1582.
Favali P., Chierici F., Marinaro G., Giovanetti G., Azzarone A., Beranzoli L., De Santis A., Embriaco D., Monna S., Lo Bue N., Sgroi T., Cianchini G., Badiali L., Qamili E., De Caro M.G., Falcone G., Montuori C., Frugoni F., Riccobene G., Sedita M., Barbagallo G., Cacopardo G., Calì C., Cocimano R., Coniglione R., Costa M., D’Amico A., Del Tevere F., Distefano C., Ferrera F., Valentina Giordano V., Massimo Imbesi M., Dario Lattuada D., Migneco E., Musumeci M., Orlando A., Papaleo R., Piattelli P., Raia G., Rovelli A., Sapienza P., Speziale F., Trovato A., Viola S., Ameli F., Bonori M., Capone A., Masullo R., Simeone F., Pignagnoli L., Zitellini N., Bruni F., Gasparoni F., and Pavan G., 2013. NEMO-SN1 Abyssal Cabled Observatory in the Western Ionian Sea. IEEE Journal of Oceanic Engineering 01/2013 38(2): 358 – 374.
Obrist M.K., Pavan G., Sueur J., Riede K., Llusia D. and Márquez R., 2010. Bioacoustic approaches in biodiversity inventories. In: Manual on Field Recording Techniques and Protocols for All Taxa Biodiversity Inventories, Abc Taxa, Vol. 8: 68-99. ISSN 1784-1283 (hard copy) ISSN 1784-1291 (on-line pdf) Available at: http://www.abctaxa.be/volumes/volume-8-manual-atbi/chapter-5/
Pavan G., Fossati C., Caltavuturo G., 2013. Marine Bioacoustics and Computational Bioacoustics at the University of Pavia (Italy). Pp 3-25 in “Detection Classification and Localization of Marine Mammals using passive acoustics. 2003-2013: 10 years of international research.”, Adam O., Samaran F. (editors), 2013. DIRAC NGO (Paris, France): 1-298. ISBN 978-2-7466-6118-9.
4. Comportamento acustico dei mammiferi marini
Pace D.S., Lanfredi C., Airoldi S., Giacomini G., Silvestri M., Pavan G. and Ardizzone D., 2021. Are Mediterranean sperm whale trumpets interaction calls in male-male context? Scientific Reports , 2021, 11:5867 https://doi.org/10.1038/s41598-021-84126-8
Caruso F., Alonge G., Bellia G., De Domenico E., Grammauta R., Larosa G., Mazzola S., Riccobene G., Pavan G., Papale E., Pellegrino C., Pulvirenti S., Sciacca V., Simeone F., Speziale F., Viola S. and Buscaino G., 2017. Long-Term Monitoring of Dolphin Biosonar Activity in Deep Pelagic Waters of the Mediterranean Sea. Scientific Reports, 7: 4321. DOI: 10.1038/s41598-017-04608-6
Caruso F., Sciacca V., Bellia G., De Domenico E., Larosa G., Papale E., Pellegrino C., Pulvirenti S., Riccobene G., Simeone F., Speziale F., Viola S. Pavan G., 2015. Size Distribution of Sperm Whales Acoustically Identified During Long Term Deep-Sea Monitoring in the Ionian Sea. PlosOne, e. 0144503, DOI:10.1371/journal.pone.0144503
Sciacca V., Caruso F., Beranzoli L., Chierici F., De Domenico E., Embriaco D., Favali P, Giovanetti G., Larosa G., Marinaro G., Papale E., Pavan G., Pellegrino C., Pulvirenti S., Simeone F., Viola S., Riccobene G., 2015. Annual Acoustic Presence of Fin Whale (Balaenoptera physalus) Offshore Eastern Sicily, Central Mediterranean Sea. PlosOne, 10(11): e0141838. doi:10.1371/journal.pone.0141838
5. Monitoraggio degli spiaggiamenti di mammiferi marini
Lo Brutto S., Calascibetta A., Pavan G., Buffa G., 2021. Cetacean strandings and museum collections: a focus on Sicily Island crossroads for Mediterranean species. Diversity 2021, 13, 104. https://doi.org/10.3390/d13030104
Podestà M., Pavan G., 2018. Risso's dolphin strandings in Italy: analysis of 31 years of data. Pagine 29 – 31 In: Lanfredi C., Remonato E. and Airoldi S. (Eds) 2018. Preliminary Report of the Mediterranean Grampus Project 2.0: Improving knowledge and conservation of the Mediterranean population of Risso's dolphins through effective partnerships. 50 pp. La Spezia, Italy, 7th April 2018.
Casalone C., Mazzariol S., Pautasso A., Di Guardo G., Di Nocera F., Lucifora G., Ligios C., Franco A., Fichi G., Cocumelli C., Cersini A., Guercio A., Puleio R., Goria M., Podestà M., Marsili L., Pavan G., Pintore A., De Carlo E., Eleni C., Caracappa S., 2014. Cetacean strandings in Italy: an unusual mortality event along the Tyrrhenian Sea coast in 2013. Dis Aquat Org 109: 81-86.
Pavan G., Bernuzzi E., Cozzi B., Podestà M., 2013. La rete nazionale di monitoraggio degli spiaggiamenti di mammiferi marini. Atti 44 Congresso SIBM. Biol. Mar. Mediterr. (2013), 20: 262-263.
6. Rumore ambientale
Drira A., Bouzidi M., Maglio A., Pavan G., Salivas M., 2018. Modelling underwater sound fields from noise events contained in the ACCOBAMS impulsive noise register to address cumulative impact and acoustic pollution assessment. EEA Proceedings EuroNoise 2018, ISSN: 2226-5147: 2819-2824. http://euronoise2018.eu/docs/papers/465_Euronoise2018.pdf
Viola S., Grammauta R., Sciacca V., Bellia G., Beranzoli L., Buscaino G., Caruso F., Chierici F., Cuttone G., Embriaco D., Giovanetti G., Favali P., Pavan G., Pellegrino C., Pulvirenti S., Riccobene G., Simeone F., (2017). Continuous monitoring of noise levels in the Gulf of Catania (Western Ionian Sea). Study of correlation with ship traffic. Marine Pollution Bulletin (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.05.040
Holst M., Smultea M.A., Koski W.R., Sayegh A.J., Pavan G., Beland J., Goldstein H.H., 2017. Cetacean Sightings and Acoustic Detections during a Seismic Survey off Pacific Central America, November–December 2004. Revista de Biología Tropical / International Journal of Tropical Biology and Conservation, 65(2). ISSN 2215-2075.
Sciacca V., Viola S., Pulvirenti S., Riccobene G., Caruso F., De Domenico E., Pavan G., 2016. Shipping noise and seismic airgun surveys in the Ionian Sea: Potential impact on Mediterranean fin whale. Proceedings of Meetings on Acoustics, 27 040010. [DOI: 10.1121/2.0000311]
Grammauta R., Viola S., Buscaino G., Caruso F., Chierici F., Embriaco D., Favali P., Giovanetti G., Larosa G., Pavan G., et al., 2015. Shipping noise evaluation from AIS data: A comparative study with longterm acoustic recordings from the EMSO-SN1 observatory in the Ionian Sea. Proceedings Underwater Acoustics Conference and Exhibition 2015, 21st to 26th June 2015 Platanias, Crete, Greece: 447-452.
7. Distribuzione e conservazione dei mammiferi marini
Pace D., Giacomini G., Campana I., Paraboschi M., Pellegrino G., Silvestri M., Alessi J., Angeletti D., Cafaro V., Pavan G., Ardizzone G., Arcangeli A., 2019. An integrated approach for cetacean knowledge and conservation in the central Mediterranean Sea using research and social media data sources. Aquatic Conserv: Mar Freshw Ecosyst. 2019 (29):1302–1323. DOI: 10.1002/aqc.3117
Pace D. S., Arcangeli A., Mussi B., Vivaldi C., Ledon C., Lagorio S., Giacomini G., Pavan G. and Ardizzone G., 2018. Habitat suitability modeling in different sperm whale social groups. Jour. Wild. Mgmt. DOI:10.1002/jwmg.21453
Fossati C, Mussi B, Tizzi R, Pavan G, Pace DS, 2017., Italy introduces pre and post operation monitoring phases for offshore seismic exploration activities. Marine Pollution Bulletin 120 (1-2): 376-378
Lanfredi C, Azzellino A, D’Amico A, Centurioni L, Rella MA, Pavan G, Podestà M, 2016. Key Oceanographic Characteristics of Cuvier’s Beaked Whale (Ziphius cavirostris) Habitat in the Gulf of Genoa (Ligurian Sea, NW Mediterranean). J Oceanogr Mar Res, 4: 145. DOI: 10.4172/jomr.1000145