Biodiversity, heavy metal contamination, and invasive plant species dynamics under different mowing regimes: implications for adaptive management in a peri-urban grassland (Parco Porto di Mare, Milano)

Urban grasslands face intertwined challenges such as biodiversity loss, invasive species spread, and legacy soil contamination. In the context of contemporary landscape architecture and the urgent demand for sustainable urban green space management, understanding how ecological processes respond to different maintenance regimes is essential. This study explores plant biodiversity and soil–vegetation interactions in the peri-urban grasslands of Parco Porto di Mare, Milan, under varying mowing schedules. A total of 42 vegetation plots were surveyed across five management units to assess species richness, floristic diversity, and the spread of invasive species. Early spring mowing significantly enhanced both species richness and Shannon diversity compared to late or absent mowing. Plot A, regularly mowed, supported the most balanced plant community, whereas unmanaged Plot Z was dominated by Elymus repens and Sorghum halepense. Statistical analysis revealed a strong positive Pearson correlation (r = 0.98) between Sorghum halepense cover and overall invasive species abundance. A moderate Spearman correlation (ρ = 0.364) between invasive cover and species richness indicates that invasion processes may coexist with high plant diversity under specific disturbance conditions. X-ray fluorescence (XRF) analysis of soil samples showed heterogeneous enrichment of Zn, Cu, and Pb across sites, with higher concentrations in managed plots. A strong negative Spearman correlation (ρ = –0.949) between Sorghum halepense abundance and Zn, Cu, and Ni levels suggests a potential role for this species in modulating local metal availability. Based on these findings, the thesis proposes an adaptive mowing strategy that combines seasonal scheduling and spatial rotation to reconcile biodiversity recovery with invasive species control. The plan prioritizes early spring mowing to favor native flora, staggered interventions to maintain habitat heterogeneity, and the selective tolerance of Sorghum halepense in designated phytoremediation zones. These management insights offer transferable guidelines for urban landscape architects and policymakers seeking to reconcile ecological resilience with the practical realities of post-industrial green space design.

I prati urbani affrontano sfide interconnesse come la perdita di biodiversità, la diffusione di specie invasive e la contaminazione del suolo legata a usi storici. Nel contesto dell’architettura del paesaggio contemporanea e dell’urgente necessità di una gestione sostenibile del verde urbano, comprendere come i processi ecologici rispondano a diversi regimi di manutenzione è essenziale. Questo studio esplora la biodiversità vegetale e le interazioni suolo–vegetazione nei prati periurbani del Parco Porto di Mare, a Milano, sotto diverse tempistiche di sfalcio. Un totale di 42 parcelle vegetazionali è stato monitorato in cinque unità di gestione per valutare la ricchezza floristica, la diversità delle specie e la diffusione delle specie invasive. Lo sfalcio effettuato all’inizio della primavera ha significativamente aumentato sia la ricchezza floristica che la diversità di Shannon rispetto agli sfalci tardivi o assenti. La parcella A, gestita regolarmente, ospitava la comunità vegetale più equilibrata, mentre la parcella Z, non gestita, era dominata da Elymus repens e Sorghum halepense. L’analisi statistica ha rilevato una forte correlazione positiva di Pearson (r = 0,98) tra la copertura di Sorghum halepense e l’abbondanza complessiva di specie invasive. Una correlazione moderata di Spearman (ρ = 0,364) tra la copertura invasiva e la ricchezza floristica suggerisce che i processi invasivi possano coesistere con un’elevata diversità vegetale in particolari condizioni di disturbo. L’analisi dei campioni di suolo tramite fluorescenza a raggi X (XRF) ha evidenziato un arricchimento eterogeneo di Zn, Cu e Pb tra i siti, con concentrazioni più elevate nelle parcelle gestite. Una forte correlazione negativa di Spearman (ρ = –0,949) tra l’abbondanza di Sorghum halepense e i livelli di Zn, Cu e Ni suggerisce un potenziale ruolo di questa specie nella modulazione della disponibilità locale dei metalli. Sulla base di questi risultati, la tesi propone una strategia di sfalcio adattivo che combina una programmazione stagionale e una rotazione spaziale per conciliare la ripresa della biodiversità con il controllo delle specie invasive. Il piano privilegia lo sfalcio all’inizio della primavera per favorire la flora autoctona, interventi scaglionati per mantenere l’eterogeneità dell’habitat, e la tolleranza selettiva di Sorghum halepense in zone designate alla fitorisanamento. Questi spunti gestionali offrono linee guida trasferibili per architetti del paesaggio urbano e decisori politici impegnati a conciliare resilienza ecologica e realtà operative nella progettazione di spazi verdi post-industriali.