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La mammalofauna presente nella Riserva Naturale comprende le stesse specie che caratterizzano i grandi Parchi nazionali abruzzesi, in modo particolare il Parco Nazionale della Majella e il Parco Nazionale d'Abruzzo, Lazio e Molise, tra i quali l'area protetta pettoranese è collocata.
I mammiferi rappresentano il gruppo indagato con maggiore sistematicità e da più tempo nel territorio della Riserva Naturale Regionale Monte Genzana Alto Gizio.
Dal 2006 la popolazione locale di ungulati (Cervo, Capriolo e Cinghiale) viene censita annualmente anche grazie alla partecipazione di oltre cento volontari formati nel tempo dalla Riserva stessa attraverso il Corso per Censitori.
Le altre attività svolte di routine dal personale della Riserva comprendono il monitoraggio del Lupo attraverso lo snow-trekking, il wolf-howling e il fototrappolaggio. Grazie a questa tecnica la quantità di dati dell'area protetta sta aumentando in modo esponenziale: a titolo esemplificativo, solo nei primi sei mesi del 2013 è stato possibile verificare il passaggio di almeno 5 differenti individui di Orso bruno marsicano.
Nel 2013 sono stati avviati studi specifici per colmare le lacune informative riguardo i Chirotteri.
I lavori specifici che riguardano i mammiferi della Riserva Naturale hanno avuto inizio con gli studi preliminari all'istituzione della Riserva, avvenuta nel 1996. Prima di allora i dati reperibili si riferiscono a lavori che prendono in considerazione aree più ampie.
Ad esempio, per quanto riguarda la presenza e la distribuzione del lupo all'interno del SIC, le informazioni disponibili sono sporadiche e molto frammentarie fino al 2007, quando la Riserva Naturale ha avviato un programma di monitoraggio della specie, all'interno dell'area protetta.
I primi dati risalgono agli anni 70 (Zimen e Boitani 1975, Boitani 1986), durante una ricerca scientifica sulla presenza della specie sull'Appennino centro-meridionale. Studi successivi (Boscagli 1982) si riferiscono genericamente alla registrazione della presenza del lupo nell'area di Scanno e nel Parco Nazionale della Majella.
Negli ultimi dieci anni fondamentale è stato l'apporto fornito dalle attività svolte sistematicamente dal personale della Riserva e dalle numerose tesi di laurea effettuate nell'area.
Con la presenza accertata di 37 specie, la Riserva ospita circa il 60% delle specie di mammiferi presenti in Abruzzo. La stima è sicuramente inferiore al dato reale in quanto mancano informazioni su alcuni gruppi, come ad esempio gli insettivori e i roditori, per i quali non esistono segnalazioni di specie ad ampia diffusione e piuttosto comuni, come alcune appartenenti alle Famiglie Muridae e Microtidae.
Molto dettagliato appare il quadro sugli ungulati. Il Capriolo è una specie ben distribuita in tutta la Riserva Naturale, soprattutto a quote inferiori ai 1400 m. Gli studi hanno permesso di verificare per il periodo invernale una predilezione per i rimboschimenti, i boschi di roverella e la faggeta con Taxus e Ilex caratteristica del versante orientale del Vallone di Santa Margherita. Nel periodo primaverile la specie è concentrata nelle quote più basse, dove non vi è più copertura nevosa, mentre in estate e autunno è distribuita in tutto il territorio della Riserva Naturale, senza mostrare particolari preferenze per zone con specifiche caratteristiche di uso del suolo o copertura vegetale ma essendo condizionata solamente dalla quota. La densità media per la specie è di circa 1-2 caprioli/km2.
Per quanto concerne il Cervo, i dati relativi all'uso dell'habitat hanno indicato che la specie seleziona nel periodo invernale i rimboschimenti, i ginepreti e le quote comprese tra i 1000 e i 1400 metri mentre durante le stagioni calde, pur essendo ben distribuito in tutto il territorio dell'area protetta, sembra mostrare una maggiore predilezione per i boschi di faggio e di carpino e per le quote comprese tra i 1400 e 1800 metri.
Le ricerche hanno inoltre mostrato come la specie, rispetto al passato, abbia conquistato nuovi territori. Infatti gli studi preliminari al primo Piano d'Assetto del 1996 avevano evidenziato che la specie era presente esclusivamente nella parte occidentale e centromeridionale della Riserva Naturale, mentre negli ultimi anni è stata osservata praticamente ovunque: anche la porzione orientale della Riserva, dove fino a dieci anni fa le segnalazioni di individui di Cervo risultavano scarse, oggi risulta abitualmente frequentata anche nei periodi di svernamento.
Il fototrappolaggio ha fornito un ottimo contributo per ampliare le conoscenze sulle specie presenti nel SIC.
A titolo esemplificativo si dirà che durante dieci mesi (gennaio - ottobre 2010) di fototrappolaggio sistematico, 8 telecamere sono state collocate in 48 punti diversi e hanno permesso di fotografare o riprendere le seguenti 10 specie di mammiferi: Lepre comune (Lepus europaeus), Scoiattolo (Sciurus vulgaris), Lupo (Canis lupus), Volpe (Vulpes vulpes), Faina (Martes foina), Tasso (Meles meles), Gatto selvatico (Felis silvestris), Cinghiale (Sus scrofa), Cervo (Cervus elaphus), Capriolo (Capreolus capreolus) (Fabrizio e Monaco, 2011).
Tra le specie inserite di recente nella check list dell'area, particolare attenzione va rivolta anche all'Istrice, essendo una specie inserita nell'Allegato IV della Direttiva Habitat.
Studi specifici avviati nel 2013 hanno infine ampliato notevolmente il quadro delle conoscenze relative al gruppo dei Chirotteri, per il quale le indagini di campo hanno permesso di identificare complessivamente 11 specie.
Delle specie presenti, 5 sono inserite nell'Allegato II della Direttiva Habitat e 16 nell'Allegato IV.