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L'Oasi
di San Giuliano risulta un'area importante per l'avifauna soprattutto
durante lo svernamento e le migrazioni. Sono state
finora
osservate circa 200 specie diverse di uccelli alcune delle quali di
grande interesse scientifico e naturalistico.
Tra
le specie acquatiche presenti tutto l'anno e facili da osservare troviamo
aironi cenerini, garzette,
svassi maggiori, folaghe e gallinelle d'acqua. In
inverno compaiono regolarmente l'airone bianco maggiore, il cormorano,
la volpoca, l'oca selvatica, il moriglione, il fischione, la canapiglia e
tante altre specie interessanti. In primavera arrivano cavalieri
d'Italia, avocette, spatole, mignattai, cicogne bianche, cicogne nere, gru,
marzaiole, ecc. Lungo le rive si possono osservare, specie
durante i passi migratori, centinaia di limicoli che cercano cibo
nelle acque basse e fangose. Tra i più comuni il piro piro piccolo, il piro
piro boschereccio e culbianco, la pettegola, la pantana, la pittima
reale.
Tra
i rapaci diurni vi sono specie facilmente osservabili come il nibbio bruno,
il nibbio reale, la poiana, il gheppio e il falco di palude. Più risultano
invece il falco pescatore, il lanario, lo sparviero e il capovaccaio.
Tra gli strigiformi sono presenti la civetta, il gufo comune, il
barbagianni e l’assiolo mentre del gufo reale si hanno
alcune interessanti segnalazioni.
Tra
i passeriformi presenti citiamo innanzitutto il pendolino, divenuto simbolo
stesso dell'Oasi e presente lungo il tratto fluviale;
a parte le numerose
specie più o meno comuni è possibile avvistare la monachella, il passero
solitario, il rigogolo, l'averla capirossa, la ghiandaia marina, il corvo
imperiale, lo zigolo capinero e tanti altri. Nel 1991 è stato
osservato anche il ciuffolotto delle pinete, specie tipica di foreste di
conifere intorno al Circolo polare artico; tale specie non si
segnalava in Italia da circa 100 anni: l’avvistamento in Oasi è risultato
essere il settimo in assoluto nel nostro Paese.
Una
nota di rilievo è quella relativa allo svernamento completo di un Pellicano
tra il 1994 e il 1995. Si tratta, per il momento, dell’unico caso
del genere segnalato in Italia. Altri casi interessanti di svernamento per
quest'area sono quelli realativi al Fenicottero, Spatola ed Avocetta
(inverno 2000-2001)
Per quanto riguarda i mammiferi è certa la presenza del tasso,
istrice, gatto selvatico, faina. A seguito di studi specifici è
stata accertata anche la presenza della lontra, mammifero tra i più rari
d’Italia ed oggi ridotto ad una popolazione di un centinaio
di esemplari presenti soprattutto in Basilicata e Campania.
Tra i rettili più rappresentati si annoverano la vipera comune, la biscia dal collare, il cervone, il colubro di Esculapio, il biacco, la testuggine di Hermann e la testuggine d'acqua dolce.
Un
cenno particolare va fatto a proposito di una ricerca
entomologica su lepidotteri e coleotteri che ha portato già alla scoperta
di vari endemismi e rarità a livello nazionale ed europeo.
Grazie al lavoro 
dei naturalisti del WWF e di entomologi
sono stati effettuati i primi studi consentendo la
determinazione di 316 specie diverse tra cui alcune di enorme valore
scientifico. Va rilevato che 1 specie è risultata nuova per la scienza (Brachygluta
angelinii Sabella), 2 nuove per la fauna italiana (Dinodes viridis
Ménetries e Gasterocercus depressirostris Fabricius)
mentre molte sono risultate nuove per l’intera Italia meridionale e per la
Basilicata.
Il
popolamento ittico presente sul fiume Bràdano è stato notevolmente
alterato dalla costruzione dello sbarramento e dalle continue immissioni
effettuate senza criteri scientifici. Attualmente sono presenti tra le
varie specie alborelle, carpe, persici trota, carassi ed anguille.