L’interazione tra i cambiamenti climatici e gli aspetti socioeconomici nella definizione dei meccanismi di desertificazione e degradazione dei suoli: il progetto DeSurvey

L’interazione tra i cambiamenti climatici e gli aspetti socioeconomici nella definizione dei meccanismi di desertificazione e degradazione dei suoli: il progetto DeSurvey

Introduzione

La desertificazione è un fenomeno di portata mondiale, che riguarda più di 100 paesi e 2,6 miliardi di persone.
La definizione attualmente accettata dalla comunità internazionale è quella proposta dalla Convenzione Internazionale delle Nazioni Unite sulla lotta alla Siccità e Desertificazione (UNCCD) che definisce la desertificazione come: «degrado delle terre nelle aree aride, semi-aride e sub-umide secche, attribuibile a varie cause, fra le quali variazioni climatiche ed attività umane. L'espressione "degrado delle terre" designa la diminuzione o la scomparsa, nelle zone aride, semi-aride e subumide secche, della produttività biologica o economica e della complessità delle terre coltivate non irrigate, delle terre coltivate irrigate, dei percorsi, dei pascoli, delle foreste o delle superfici boschive in seguito all'utilizzazione delle terre o di uno o più fenomeni, segnatamente di fenomeni dovuti all'attività dell'uomo e ai suoi modi d'insediamento».
Dunque, il fenomeno desertificazione non afferisce solamente alle aree che nel comune sentire ne sono affette (l’Africa, e segnatamente la zona Sahariana e sub-Sahariana, nonché le altre aree desertiche del globo), ma anche ai paesi del nord Mediterraneo. In questi paesi i fenomeni di desertificazione studiati ed osservati si riferiscono a problemi di degrado dei suoli delle aree agricole e naturali legati ai processi di urbanizzazione, di abbandono delle terre, della perdita di aree naturali ed ai conseguenti fenomeni di erosione dei suoli.
Anche il territorio italiano è interessato dai problemi di degradazione, caratterizzati da diversi livelli di reversibilità, da imputare soprattutto ad una gestione territoriale non sempre sostenibile. Tali fenomeni di degradazione ambientale sono più accentuati in quelle aree ove è stata più forte l’attività antropica e dove si è espressa in modo non compatibile con i criteri fondamentali della conservazione del suolo. La modernizzazione dell’agricoltura degli ultimi 30 anni infatti se nell’immediato ha portato ad un aumento produttivo, nel lungo termine ha prodotto, in alcuni casi, preoccupanti fenomeni di degradazione del suolo e quindi dell’ambiente. D’altro canto anche la pianificazione “urbanistica” del territorio, in particolar modo in passato, (aree industriali e urbane con le relative infrastrutture) ha tenuto conto solo raramente dell’impatto ambientale prodotto soprattutto per quanto concerne il suolo, con conseguente innesco di fenomeni di degradazione e quindi anche di desertificazione. La desertificazione interessa circa il 5,5% del territorio italiano, ed in particolar modo sono state individuate diverse regioni a rischio: la Basilicata, la Calabria, la Puglia, la Sardegna e la Sicilia, sia per il degrado del territorio stesso (processi di erosione e salinizzazione), sia per la gestione sostenibile delle risorse idriche e del patrimonio forestale, per la frequenza ed estensione degli incendi boschivi e per l’urbanizzazione. Inoltre, il 51,8% del territorio italiano, in base ad elaborazioni climatiche e pedoclimatiche, è stato considerato potenzialmente a rischio, in particolare la totalità delle regioni sopra citate e parte delle regioni Campania, Lazio, Abruzzo, Molise, Toscana, Marche e Umbria.
La definizione di efficaci azioni di mitigazione della desertificazione richiede la disponibilità di stime e diagnosi affidabili. Purtroppo la maggior parte delle procedure disponibili sono costose e spesso impraticabili. Queste sono in gran parte basate su un approccio empirico e sui sintomi piuttosto che sulle interazioni uomo-ambiente che sono alla base della desertificazione.
A fronte della congruità di appropriate azioni di contenimento e di lotta alla desertificazione, c’è una carenza di procedure standardizzate per la loro applicazione su scala operativa.
Il progetto DeSurvey si propone di dare un contributo per colmare questo deficit integrando la valutazione dello stato di desertificazione con sistemi di pre-allarme e di valutazione della vulnerabilità dei sistemi di uso del suolo interessati. In questo contesto, sono presi in considerazione in modo dinamico gli effetti interattivi delle determinanti climatiche e socio-economiche che producono fenomeni di desertificazione.
DeSurvey - “A surveillance System for Assessing and Monitoring of Desertification” – è un progetto di ricerca integrato, finanziato nell’ambito del VI Programma Quadro della Comunità Europea (Sixth Framework Programme - Research and Technological Development), area tematica Sviluppo sostenibile, cambiamenti globali ed ecosistemi, sottopriorità tematica Cambiamenti globali ed ecosistemi, tematica Meccanismi di desertificazione argomento Valutazione della vulnerabilità alla desertificazione.
DeSurvey si prefigge di sviluppare un prototipo di sistema di sorveglianza multi-scala, flessibile e a bassi costi che faciliti:

  • la comprensione dei meccanismi di desertificazione in modo sistematico e dinamico;
  • il monitoraggio del grado di desertificazione e la stima dello stato di degradazione dei suoli, inclusa la diagnosi delle determinanti, così come degli effetti collaterali e ritardati; l
  • a previsione del rischio desertificazione e dei trend legati agli scenari climatici e socioeconomici;
  • la discriminazione tra la desertificazione corrente e quella ereditata, e l’identificazione delle aree sensibili alla desertificazione;
  • l’integrazione tra le conoscenze scientifiche e il processo decisionale.

Il progetto prevede un approccio fortemente multidisciplinare, che vede la partecipazione di 39 partner che operano nei settori della ricerca meteorologica, fisico-ambientale e socio-economica, in rappresentanza di 10 paesi dell’Unione Europea di 6 paesi terzi.
Nel presente lavoro vengono presentati l’approccio metodologico relativo alla modellistica e alle componenti climatica e socioeconomica, nonché i risultati dell’analisi dei cambiamenti di uso del suolo di un’area test.

Aspetti climatici

La desertificazione è chiaramente suscettibile ai cambiamenti climatici. In DeSurvey sono sviluppati e applicati metodi per la costruzione di modelli di cambiamenti climatici nelle aree d’interesse del progetto. I cambiamenti climatici che possono avere un sostanziale impatto sulla desertificazione sono i seguenti:

  • un aumento del numero di giorni secchi, e in particolare del numero di lunghi periodi continui di giorni secchi;
  • un aumento della frequenza di eventi piovosi molto intensi;
  • un aumento della temperatura associata ad un aumento dell’evapotraspirazione, da cui una riduzione di umidità a disposizione delle piante.

E’ necessario sviluppare le capacità adeguate per comprendere i cambiamenti del clima nel recente passato, nel presente e nel futuro, e come il clima sia legato alla desertificazione.
Poiché i processi di desertificazione sono particolarmente suscettibili agli eventi climatologici estremi, in particolare inondazioni e siccità, una parte importante nel progetto DeSurvey è rappresentata dallo sviluppo di tecniche per studiare gli eventi estremi nel contesto della desertificazione, e nell’applicare tali tecniche nelle regioni del Mediterraneo.
Ogni tentativo di sviluppare previsioni climatiche passa per la piena comprensione di come il clima sia cambiato nel passato, per stabilire l’intervallo potenziale di variabilità naturale, a fronte dei cambiamenti dovuti all’attività umana. In DeSurvey vengono analizzate le serie temporali di lungo termine esistenti, in particolare delle precipitazioni.
Per lo studio del clima attuale, DeSurvey analizza le relazioni esistenti tra gli indici di circolazione atmosferica (l’Oscillazione Nord Atlantica - NAO) e il clima del Mediterraneo occidentale. In particolare, le previsioni della NAO vengono realizzate usando la temperature del mare, in genere dei tre mesi precedenti. L’Oscillazione Nord Atlantica presenta una bassa frequenza di variabilità su scala decadale, che può avere implicazioni sulla desertificazione. Per esempio, tra il 1960 e l’inizio del 1990 si è registrata una persistente tendenza al rialzo dei valori della NAO, con ovvie implicazioni sulle precipitazioni nell’area Ovest del Mediterraneo, visto che valori fortemente positivi della NAO sono associati a scarse precipitazioni nella regione.
Tecniche innovative di studio dei cambiamenti climatici dovuti al riscaldamento globale sono state sviluppate negli ultimi anni, nell’ambito di programmi di ricerca europei, in particolare:

  • PRUDENCE e MICE, che hanno sperimentato modelli di cambiamenti climatici su scala regionale in rapporto agli impatti associati, in particolare per gli eventi climatici estremi;
  • STARDEX, che, grazie a tecniche statistiche di downscaling e di modellistica climatica, costruisce scenari di cambiamenti climatici ad alta risoluzione (nello spazio e nel tempo).

In DeSurvey vengono usate le tecniche dinamiche e statistiche di downscaling di PRUDENCE e STARDEX, insieme con le tecniche di analisi di impatto di MICE, per lo sviluppo di scenari di cambiamenti climatici, dove vengono analizzate le dinamiche di cambiamento di uso delle terre legati ai processi di degradazione dei suoli, ed in particolare all’erosione.

Modellistica

I modelli e gli strumenti messi a punto nell’ambito del progetto sono integrati in un unico sistema informativo, il Sistema di Sorveglianza DeSurvey. Il sistema è un Modello Integrato di Valutazione (IAM) che integra i principali processi climatici, bio-fisici, ecologici e socioeconomici, i quali influenzano i processi di cambiamento di uso del suolo e di desertificazione. IAM è sviluppato al fine di fornire un supporto all’analisi integrata dei problemi di desertificazione e, allo stesso tempo, alla definizione di misure e politiche per mitigare il fenomeno.
Oltre alla modellistica sui cambiamenti climatici, è opportuno citare il modello spaziale sulle dinamiche di uso del suolo, che partendo dalla precedente esperienza del progetto LADAMER (EU-GMES) consente di analizzare gli effetti delle determinati economiche sui cambiamenti di uso del suolo e del rischio di desertificazione associato, ai diversi livelli geografici (sino a celle di dettaglio) e scale temporali (sino a decadi). Ad esso è associato un modello sulla valutazione della degradazione dei suolo, basato sui processi fisici a terra. Questo è un modello integrato multi scala che combina precedenti esperienze a livello europeo, come il modello sull’erosione dei suoli PESERA, il modello biofisico a scala di dettaglio PATTERN ed il LEIS (Local Environmental Information System), sviluppato per rispondere al contesto africano. Il modello integrato, testato nell’Europa meridionale e in Tunisia riproduce processi climatici meteorologici, fenologici, di sedimentazione e salinizzazione in diversi climi.

La componente socioeconomica

Le determinanti socioeconomiche sui processi di desertificazione rivestono in DeSurvey un ruolo primario, in particolare attraverso l’analisi delle prospettive globali e comunitarie nell'economia agricola, delle risorse naturali e delle tendenze microeconomiche in agricoltura in rapporto alle modifiche dell'uso del suolo e ai conseguenti rischi di desertificazione.
L’Istituto Nazionale di Economia Agraria (INEA), in collaborazione con l’Università Carlos III di Madrid ed il Research Institute for Knowledge System (RIKS) di Maastricht, è impegnata nello sviluppo di un modello integrato di cambiamenti spaziali di sistemi di uso del suolo (LUS), in grado di analizzare gli effetti delle determinanti economiche sulle modifiche dell'uso del suolo e sui conseguenti rischi di desertificazione, sulla base di differenti ipotesi e scenari e per differenti scale geografiche e temporali. In particolare, si opera su due livelli: il livello macro in cui si considerano le dinamiche economiche e demografiche a livello di regioni e province (NUTS 2 e 3) e il livello micro in cui si considerano le interazioni socio-economiche locali e i principi allocativi attraverso le seguenti attività:

  • previsioni di crescita economica e demografica e le conseguenti richieste di suolo in base ai valori e agli scenari passati e presenti;
  • l'analisi, attraverso i dati RICA italiani e spagnoli, dei processi decisionali degli imprenditori agricoli e dei fattori economici, finanziari, fisici ed ambientali che influenzano le scelte sull’utilizzazione dei suoli.

Su scala micro territoriale, in specifiche aree di limitata estensione e attraverso l’integrazione tra dati geografici/fisici e dati RICA, vengono individuate le variabili socio-economiche e i processi che influenzano e caratterizzano le modificazioni puntuali dell’uso del suolo e i relativi trend (con individuazione dell’uso storico del suolo), la definizione delle variabili paesaggistiche che permettono di spazializzare questi trend, la discriminazione tra aree di antica e recente desertificazione, l’analisi dell’accuratezza dei risultati nelle diverse scale di lavoro. Più in particolare, il lavoro verte nella:

  • caratterizzazione e comprensione dei processi spazio-temporali che contribuiscono alla desertificazione a scala di paesaggio/sistemi di uso del suolo;
  • comprensione delle forze socioeconomiche che portano a cambiamenti strutturali in ambienti antropizzati e a transizioni dell’uso del suolo;
  • definizione dei criteri di discriminazione tra desertificazione corrente e passata.

Inoltre, l’INEA, in collaborazione con l’Università Cattolica di Lovanio, attraverso l’utilizzo di tecniche GIS (Sistemi Informativi Geografici) e di telerilevamento, ha sviluppato, nell’area test della provincia di Chieti, modelli e metodi per l’analisi multivariata sulle relazioni spaziali tra cambiamenti di uso del suolo e variabili socioeconomiche che portano al degrado del territorio.
Tale attività ha portato alla realizzazione di una mappa di individuazione e quantificazione dei cambiamenti di uso del suolo, in correlazione con analisi climatiche e di degrado territoriale.

L’analisi dei cambiamenti di uso del suolo nella provincia di Chieti

La provincia di Chieti è stata selezionata come una delle aree test del progetto DeSurvey a causa dei gravi problemi, legati sia alla componente bio-fisica sia a quella socioeconomica, di erosione dei suoli.
La provincia di Chieti, così come gran parte del territorio abruzzese ( 200.000 ettari della superficie regionale sono interessati da fenomeni erosivi e di dissesto), presenta problematiche legate al rischio di erosione per l’alta incidenza di suoli sottili su forti pendenze, oltre alla diffusione di forme di erosione idrica del suolo superficiale e di massa. Il carattere torrentizio dei numerosi corsi d’acqua, nella fascia montuosa interna ed in quella pedemontana, ha generato profonde incisioni vallive che tendono ad aumentare le condizioni di generale instabilità dei versanti attigui. Le pianure della fascia collinare sono spesso oggetto di esondazione, coinvolgenti manufatti impropriamente ubicati. La linea di costa appare in costante generale arretramento provocando ingenti danni agli insediamenti antropici, troppo spesso ubicati all’interno della fascia geomorfologicamente appartenente alla dinamica del moto ondoso. Tali fenomeni sono ulteriormente aggravati da un accentuato fenomeno di abbandono delle terre.
L’analisi dei cambiamenti di uso/copertura del suolo nella provincia di Chieti si prefigge di determinare quali sono i cambiamenti che comportano fenomeni di degrado dei suoli e le relative determinati socio-economiche.
A tal fine è stata realizzata un’analisi multitemporale dei cambiamenti occorsi durante 50 anni, mettendo a confronto quattro differenti mappe di uso/copertura del suolo (1954, 1990, 1997 e 2005).
L’analisi prende in considerazione i cambiamenti intercorsi tra un anno di riferimento e quello successivo, sia come totale a livello provinciale per classe di uso/copertura del suolo, sia come passaggio da una classe all’altra per singolo poligono. Particolare attenzione è stata data ai seguenti cambiamenti (vedi Tabella 1 e Figura 1):

  • dal naturale, semi naturale e agricolo all’artificiale e altre forme di degrado dei suoli;
  • dal naturale e semi naturale all’agricolo; all’agricolo al naturale e semi naturale.

Per aree agricole si intendono tutte le aree coltivate in maniera intensiva (terreni coltivati a cereali irrigati e non, vigneti, oliveti, frutteti, ecc.), quelle frammiste (per esempio: orti misti a vigneti), le aree agricole che presentano al loro interno anche aree con vegetazione naturale e zone agro-forestali.
Per aree naturali e semi-naturali si intendono i boschi a conifere e decidui, i boschi misti, le aree cespugliose, i pascoli, le steppe e le zone coltivate abbandonate.
Per aree artificiali si intendono le aree urbane, le aree industriali e commerciali, le dighe, le reti dei trasporti (strade, ferrovie, porti ed aeroporti), le aree verdi urbane e gli impianti sportivi (piscine, stadi, campi da golf, ecc.) .
Per suolo nudo si intendono tutte le aree senza vegetazione come le cave, le spiagge, le dune, le aree rocciose (es. calanchi) e le aree che hanno una vegetazione inferiore al 30%.

Tabella 1 - principali cambiamenti di uso del suolo nella provincia di Chieti tra il 1954 ed il 2005

Fonte: INEA, 2006

Figura 1 - mappa dei cambiamenti di uso del suolo nella provincia di Chieti tra il 1954 ed il 1990

Fonte: INEA, 2006

Particolare attenzione è stata prestata alla vulnerabilità delle aree agricole e naturali (verso aree artificiali). Il passaggio dall’agricolo al naturale (totale 62.315 ettari) è strettamente legato all’abbandono delle terre. I cambiamenti da naturale e semi naturale ad artificiale (8.709 ettari) sono da considerare fenomeni di degradazione dei suoli (desertificazione). Particolarmente interessante è il percorso che partendo dalle superfici a seminativo, passando per il pascolo e la brughiera, arriva all’arbusteto e al bosco in formazione, poiché rileva la progressiva tendenza all’abbandono delle terre e le relative conseguenze. Il passaggio dalle aree naturali a quelle agricole (20.475 ettari), può essere incluso nelle normali dinamiche di utilizzazione delle terre in aree rurali. In particolare, molti terreni precedentemente abbandonati sono stati riconvertiti alla viticoltura, che ha ugualmente utilizzato aree da sempre naturali. Così come la nascita di infrastrutture irrigue a gestione pubblica ha consentito di recuperare a colture di alto reddito terre, se non interi comprensori, in abbandono o mai messi a coltura.
In definitiva, l’analisi diacronica dell’uso del suolo agricolo mette in evidenza alcuni fenomeni di degradazione definitiva dei suoli (dal naturale e semi naturale all’artificiale: siti urbani e industriali) ed altri che in una fase transitoria (dalle aree agricole e a prato-pascolo a superfici naturali, passando per il pascolo e la brughiera, arriva all’arbusteto e al bosco in formazione) comportano significativi fenomeni temporanei di degradazione dei suoli, in particolare di erosione.
I fenomeni di abbandono delle terre e di cementificazione delle aree agricole e naturali, accompagnati da un regime di precipitazioni a carattere di forte intensità di evento, in vaste aree della provincia di Chieti hanno determinato accentuati fenomeni di erosione, che in alcuni casi assumono carattere di colatura dei suoli, se non addirittura franoso (Figura 2). L’abbandono dei suoli, con conseguente formazione di pascolo naturale, accompagnato da pascolamento intenso, produce ugualmente fenomeni di erosione e colatura dei suoli (Figura 3). Accentuati fenomeni di erosione sono anche dovuti alla diffusione di seminativi in terreni a forte pendenza, che, con l’adozione di pratiche di lavorazione dei terreni fortemente impattanti e l’aumento della frequenza di precipitazioni a forte intensità, stanno portando alla perdita di rilevanti porzioni di suolo agricolo (Figura 4).

Figura 2 - fenomeni di erosione e colatura dei suoli per abbandono delle terre

 

Figura 3 - fenomeni di erosione e colatura dei suoli per abbandono delle terre e pascolamento intenso

 

Figura 4 - fenomeni di erosione dei suoli per lavorazioni ad alto impatto in terreni a forte pendenza

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