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Criteri e metodi di identificazione
Quando si parla del fenomeno di desertificazione bisogna innanzitutto sottolineare come questo termine non abbia una definizione univoca; nel tempo ne sono state date varie interpretazioni, tra cui le più importanti sono:

- "La creazione di condizioni simili a deserto risultanti da processi di erosione" (Aubreville, 1949);

- "La riduzione o distruzione del potenziale biologico della terra che può condurre a condizioni desertiche. E' un aspetto di degradazione dell'ecosistema conseguente a una consistente riduzione nel loro potenziale biologico%u2026" (Programma ambientale delle nazioni unite, UNEP, 1977);
 
- "Il processo che porta ad una riduzione irreversibile della capacità del suolo di produrre risorse e servizi" (Organizzazione per l'alimentazione e l'agricoltura, FAO, Organizzazione delle nazioni unite per l'educazione la scienza e la cultura UNESCO, UNEP,1979);
 
- "L'impoverimento di ecosistemi terrestri sotto l'effetto dell'impatto umano, che può essere misurato attraverso la riduzione di produttività di specie utili, la riduzione di biomassa e la riduzione di biodiversità nella micro e macrofauna e flora, e l'accelerata degradazione del suolo" (Dregne, 1983);

- "Tutte le espressioni comprese per indicare i processi socio-economici, naturali e antropici, che causano una modifica nel suolo, nella vegetazione, nell'atmosfera e nel bilancio idrico di regioni caratterizzate da aridità indotta da fattori  edafici e climatici" (FAO/UNEP, 1984);

- "Degradazione del suolo e delle risorse idriche in aree aride, semiaride e secche/subumide, dovuta principalmente agli impatti antropici negativi" (UNEP, 1991).

Oggi la definizione ufficiale di desertificazione è quella elaborata durante la Conferenza delle Nazioni Unite su Ambiente e Sviluppo (Rio, 1992), in termini di "degrado delle terre nelle zone aride, semi-aride e sub-umide secche, attribuibile a varie cause, fra le quali le variazioni climatiche e le attività antropiche". Questa definizione, recepita nell'ambito della Convenzione Internazionale delle Nazioni Unite sulla lotta alla Siccità e Desertificazione (UNCCD), è considerata profondamente innovativa rispetto alle definizioni precedenti in quanto il degrado del suolo è visto sia in termini di degrado fisico-chimico sia in termini di perdita della redditività economica derivante dalla sua coltivazione; inoltre evidenzia come la desertificazione può essere determinata dal sovrapporsi di cause di origine naturale ed antropica.
 
Legata alla desertificazione, ma sotto certi aspetti diversa, è la problematica della desertizzazione; con tale termine si indica, invece, l'avanzamento dei deserti che si registra in alcune aree del nostro pianeta.
 
Altri termini inerenti la problematica in questione sono quelli dell'aridità e della siccità. La prima è una caratteristica climatica costante di determinate regioni causata dalla scarsità di precipitazione (aree con meno di 200-500 mm annui) e dalla forte evaporazione che sottrae umidità al terreno (Ministero dell'Ambiente, 1999). La seconda è invece un fenomeno che colpisce aree non aride quando le precipitazioni sono inferiori ai livelli normalmente registrati; tale eventualità può comportare condizioni di degrado del territorio producendo danni a tutti i settori produttivi (Ministero dell'Ambiente, 1999).

In particolare si definiscono diversi tipi di siccità: la siccità meteorologica è definita sulla base del grado di siccità in confronto ad una quantità media di precipitazioni e sulla base della durata del periodo siccitoso, in quanto le condizioni atmosferiche che determinano deficienze di precipitazione sono altamente variabili da regione a regione. La siccità agricola collega varie caratteristiche della siccità meteorologica o idrologica agli impatti  sull'agricoltura, focalizzandosi sulla scarsità delle precipitazioni, sulla differenza tra evapotraspirazione effettiva e potenziale e sul deficit di acqua nel suolo e nel sottosuolo. La siccità idrologica è associata agli effetti dei periodi con deficit di precipitazione sul rifornimento idrico del  suolo e del sottosuolo e ha frequenza e gravità definite su scala di bacino fluviale. Infine si evidenzia una siccità idrologica in relazione all'uso del territorio definita oltre che in base al clima, che rappresenta il contributo primario alla siccità idrologica, anche in funzione di altri fattori, come il disboscamento, la degradazione del suolo, la costruzione di dighe, che possono influire sulle caratteristiche di un bacino idrografico.

Per una corretta caratterizzazione del fenomeno della desertificazione è necessario procedere allo studio di molteplici variabili climatiche nonché al monitoraggio sistematico delle stesse. Le grandezze più importanti dal punto di vista climatico sono comunque costituite dalla precipitazione, dalla temperatura, dalla velocità del vento, dalla radiazione solare netta, dall'umidità dell'aria. Queste variabili sono solitamente sintetizzate in appositi indici che forniscono un valore immediato in base al quale è possibile prendere delle eventuali decisioni per la lotta alla desertificazione stessa.

Sebbene nessuno degli indici è adattabile a tutte le circostanze, alcuni indici sono ormai di uso comune. Per assolvere bene al suo compito un indicatore del rischio di desertificazione deve:

1) sintetizzare un insieme di informazioni in un singolo parametro, facile da interpretare e da comunicare al responsabile delle decisioni;

2) non essere eccessivamente semplificato se ciò fa perdere caratteristiche essenziali alla comprensione del fenomeno (ad es. valore medio di una grandezza che presenta una notevole variabilità spaziale);

3) consentire di valutare la gravità della situazione corrente con riferimento ad una serie storica che risulti stazionaria nel tempo;

4) essere normalizzato, se possibile, in modo da consentire il confronto tra zone diverse;

5) essere formulato, se possibile, in termini probabilistici in modo da facilitare la comprensione della pericolosità dell'evento.

In sintesi può quindi affermarsi che la scelta di un indicatore di desertificazione è strettamente connessa all'approccio disciplinare secondo il quale si studia il fenomeno (meteorologico, idrologico, agrario),  al tipo di risorsa idrica di prevalente interesse nel territorio considerato e alla disponibilità di osservazioni sulle grandezze necessarie.

Di seguito sono riportati alcuni tra i più usati indici di desertificazione:

  • Pluviofattore di Lang, definito dal rapporto tra la precipitazione media annua in mm e la temperatura media annua in °C;
  • Indice di De Martonne, detto indice di aridità, definito dal rapporto tra la precipitazione media annua in mm e la somma tra 10 e la temperatura media annua in °C;
  • Quoziente pluviometrico, definito da Emberger ed adatto per individuare periodi di siccità nel clima mediterraneo;
  • Indice di umidità, definito da Emberger ed utilizzato per climi mediterranei, si calcola in funzione della precipitazione media annua, della temperatura nel mese più caldo e di quello più freddo;
  • Indice di aridità UNEP, o aridity index, dato dal rapporto tra la precipitazione media annua e l'evapotraspirazione potenziale quantificata nello stesso intervallo temporale, ET0;
  • Indice di aridità di Crowther, funzione della precipitazione totale annua e della temperatura media annua;
  • Indice di umidità di Thornthwaite, a sua volta risulta combinazione di due  indici, uno di umidità e uno di aridità;
  • Indice di umidità globale, attribuito a Thornthwaite, funzione della precipitazione totale annua  e dell'evapotraspirazione potenziale media annua;
  • Indice di aridità di Bagnouls-Gaussen, funzione della precipitazione totale mensile e della temperatura media mensile;
  • Indice radiativo di Budyko, che propone una classificazione climatica basata su di un bilancio di energia.

Gli effetti dei cambiamenti climatici si manifestano in maniera apprezzabile nelle modifiche subite da precipitazioni e temperatura in numerose località del pianeta.
Le variazioni dei regimi pluviometrici determinano conseguenze rilevanti sui meccanismi che regolano gli ecosistemi, sulla disponibilità di risorsa idrica e sull'agricoltura. La ricerca di trend nelle serie temporali delle precipitazioni e delle temperature è pertanto divenuta un tema di particolare interesse, sia perché la loro presenza rappresenta un segnale del cambiamento climatico in atto, sia perché la conoscenza dell'evoluzione degli afflussi e delle temperature nel tempo può diventare uno strumento di supporto nella definizione di possibili scenari futuri nella pianificazione e nella gestione delle risorse idriche in un territorio.
 
Come già detto, la complessità dei fenomeni che intervengono nel processo di desertificazione ha incentivato, per l'individuazione delle aree vulnerabili, l'uso di metodologie di valutazione basate sull'impiego degli indicatori.

Un'area sensibile è una specifica entità territoriale nella quale fattori ambientali, socio-economici e gestionali non sono tra di loro in equilibrio oppure non sono sostenibili per quel particolare ambiente.

Il modello ESAs  (Environmentally Sensitive Areas to Desertification) rientra tra quelli che impiegano indicatori di sensibilità/vulnerabilità del territorio, sviluppati principalmente entro progetti di ricerca su vasta scala o nel contesto di studi finalizzati alla implementazione dei Piani di Azione Nazionale.

Le aree sensibili alla desertificazione vengono distinte con l'ausilio di indicatori  che valutano la capacità del territorio di tollerare i processi di degradazione attribuibili a fattori climatici (ridotte precipitazioni, frequenza elevata di eventi estremi, elevata evapotraspirazione),  morfodinamici (elevata pendenza e suoli altamente erodibili), pedologici (depauperamento del contenuto in sostanza organica, peggioramento delle caratteristiche fisico - chimiche del suolo), vegetazionali (ridotta copertura vegetale, limitata resistenza della vegetazione alla siccità), antropici (utilizzazione e gestione improprie del suolo).

Il modello ESAs è sviluppato in modo da funzionare indipendentemente dal numero e dal tipo di strati informativi prescelti. Il modello è "elastico" in quanto  consente di impiegare un numero variabile di indicatori che vengono prescelti sia  in funzione del livello di conoscenza del processo e dei fenomeni coinvolti sia per adattare il modello al particolare contesto ambientale in esame.

Gli indici, che singolarmente rappresentano un aspetto del processo di desertificazione,  fanno riferimento alla qualità del suolo SQI (Soil Quality Index), alla qualità del clima CQI (Climate Quality Index), alla qualità della vegetazione VQI (Vegetation Quality Index)  ed alla qualità della gestione MQI (Management Quality Index). Ciascun indice di qualità  viene valutato in funzione dei diversi indicatori di base presi in considerazione, che sono  rappresentativi dei diversi processi (es., erosione, evapotraspirazione) che concorrono alla definizione del fenomeno della desertificazione nel particolare territorio esaminato.

Gli indici SQI, CQI, VQI e MQI vengono poi tra loro combinati per giungere alla valutazione  finale di un indice di sintesi denominato ESAI (Environmental Sensitive Areas Index): 

ESAI = (SQI  * CQI  * VQI  * MQI)1/4

Sulla base del valore assunto dall'indice ESAI, il modello individua le seguenti tipologie di aree:

1. Aree Critiche (ESAI > 1.38): sono quelle degradate per il cattivo uso del suolo e costituiscono  un rischio per l'ambiente. Presentano un'elevata erosione del suolo, valori elevati del deflusso e di produzione di sedimenti;

2. Aree Fragili (1.23 < ESAI < 1.37): vengono definite quelle aree dove una modifica dei fattori  naturali fa aumentare i rischi di desertificazione (cambiamenti climatici, uso del suolo, ecc.);

3. Aree Potenziali (1.17 < ESAI < 1.22): sono meno a rischio rispetto alle fragili, ma necessitano di politiche di pianificazione precise e concrete;

4. Aree Non Affette (ESAI < 1.17): suoli profondi, quasi pianeggianti, con buon drenaggio, in condizioni climatiche semi-aride o umide.

Il metodo si presenta come concettualmente semplice, di facile applicazione, capace di combinare  informazioni quantitative e dati descrittivi inerenti il suolo, la vegetazione, il clima e il land management, e si presta, infine, anche all'impiego dei Sistemi Informativi Geografici.

Per valutare le condizioni che caratterizzano un clima desertico il modello ESAs utilizza come  indicatori, l'aridità, la piovosità e l'esposizione. Questa scelta riflette la necessità di  caratterizzare un clima come desertico quando si verifica un ampio deficit pluviometrico  (evapotraspirazioni effettive superiori alle precipitazioni), una distribuzione irregolare delle precipitazioni nell'anno, l'occorrenza di eventi estremi, anomalie temporali nelle fasi del ciclo vegetativo e della pioggia. L'esposizione del pendio, influenzando la quantità di irraggiamento ricevuto dalla superficie, condiziona indirettamente, per la vegetazione che si insedia sul pendio, il microclima ed i processi di erosione.

Nella caratterizzazione climatica del territorio siciliano ai fini della determinazione delle zone sensibili alla desertificazione studi precedenti hanno suggerito di prendere in considerazione indicatori rappresentativi dell'aridità, dell'erosione idrica superficiale e dell'esposizione dei versanti.

Questa scelta discende, per quanto attiene all'influenza del clima sul processo di desertificazione, dalle peculiarità dell'ambiente mediterraneo che è caratterizzato da una notevole variabilità delle precipitazioni sia nell'arco di un singolo anno che in un periodo pluriennale. Infatti, le precipitazioni in Sicilia risultano concentrate in un numero ridotto di giorni piovosi all'interno dell'anno (mediamente 65 giorni), che si concentrano in pochi mesi, e gli eventi meteorici sono quasi sempre caratterizzati da valori rilevanti dell'intensità della precipitazione.

Per questa ragione i caratteri delle precipitazioni non possono essere schematizzati facendo ricorso al solo totale annuo, che al più può essere considerato espressivo di situazioni siccitose, ma devono essere rappresentati anche in termini di intensità al fine di tenere conto dell'influenza del clima sui processi erosivi.

L'indice delle aree sensibili dal punto di vista ambientale ESAI consente di suddividere il territorio in esame in zone che sono potenzialmente suscettibili in modo diverso al processo di desertificazione.
 
La suddivisione del territorio isolano in zone a differente ESAI evidenzia una chiara dominanza delle aree fragili e critiche dal punto di vista climatico-pedologico (mappa).



Attività correlate:
 
- Studio dei trend temporali delle principali variabili climatiche (afflussi meteorici e temperatura), a scala locale e regionale, e di alcuni indici identificativi di rischio di desertificazione da essi derivabili (scarica il documento).

- Studio delle modalità di calcolo e dell'utilizzo delle informazioni inerenti l'indice di aggressività delle piogge ed il fattore di erodibilità dei suoli per individuare, nell'ambito del modello ESAs, le aree sensibili alla desertificazione, da un punto di vista della qualità del clima e dei suoli, del bacino del Fiume Imera Meridionale (scarica il documento).
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