INVENTARIO E MONITORAGGIO DELLE RISORSE E DEGLI AMBIENTI FORESTALI

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1 Sottoprogetto 4.1 INVENTARIO E MONITORAGGIO DELLE RISORSE E DEGLI AMBIENTI FORESTALI Responsabile scientifico Vittorio Tosi (Istituto sperimentale assestamento forestale, Trento) 1) Problema posto al sottoprogetto Domanda di ricerca messa in evidenza Mettere il nostro paese in grado di fornire informazioni di statistica forestale nazionale periodicamente aggiornate e certificabili, le quali possano costituire la base per valutare il rispetto degli impegni assunti dall Italia in sede internazionale (Protocollo di Kyoto sulla riduzione dei gas a effetto serra, Convenzione sulla biodiversità, Convenzione sulla lotta contro la desertificazione ecc.). Fornire informazioni aggiornate di quadro generale sulle condizioni ecologiche, ambientali e selvicolturali dei boschi e sulla loro valenza economica, sociale e occupazionale, per utilizzarle nel Piano forestale nazionale al quale l Italia si è impegnata sottoscrivendo i Forest principles di Agenda 21 e nell attività di monitoraggio continuo prevista dalla Risoluzione di Lisbona del Assicurare la confrontabilità fra gli inventari forestali condotti in Italia a livello nazionale e regionale e il coordinamento fra l inventario nazionale italiano e quelli degli altri paesi europei. Assicurare la coerenza fra i parametri definitori e classificatori di fondo degli inventari forestali e quelli delle statistiche forestali nazionali e internazionali (ISTAT, EUROSTAT). Assicurare la stessa coerenza, al massimo livello possibile, nei confronti delle varie altre iniziative nazionali di controllo estensivo dei boschi (programmi di monitoraggio e cartografia delle risorse naturali curati del Ministero per l ambiente, Sistema informativo della montagna realizzato dal MIPAF ecc.). Implementare soluzioni tecniche concrete affinché gli inventari forestali, che nel prossimo futuro si succederanno con cadenze prevedibilmente decennali, siano aggiornabili con monitoraggi a basso costo e a cadenza annuale o biennale per quanto riguarda i principali cambiamenti che investono massicciamente le superfici boscate (incendi, disboscamenti, calamità naturali, impianto di nuovi boschi, rimboschimento naturale ecc.). Quadro di riferimento per le iniziative di ricerca E della massima urgenza realizzare il secondo Inventario forestale nazionale dopo il precedente del 1985; tale compito esula dalle possibilità della ricerca. In questa sede è però possibile almeno porre le basi scientifiche e metodologiche per un futuro progetto esecutivo che si spera non venga rinviato ancora a lungo e che - 1 -

2 inevitabilmente coinvolgerà varie amministrazioni: in primo luogo il Ministero per le politiche agricole e forestali, il Ministero per l ambiente, l Istituto nazionale di statistica, le regioni. A) Standard per gli inventari forestali di area vasta Vengono definiti i parametri di base del secondo inventario forestale nazionale, la progettazione del quale è stata in questo modo facilitata per la soluzione dei problemi preliminari di impostazione, secondo le nuove definizioni e classificazioni previste dalla FAO e adottate dagli altri paesi europei. Importanti input vengono inoltre forniti nella seconda e terza fase degli step operativi secondo i quali è organizzato l inventario, in relazione alla selezione degli attributi da rilevare e alle modalità più opportune di esecuzione. I risultati verranno proposti alle regioni in modo che anche gli inventari locali che esse realizzeranno in futuro possano adeguarsi agli standard generali; ciò faciliterà le amministrazioni regionali nella predisposizione di vari atti tecnici relativi all attuazione delle normative comunitarie in materia di progettazione, finanziamento e controllo degli interventi di gestione forestale. I nuovi standard verranno anche proposti all ISTAT per coordinare le statistiche forestali nazionali e al Ministero dell ambiente per rendere gli inventari confrontabili con le altre indagini nazionali sulla consistenza e distribuzione spaziale delle risorse naturali. Gli stessi standard potranno infine costituire il quadro di riferimento proposto all interno del Sistema informativo della montagna (SIM) del MIPAF. B) Monitoraggio dell ambiente forestale Il telerilevamento rappresenta uno strumento molto utile nel monitoraggio dei cambiamenti, soprattutto perché consente di abbattere costi e tempi dei rilievi; è tuttavia necessario testare l'accuratezza che una sua introduzione più o meno spinta nelle tecniche inventariali può consentire. Un'attenzione particolare viene rivolta al confronto fra diversi supporti offerti dal telerilevamento, e in particolare all'analisi delle potenzialità dei nuovi supporti, per valutare i risultati ottenibili a differenti scale spaziali e temporali. Le ricerche che fanno capo a questo filone analizzato e confrontano fra loro i vari metodi di stima delle superfici forestali e delle loro variazioni a scala nazionale e regionale. Sono poste a confronto tecniche di controllo della copertura arborea e arbustiva, sia attraverso procedure al suolo, sia attraverso l impiego di immagini satellitari ad alta risoluzione. Si verificano le possibilità tecniche concretamente implementabili - pertanto adottabili estensivamente e operativamente per l intero territorio forestale nazionale e per quelli regionali - nel monitoraggio annuale o biennale dei fenomeni di maggiore impatto sulla superficie boscata (incendi, disboscamenti, cambi di coltura, ecc.). Anche il fenomeno della rinaturalizzazione delle aree abbandonate dall agricoltura rientra nella casistica di osservazione. C) Stima della biomassa dei boschi italiani Vengono messi a punto modelli di stima della biomassa, della necromassa e dei principali assortimenti di legname per tutti i tipi di bosco e di vegetazione che saranno oggetto dei futuri inventari forestali e del controllo del carbonio atmosferico fissato dai boschi. Qualora richiesto, i modelli approntati potranno costituire la base per successivi approfondimenti specifici a livello regionale o sub-regionale. Vengono definiti protocolli di rilevamento standardizzati a livello nazionale per quanto riguarda la raccolta dei campioni arborei da impiegare nella costruzione dei modelli di stima, creando una banca dati consultabile in rete e progressivamente aggiornabile in futuro, previo controllo della correttezza dei dati immessi. 2) Strategia adottata Nella fase di impostazione del sottoprogetto è stata messa in luce la necessità di realizzare al più presto il secondo Inventario forestale nazionale dopo il precedente datato 2

3 1985. Ora il nuovo inventario (Inventario nazionale delle foreste e dei serbatoi forestali di carbonio INFC) è stato finalmente avviato e si avvale dei trasferimenti diretti delle conoscenze che confluiscono dalle ricerche del presente sottoprogetto e da altre condotte parallelamente (l ISAFA, si ricorda tra l altro, è consulente scientifico del MiPAF per il nuovo inventario). Le attività del sottoprogetto sono finalizzate ad ottenere risultati di ricerca con ricaduta immediata nel nuovo inventario forestale nazionale e negli inventari che seguiranno a livello nazionale e regionale. Le iniziative di ricerca si inseriscono nei tre filoni illustrati in premessa. Per il conseguimento degli obiettivi di seguito evidenziati per dare risposta ai problemi evidenziati in premessa, il sottoprogetto è stato organizzato secondo le seguenti sei unità operative (tre interne all ISAFA e tre esterne): COD. U.O. TITOLO RICERCA RESPONSABILE ALTRI RICERCATORI Standard per gli Vittorio Tosi Patrizia inventari forestali di Gasparini, area vasta Marcello (ambito nazionale) Monteccone Monitoraggio dei cambiamenti della superficie forestale (ambito alpino) Monitoraggio dell'arboricoltura da legno in pianura e collina (ambito padano) Monitoraggio della superficie forestale e rappresentazioni cartografiche (ambito appenninico) Osservazione dei processi di rinaturalizzazione negli ambienti mediterranei (ambito insulare) Flora De Natale Domenico Coaloa Piermaria Corona Marco Marchetti Virginia Puzzolo, Fabio Giannetti, Vittorio Tosi Piermario Chiarabaglio Gerardo Chirici, Davide Travaglini Tommaso Lamantia, Sebastiano Cullotta, Donato Lamela Veca ENTE Istituto Sperimentale per l'assestamento Forestale e per l'alpicoltura (Trento) Istituto Sperimentale per l'assestamento Forestale e per l'alpicoltura (Trento) Istituto di Sperimentazione per la Pioppicoltura (Casale Monferrato AL) Università della Tuscia (Viterbo) Università degli Studi di Palermo - Istituto di Coltivazioni Arboree (Palermo) Approntamento di procedure e di modelli di stima delle fitomasse e del carbonio stoccato nelle cenosi forestali italiane (ambito nazionale) Giovanni Tabacchi Patrizia Gasparini, Vittorio Tosi, Michela Nocetti Istituto Sperimentale per l'assestamento Forestale e per l'alpicoltura (Trento) Le unità operative, pur affrontando aspetti diversificati nel settore del monitoraggio dell ambiente forestale, sono tra loro legate e interconnesse secondo lo schema rappresentato in figura 1. (figura 1) Il sottoprogetto trova un risvolto applicativo sia a grande scala sia a scala più locale. Il primo caso riguarda le UO 1 e 6, che sviluppano studi a valenza nazionale connessi con la realizzazione del nuovo inventario forestale nazionale. Nel secondo (UO 3

4 2,3,4,5) la portata delle ricerche, pur avendo un preminente interesse nazionale ha sicuramente anche ricadute a livello locale. Nel prospetto che segue vengono indicate le attività di ricerca, con i principali obiettivi e le regioni interessate dalle attività sperimentali. UO REGIONE ATTIVITA DI RICERCA E OBIETTIVI Tutte le regioni Trentino Trentino Marche Piemonte Lombardia Abruzzo Emilia/Romagna Lazio Veneto Sicilia Sicilia Tutte le regioni Standard inventariali in uso negli inventari regionali: - comparazione degli standard inventariali in uso - definizioni di bosco adottate in ambito inventariale e non inventariale - quadro di riferimento standard e procedure inventariali Sperimentazione attributi di nuovo tipo da inserire nelle indagini inventariali Monitoraggio dei cambiamenti della superficie forestale: - sviluppare metodologia di analisi e classificazione di immagini telerilevate chiara e ripetibile - classificazione delle foreste con metodi di TLR secondo grandi categorie utilizzabili a fini inventariali - procedure speditive di monitoraggio della superficie forestale e degli attributi essenziali per la stima dei cambiamenti Monitoraggio dell'arboricoltura da legno in pianura e collina: - comparazione metodi di stima mediante TLR delle superfici occupate da arboricoltura (pioppeti e altre latifoglie) - analisi e monitoraggio delle altre formazioni arboree in filari Monitoraggio della superficie forestale e rappresentazioni cartografiche: - Valutazione della potenzialità d uso dei nuovi sensori satellitari ad alta (Landsat 7 ETM+) e altissima (Ikonos, Quickbird) risoluzione ai fini di cartografazione delle superfici dei tipi forestali, con riferimento a scale 1:25000/1: Sperimentazione di tecniche di classificazione objectoriented di immagini telerilevate ad alta ed altissima risoluzione a fini forestali Osservazione dei processi di rinaturalizzazione negli ambienti mediterranei di ex-coltivi e rimboschimenti: - analisi ecologica e delle dinamiche evolutive della vegetazione naturale insediatasi in seguito all abbandono dei coltivi e nelle piantagioni - definizione di valide metodologie per l inventario ed il monitoraggio dei processi di rinaturalizzazione in atto nel contesto ambientale mediterraneo. Approntamento di procedure e di modelli di stima delle fitomasse e del carbonio stoccato nelle cenosi forestali italiane - modelli di fitomassa arborea epigea e delle sue componenti qualitative, per specie e gruppi di specie - modelli di fitomassa epigea per formazioni a prevalente portamento arbustivo 3) Risultati raggiunti finora 4

5 I principali risultati ottenuti fino all attualità vengono di seguito sintetizzati per le singole schede di ricerca Standard per gli inventari forestali di area vasta Stato aggiornato delle realizzazioni inventariali in Italia. L analisi condotta ha fornito un quadro di riferimento aggiornato delle realizzazioni inventariali a livello nazionale, regionale e locale. Sono state poste a confronto le varie caratteristiche delle indagini inventariali come i disegni, le unità di campionamento, il tipo di attributi, le definizioni associate alla copertura forestale, le procedure statistiche di elaborazione, i modelli estimativi, la qualità delle informazioni. Le principali divergenze riscontrate, riguardano soprattutto gli aspetti delle definizioni di copertura forestale, per le quali si verifica anche una sovrapposizione di norme a valenza locale utilizzate per finalità specifiche. Si è anche riscontrato come esista una correlazione tra periodo di realizzazione del documento inventariale e tipologia di informazioni raccolte. I primi inventari sono infatti caratterizzati da disegni inventariali mono-obiettivo, mentre quelli più recenti tendono a raccogliere un ventaglio più ampio di informazioni come la biodiversità, le tonnellate di carbonio fissato da parte delle aree boscate, l attitudine turistico-ricreativa, i pericoli di dissesto, lo stato di salute dei boschi. Gli attributi di nuovo tipo riferiti allo schema pan-europeo di criteri e indicatori di gestione forestale sostenibile sono stati raccolti in un prospetto che evidenzia la loro presenza nelle indagini inventariali (tabella 1). Alcune prove di campionamento (modalità di raccolta, unità di campionamento da utilizzare, ecc) sono state attuate per alcuni attributi di nuovo tipo, come la necromassa (legno morto al suolo), le fasce ecotonali e la struttura verticale per fini inventariali (Trentino). Le prove, spazialmente limitate, non hanno consentito di trarre conclusioni generalizzabili e richiedono ulteriore sperimentazione Monitoraggio dei cambiamenti della superficie forestale Le attività di ricerca condotte o avviate fino a questo momento sono consistite principalmente in prove di classificazione a diverso dettaglio realizzate con immagini da satellite a media risoluzione (Landsat TM e SPOT HRV) su tre diverse aree di studio del territorio nazionale, due di carattere alpino, localizzate in Trentino, ed una di carattere appenninico, ricadente nella regione Marche. Tali aree sono state scelte in modo da assicurare un ampia varietà dei caratteri ecologici (geologici, geomorfologici, climatici) e di formazioni forestali, rappresentative sia della vegetazione alpina che di quella appenninica. Nella scelta di queste aree sono stati instaurati dei contatti sia con il Servizio Foreste della Provincia di Trento, che ha manifestato interesse per la ricerca ed ha messo a disposizione i suoi archivi territoriali, oltre ad avviare con l Istituto studi di approfondimento sul monitoraggio dei boschi di neoformazione, tuttora in corso e che fanno parte di un progetto di ricerca dedicato, sia con il Settore Foreste della Regione Marche, che ha offerto la propria disponibilità a fornire i dati derivati dall inventario forestale regionale per applicazioni integrate alle immagini da satellite. Su tali aree sono state applicate diverse procedure di classificazione ed in particolare sono stati analizzati in particolare i vantaggi di analisi multitemporali, disponendo per ciascuna di almeno un immagine riferibile al periodo estivo ed una riferibile a quello autunnale o primaverile e quelli derivanti dall applicazione di tecniche di correzione topografica della radianza. Molte delle prove realizzate sono state condotte in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria e Telecomunicazioni dell Università di Trento, in occasione di stage trimestrali di studenti di ingegneria presso le nostre strutture. Particolare attenzione è stata dedicata alla valutazione dell accuratezza, al fine di poter determinare con buona affidabilità i livelli di accuratezza raggiungibili con questo tipo di elaborazioni nella produzione di mappe bosco/non bosco, che possono essere delle buone basi per attività di monitoraggio del bosco e in quella di mappe di maggiore dettaglio della copertura forestale. Sono stati in particolare verificati gli effetti sul miglioramento dell accuratezza ottenuti a diverso grado di dettaglio con: - l applicazione di filtri alle bande prima di procedere alla classificazione; - l applicazione di correzioni topografiche alle immagini; - l adozione di diversi algoritmi di classificazione; - l utilizzo di immagini multi-temporali; 5

6 - l utilizzo di bande sintetiche derivate dall analisi della tessitura nella classificazione delle immagini. I risultati sono stati valutati a diversi livelli di dettaglio, come riportato in figura 2. Riguardo alle possibilità di rilevamento di attributi del bosco mediante supporti telerilevati, sono state condotte prove di misura della copertura su ortofoto digitali in maniera diretta e attraverso l uso di apposite griglie di punti, per valutare le dimensioni ed il passo ideali di tali griglia di punti e le possibilità di un uso estensivo nelle attività di fotointerpretazione richieste per gli inventari forestali. Bosco Non bosco Classi di copertura del suolo Livelli di classificazione Conifere - latifoglie Categorie di bosco (per gruppi di specie) Procedure applicate a) Pre-filtraggio delle bande b) Correzioni topografiche c) Diversi algoritmi di classificazione Maximum likelihood Fuzzy Reti neurali d) Immagini mono e multi-temporali e) Utilizzo di tecniche di analisi della tessitura Fig.2 Livelli di classificazione ottenuti e procedure applicate Nella tabella 2 sono riportate le classi identificate nelle classificazioni ai diversi livelli di dettaglio considerati. Le categorie di bosco sono state individuate basandosi esclusivamente sulle specie arboree prevalenti. La classificazione degli arbusteti è attualmente in fase di sperimentazione. Le prove effettuate sono state condotte principalmente con il classificatore Maximum Likelihood, anche se in alcuni casi sono state fatte anche prove in parallelo con altri classificatori (un classificatore fuzzy ed uno a reti neurali) ottenendo risultati comunque comparabili. Particolare attenzione è stata rivolta agli effetti delle correzioni topografiche delle immagini sulle accuratezze delle classificazioni e sono state svolte numerose prove sia con immagini SPOT HRV che con immagini Landsat 5, sull area di studio alpina dell Alta Vigolana. I risultati di questa sperimentazione hanno portato a concludere che l applicazione delle tecniche di correzione topografica finora disponibili, ed in particolare quella dei metodi non-lambertiani, può portare ad un miglioramento dell accuratezza molto localizzato e in particolare per alcune classi, mentre l effetto sulle classificazioni di territori vasti non risulta di particolare rilievo. Alcuni approfondimenti in questo settore sono stati avviati con la collaborazione a titolo gratuito del dott. Massimo Vincini, ricercatore dell Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza. 6

7 Classificazione Bosco Non bosco Classificazione Copertura del suolo Classificazione Conifere- latifoglie Classificazione a livello di specie e gruppi di specie NON BOSCO Acqua Agricolo Pascoli Roccia Urbano BOSCO BOSCO Arbusteti Conifere Latifoglie Mughete Alnete Abetine - Peccete Lariceti Pinete Tab.2 Classi individuate ai diversi livelli di dettaglio (in grigio sono segnate quelle per le quali i risultati non sono ancora disponibili) Nella tabella 3 sono riportati i valori di accuratezza ottenuti nella classificazione delle coperture del suolo e nelle relative classificazioni bosco-non bosco dell immagine SPOT HRV estiva per prove realizzate in una parte dell area di studio dell Alta Vigolana. Da tale confronto emerge che l utilizzo di una soglia minima di probabilità (soglia di rejection) così come quello di un pre-filtraggio (con filtro mediano 3x3) delle bande determina, in generale, un miglioramento nell accuratezza della classificazione delle varie classi di copertura del suolo che è ancor più evidente nella classificazione bosco-non bosco che raggiunge accuratezze globali superiori al 94%. Classificazione Copertura del suolo Bosco/non-bosco OA (%) K OA (%) K senza soglia con soglia pre-filtrato senza soglia Tab.3 Accuratezza globale (Overall Accuracy) e valori del coefficiente K per le classificazioni ottenute dall immagine SPOT HRV senza soglia, con soglia pari a 0.9 e con il pre-filtraggio delle bande Sull altra area di studio, quella dell Alto Garda, era invece stato verificato un certo miglioramento dell accuratezza, nelle classificazioni della copertura del suolo e bosco/nonbosco di un immagine Landsat 5 estiva, ottenuto con l introduzione di bande spettrali derivate dal calcolo della tessitura sulle diverse bande spettrali, che ha portato ad ottenere valori di accuratezza superiori al 95% per la classificazione bosco/non-bosco. Prove di classificazione di maggiore dettaglio della copertura forestale, realizzate ancora nell area di studio dell Alta Vigolana utilizzando immagini multi-temporali, hanno 7

8 permesso di ottenere accuratezze migliori rispetto alle prove condotte in parallelo su immagini mono-temporali (vedi tab.4 e tab.5). L utilizzo di immagini multi-temporali relative a diversi periodi dell anno permette infatti di classificare le coperture forestali anche sulla base delle variazioni nel tempo della risposta spettrale delle specie. All aumentare del dettaglio si riducono comunque i valori di accuratezza raggiungibili. Classi di copertura multi-temporale estiva autunnale PA (%) UA (%) PA (%) UA (%) PA (%) UA (%) Conifere Latifoglie OA (%) K % pixel non classificati Tab. 4 - Producer s (PA), User s (UA), Overall accuracy (OA) e K ottenuti per la classificazione conifere-latifoglie di immagini mono-temporali e multi-temporali in un area di studio alpina (Alta Valsugana). Classi di copertura multi-temporale estiva autunnale PA(%) UA(%) PA(%) UA (%) PA (%) UA (%) Abetine - Peccete Pinete Lariceti Latifoglie OA (%) K % Pixel non classificati Tab. 5 - Producer s (PA), User s (UA), Overall accuracy (OA) e K ottenuti per la classificazione a livello gruppi di specie di immagini mono-temporali e multi-temporali in un area di studio alpina (Alta Valsugana). Sono state infine valutate le possibilità di impiegare mappe bosco/non-bosco ottenute da immagini SPOT HRV per un analisi del paesaggio e soprattutto delle caratteristiche spaziali e della distribuzione del bosco, mediante il calcolo di specifici indici di qualità del paesaggio. Anche queste ultime prove hanno riguardato l area di studio dell Alta Valsugana. Dall analisi condotta è risultato che queste mappe bosco/non-bosco possono essere delle buone basi per intraprendere un analisi del paesaggio. Un limite all analisi non è rappresentato tanto dalla risoluzione spaziale, quanto dal dettaglio della classificazione, perché informazioni più dettagliate sulla copertura del suolo, benché con accuratezze inferiori, permetterebbero di valutare meglio la qualità complessiva del paesaggio ed anche quella delle tessere di bosco Monitoraggio dell'arboricoltura da legno in pianura e collina Messa a punto dei modelli fotografici relativi a quattro classi di copertura della chioma degli impianti di pioppo e per altri impianti di arboricoltura. I risultati parziali potranno essere utilizzati per lo studio delle firme spettrali sulle immagini del satellite IKONOS. Definizione della tipologia delle formazioni arboree lineari e dei relativi modelli di classificazione. Dal confronto di metodi di campionamento per la stima delle formazioni lineari al fine di valutarne la loro efficienza è emerso che il metodo per intersezioni lineari produce stime precise e accurate per quanto concerne lo sviluppo lineare, mentre il campionamento per aree di saggio offre maggiori informazioni rispetto al metodo precedente con una efficienza lievemente inferiore. Le immagini acquisite del satellite hanno permesso di mettere a punto quattro modelli fotografici per i pioppeti, corrispondenti a 4 classi di copertura delle chiome e correlabili con classi di età delle piantagioni. Si sono anche individuati modelli fotografici per alcuni impianti di arboricoltura da legno, distinguibili per il sesto d'impianto differente dal pioppeto e, in alcuni casi, per la presenza di specie arboree consociate con quelle arbustive. Tutti i modelli sono stati messi a punto utilizzando la banda pancromatica delle 8

9 immagini IKONOS che è risultata avere le migliori caratteristiche per una classificazione a video per il pioppo anche in confronto alle immagini a colori IT2000. Grazie ai modelli sono state classificate a video le immagini relative alle aree acquisite. Si è proceduto a scontornare i campi a una scala di 1: Alcuni controlli a terra sono stati necessari per eliminare i casi di dubbia classificazione. Sono state eseguite prove per studiare la firma spettrale di pioppeti con classe di copertura elevata (oltre il 75%), ovvero dei pioppeti maturi, utilizzando la combinazione delle quattro bande multispettrali. Questa ha permesso di eseguire una classificazione guidata con risultati molto promettenti almeno per quanto riguarda l'estensione della superficie totale coltivata a pioppo, non altrettanto per la localizzazione degli impianti. Nella tabella seguente è sinteticamente riportata la classificazione delle coperture per le tipologie arboree considerate attraverso i due tipi di immagini. TIPO DI FORMAZIONE IKONOS Classe di copertura % Pioppicoltura 1 a <5 2 a 5 <25 3 a 25 <75 4 a 75 Arboricoltura da legno 1 a <50 2 a 50 Filari 1 alto fusto >5 m altezza lunghezza >25 m IT2000 Classe di copertura % 1 a <5 2 a 5 <25 3 a 25 <75 4 a 75 1 a <50 2 a 50 1 alto fusto >5 m altezza lunghezza >25 m Nei ettari riguardanti le 4 aree test sono stati classificati 3950 ettari di pioppicoltura, circa 40 ettari di arboricoltura da legno e circa 150 km di filari Monitoraggio della superficie forestale e rappresentazioni cartografiche E stata testata comparativamente la potenzialità di sensori ad alta (Landasat 7 ETM+) e altissima risoluzione (Ikonos) per l identificazione, il monitoraggio e la cartografia di tipi forestali. Le sperimentazioni condotte sono state svolte nell area mediterranea di Castelfusano presso Roma (Lazio) e sono in corso nell area alpina di Val Visdende (Veneto). Sono stati messi a confronto le seguenti procedure di classificazione delle immagini: - interpretazione on-screen in ambiente GIS - procedure supervised di tipo hard (maximum likelihood, linear discriminant analysis) - procedure supervised di tipo soft (subpixel unmixing su Landsat; fuzzy maximum likelihood su Ikonos) I risultati delle procedure messe a punto sono stati molto promettenti, in termini di accuratezza tematica rispetto alla verità acquisita a terra con apposita campagna di rilievi. L elevata risoluzione geometrica delle ultime generazioni di immagini telerilevate aumenta la possibilità di riconoscere visivamente gli oggetti al suolo ma ne aumenta anche la complessità spettrale. All aumentare della risoluzione geometrica e al diminuire del numero di bande spettrali diminuisce l efficacia dei tradizionali metodi di classificazione unsupervised e supervised pixel-oriented. In tale contesto la fotointerpretazione in ambiente GIS di composizioni in falsi colori risulta essere ancora l unico approccio operativo per la realizzazione di cartografie tematiche. Le tecniche di segmentazione multirisoluzione e di classificazione object-oriented aprono nuove prospettive di utilizzo delle immagini telerilevate finalizzate alla creazione di cartografie tematiche in quanto capaci di meglio valorizzare l elevato contenuto informativo della componente geometrica delle immagini. L approccio object-oriented non definisce intrinsecamente un metodo di classificazione. Una volta definiti, tramite segmentazione i poligoni, essi possono essere classificati in maniera totalmente manuale o tramite un qualsiasi metodo di classificazione di tipo supervised o unsupervised. 9

10 Sulla base dell esperienza maturata nell ambito della presente sperimentazione, una metodologia mista di preclassificazione supervised dei poligoni seguita da un controllo e da una revisione manuale per fotointerpretazione può costituire una via operativamente percorribile per la realizzazione di cartografia tematica forestale. Il prodotto generato, rispetto a quello da fotointerpretazione, avrà un maggior livello di oggettività nella definizione dei limiti tra diverse unità di uso/copertura del suolo, così come nell attribuzione delle classi di legenda ai poligoni creati. Anche i tempi di realizzazione saranno comunque più bassi rispetto a quelli richiesti dalla tradizionale digitalizzazione manuale. La segmentazione e le classificazioni object-oriented richiedono ancora un vasto sviluppo operativo volto a individuare la procedura di elaborazione ottimizzata in funzione delle caratteristiche geometriche e spettrali delle immagini disponibili, del sistema di nomenclatura utilizzato e della scala di riferimento della cartografia da produrre. L ampia gamma di procedure implementabili con approccio object-oriented richiede inoltre una specifica preparazione del personale tecnico. La tabella seguente riassume i parametri guida utilizzati per il processo di segmentazione multirisoluzione nell area di studio. Parametri guida Primo livello Secondo livello Peso relativo delle bande spettrali (w c) Peso relativo dell importanza dell eterogeneità spettrale rispetto all eterogeneità geometrica (w f) Peso relativo dell importanza del fattore frattale rispetto al fattore di compattezza (w g) Tutte le bande con egual peso 0,7 0,8 0,7 0,9 Fattore di scala Tutte le bande con egual peso Il prospetto che segue illustra gli attributi utilizzati per la classificazione dei poligoni di primo livello generati dal processo di segmentazione multirisoluzione. Attributo del poligono Tipo Descrizione Media della c-esima banda spettrale (c = 1 4) Deviazione standard della c-esima banda spettrale (c = 1 4) Spettrale Spettrale Media dei valori di digital number dei pixel inclusi nel poligono considerato Deviazione standard dei valori di digital number dei pixel inclusi nel poligono considerato Area Geometrico Estensione del poligono considerato Area/perimetro Numero di poligoni a contatto sullo stesso livello gerarchico Numero di poligoni corrispondenti nel livello gerarchico inferiore Estensione media dei poligoni corrispondenti nel livello gerarchico inferiore Geometrico Gerarchico Gerarchico Gerarchico Rapporto tra estensione e lunghezza del perimetro del poligono considerato. Numero di poligoni di primo livello in contatto con il poligono considerato Numero di poligoni di secondo livello di cui è composto il poligono considerato Estensione media dei poligoni di secondo livello di cui è composto il poligono considerato 10

11 Osservazione dei processi di rinaturalizzazione negli ambienti mediterranei L UO di Palermo ha individuato diverse aree di studio distribuite in Sicilia e nell isola di Pantelleria (Tp), all interno delle quali sono state identificate complessivamente 50 aree di saggio ed effettuato il rilievo dei dati. E stato quindi possibile, dopo questo primo anno di analisi, ottenere i primi dati sinteticamente di seguito riportati. Per lo studio e la quantificazione dei processi di rinaturalizzazione degli ex-coltivi sono state indagate tre località (aree test): Ø Pantelleria (suoli acidi) (ex uliveti, vigneti e cappereti): 16 aree di saggio; Ø M.te Mimiani, in provincia di Caltanissetta (suoli acidi) (ex uliveti e seminativi): 4 aree di saggio più 2 transect per l analisi della rinnovazione; aree individuate sia in zone ecotonali che in situazioni interne alla copertura arborea; Ø Terrasini in provincia di Palermo (suoli calcarei) (ex coltivi misti di ulivo, frassino e mandorlo): 4 aree di saggio. Per lo studio dei processi di rinaturalizzazione nelle piantagioni sono stati indagati: Ø eucalitteti in Provincia di Enna e Caltanissetta: 5 aree di saggio; Ø eucalitteti e pinete in provincia di Agrigento: 6 aree di saggio; Ø pinete mediterranee a pino d Aleppo e pino domestico in provincia di Palermo: 15 aree di saggio. Per i rilievi negli ex coltivi, sono state individuate le aree test all interno delle quali sono state scelte delle aree di saggio (Ads) con le stesse caratteristiche ambientali (esposizione, qualità del suolo, fascia bioclimatica) e stessa epoca di abbandono. Nel caso di Pantelleria si sono scelte delle aree abbandonate in periodi diversi in modo da valutare la relazione esistente tra peridodo dall abbandono-esposizione-processi di rinaturalizazione. Nella scelta delle aree sono state escluse quelle che presentavano disturbi nei processi di successione dovuti ad incendi, tagli e pascolo. Le superfici delle aree di saggio oscillano da un minimo di 300 metri quadri a circa 1000 metri quadrati. La scelta delle aree test, nelle piantagioni, è stata effettuata in funzione dell obiettivo che ci si proponeva di valutare, e cioè quantificare ed analizzare, in condizioni omogenee, i processi di rinnovazione naturale (di latifoglie e conifere) in atto nelle piantagioni di Eucalyptus spp. e pini mediterranei. In ogni Ads sono stati eseguiti, sia sulle piante del soprassuolo sia sulla rinnovazione, rilievi di tipo topografico, dendrometrico; al fine anche di una rappresentazione fisionomico-strutturale delle stesse. In ogni area test la ricerca è stata articolata in due fasi. Nella prima fase si è proceduto alla ricognizione generale del bosco, alla valutazione delle condizioni stazionali e della composizione, densità e struttura dei popolamenti. Nella seconda fase sono state delimitate le aree di saggio ai fini della caratterizzazione dei soprassuoli e dello stato della rinnovazione. I risultati parziali sino ad oggi raggiunti consentono di avanzare delle considerazioni che qui si riportano sinteticamente e che sono comuni alle due tipologie indagate (ex coltivi e piantagioni): Ø i processi di rinaturalizzazione dipendono fortemente dalle condizioni ambientali e, a parità di substrato, l esposizione gioca un ruolo determinante; Ø dall ecologia delle specie costituenti i soprassuoli artificiali, cioè dal livello di interazioni tra queste specie e le specie autoctone; Ø nelle piantagioni la rinnovazione naturale della stessa specie del soprassuolo, e di specie autoctone, dipende principalmente dal grado di copertura del soprassuolo che ostacola la affermazione e lo sviluppo delle plantule; Ø la diffusione del seme delle specie autoctone sul soprassuolo è fortemente condizionato dalla presenza delle piante madri, dalla loro distanza e posizione in relazione alla direzione dei venti dominanti ed alla pendenza dei versanti; Ø i fattori di disturbo post-abbandono dei coltivi influenzano lo sviluppo della vegetazione; gli incendi ed il pascolo possono impedire l affermarsi della vegetazione e contribuire ai fenomeni di degrado; Ø lo stadio evolutivo del suolo, ed in particolare il suo spessore, rappresenta un fattore determinante per l insediamento di specie naturali arboree più esigenti. 11

12 Ø la presenza di elementi che impediscono l alterazione degli equilibri suolosoprassuolo (muretti a secco in pietra, accumuli di pietre, terrazzamenti, ecc.) è determinante perché questi consentono di conservare arbusti od alberi, che costituivano la originaria vegetazione naturale, sia perché in queste situazioni si insediano ed attecchiscono con più facilità. In particolare per le piantagioni: - i trattamenti selvicolturali giocano un ruolo determinante sulla presenza/assenza di processi di rinaturalizzazione e sulla velocità della dinamica degli stessi. In particolare i diradamenti giocano un ruolo determinante nel garantire l insediamento e lo sviluppo agli arbusti e degli alberi; - molto spesso, invece, si è osservata la mancanza o insufficienza di interventi selvicolturali idonei a favorire ed accelerare la rinaturalizzazione. I risultati così ottenuti hanno consentito di redigere una prima casistica delle dinamiche evolutive della vegetazione naturale insediatasi in seguito all abbandono dei coltivi e nelle piantagioni. Si tratta di una prima fase fondamentale per il raggiungimento dell obiettivo finale della ricerca e cioè la definizione di valide metodologie per l inventario ed il monitoraggio dei processi di rinaturalizzazione in atto nel contesto ambientale mediterraneo. Gli studi fino ad oggi condotti consentono, infatti, oltre ad avere permesso delle valutazioni di tipo ecologico, anche di avere delle aree test importanti per la realizzazione della fase di cui al punto successivo Approntamento di procedure e di modelli di stima delle fitomasse e del carbonio stoccato nelle cenosi forestali italiane Sono stati definiti i disegni di campionamento da seguire per la selezione degli alberi modello della fitomassa arborea epigea, delle areole campione della fitomassa arbustiva epigea e delle aree campione per la misura della necromassa. Sono stati approntati i protocolli di rilievo in foresta e quelli per le determinazioni accessorie di laboratorio. Ad oggi sono stati misurati 662 alberi modello della fitomassa arborea epigea, distribuiti in 11 regioni. Solo per la provincia di Trento il rilevamento è stato completato con la misurazione dei 159 alberi modelli previsti e il rilievo di oltre 50 piccole aree di saggio in formazioni arbustive; questo risultato è stato raggiunto nell ambito di un progetto finanziato dal fondo unico della ricerca della Provincia Autonoma di Trento, presentato dall ISAFA ad integrazione locale del progetto nazionale. I risultati sono presentati in tabella 6. (tabella 6) La difficoltà maggiore incontrata riguarda la necessità di acquisire le autorizzazioni al taglio di alberi, in particolare per quelli di maggiori dimensioni. Ad esempio, in Abruzzo nonostante i numerosi contatti avuti con funzionari del Corpo Forestale dello Stato non è stato finora possibile eseguire alcun rilievo. 4) Prospettive di prosecuzione Nelle stagioni 2004 e 2005 si prevede di concludere i rilievi sugli attributi di nuovo tipo. Seguirà l elaborazione dei dati raccolti nelle prove relative. Si prevede quindi di addivenire alla formulazione un ipotesi di omogeneizzazione di procedure, definizioni e modalità di raccolta delle informazioni forestali nell ambito degli inventari di area vasta. Un altro filone di ricerca, sulla base delle esperienze maturate con l INFC, riguarda un ipotesi di studio sulla procedura da seguire per infittire i punti INFC per le regioni prive di inventario regionale. Tale ipotesi consentirebbe di limitare la spesa necessaria alla realizzazione di un inventario a livello regionale, perché si sfrutterebbero sia l impianto di base dell INFC, sia le conoscenze già fatte proprie dai ricercatori ISAFA. 12

13 4.1.2 La maggior parte delle prove è stata realizzata finora sulle aree di studio alpine. Nella parte restante del progetto, saranno intensificate le prove sull area appenninica e si prevede di valutare i vantaggi di un utilizzo più marcato di dati ausiliari nelle classificazioni automatiche dei dati satellitari, in particolare quelli derivati dal modello digitale del territorio (DTM), al fine di migliorare le accuratezze ottenibili in mappe di dettaglio della vegetazione forestale. Altre prove che si prevede di effettuare riguarderanno l applicazione di tecniche di segmentazione per migliorare i risultati delle classificazioni. Riguardo alle potenzialità di utilizzo del telerilevamento per la valutazione di attributi inventariali, si prevede di realizzare una serie di prove per valutare le possibilità di applicazione di tecniche di spazializzazione di alcuni dati inventariali, integrandoli con dati satellitari a media risoluzione Purtroppo la bassa densità d impianto rispetto al ridotto sviluppo delle chiome che caratterizza i nuovi impianti di arboricoltura da legno non consentono di riconoscere con precisione le piantagioni nelle fasi giovanili. Tale necessità risulta più pressante per la pioppicoltura, che si basa su turni relativamente brevi e per la quale la pianificazione dei nuovi investimenti e le stime delle disponibilità legno per l industria risultano di fondamentale importanza. L approfondimento con nuove tecniche di elaborazione delle immagini multi spettrali e l applicazione di metodologie basate sulla segmentazione di immagini object oriented è necessario per stabilire a quale livello di copertura vegetale è possibile scendere per il riconoscimento di tali impianti con buona precisione Sulla base dell esperienza maturata nell ambito della sperimentazione, una metodologia mista di preclassificazione supervised dei poligoni seguita da un controllo e da una revisione manuale per fotointerpretazione può costituire una via operativamente percorribile per la realizzazione di cartografia tematica forestale. Il prodotto generato, rispetto a quello da fotointerpretazione, avrà un maggior livello di oggettività nella definizione dei limiti tra diverse unità di uso/copertura del suolo, così come nell attribuzione delle classi di legenda ai poligoni creati. Anche i tempi di realizzazione saranno comunque più bassi rispetto a quelli richiesti dalla tradizionale digitalizzazione manuale. La segmentazione e le classificazioni object-oriented richiedono ancora un vasto sviluppo operativo volto a individuare la procedura di elaborazione ottimizzata in funzione delle caratteristiche geometriche e spettrali delle immagini disponibili, del sistema di nomenclatura utilizzato e della scala di riferimento della cartografia da produrre. L ampia gamma di procedure implementabili con approccio object-oriented richiede inoltre una specifica preparazione del personale tecnico. Peraltro, l approccio, così come operativamente implementato in un software di vasta diffusione quale ecognition, già costituisce un importante strumento per il definitivo avvicinamento degli utenti e degli esperti di cartografia tematica al mondo del telerilevamento digitale. I test verranno eseguiti sull Appennino emiliano-romagnolo, nel Parco Naturale Velino-Sirente (Abruzzo) e in Sicilia (Madonie) Il proseguimento della ricerca sta riguardando l individuazione e la validazione di una metodologia di stima ad ampia scala dei processi di rinaturalizzazione e ricolonizzazione. In particolare, per motivi inerenti le disponibilità economiche legate al finanziamento dell azione e conseguentemente il budget dell UO e la possibilità di reperire una serie storica di supporti telerilevati, l attenzione è stata indirizzata verso l utilizzo di immagini Landsat 7 e 5. Seppure con una risoluzione non elevata, queste immagini telerilevate dovrebbero permettere una stima dei processi di rinaturalizzazione su ampie aree, in particolar modo per quelle superfici un tempo coltivate e successivamente interessate da processi di ricolonizzazione. Attualmente si sta valutando tale tentativo di misurazione in alcune aree submontane delle Madonie (Sicilia Settentr.) e della porzione settentrionale dei Monti Iblei (Sicilia Sud-orientale). 13

14 Con l attività prevista per il 2004, si conta di concludere il rilievo dei campioni arborei in altre tre regioni (Toscana, Liguria, Marche o Umbria) con la misurazione di circa 300 alberi modello della fitomassa epigea. I contatti avviati per attivare collaborazioni con la Regione Sicilia e la Regione Sardegna non hanno per il momento portato ad esiti positivi. Sono in corso contatti con la Provincia Autonoma di Bolzano. Per le altre regioni a statuto ordinario si procederà con le modalità, finora seguite, di contatto e coinvolgimento dei servizi forestali dello stato e delle singole regioni. Seguirà l elaborazione dei dati e la formulazione dei modelli estimativi della fitomassa. 5) Altre informazioni sull attività svolta Pubblicazioni edite - Puzzolo V., De Natale F., Nardelli M., Bruzzone L., Classificazioni di coperture forestali in aree alpine mediante immagini Landsat TM multi-temporali. Dendronatura, 1/2003: Nardelli M., Bruzzone L., De Natale F., Puzzolo V., Discriminazione delle coperture forestali in aree montuose alpine del Trentino orientale mediante un approccio di classificazione fuzzy. Atti della 7 Conferenza nazionale ASITA, Verona, Ottobre: Puzzolo V., De Natale F., Giannetti F., Forest species discrimination in an alpine mountain area using a fuzzy classification of multi-temporal SPOT HVR data. Atti della conferenza internazionale IEEE IGARSS, Toulouse, Francia, Luglio. - De Natale F., Gasparini P., Puzzolo V., Tosi V., Stima del grado di copertura forestale da ortofoto e applicazione della definizione di bosco negli inventari forestali. L Italia Forestale e Montana, 58: Arman G., Bruzzone L., De Natale F., 2003 Classificazione automatica di un area del Trentino mediante analisi di immagini telerilevate multispettrali. Dendronatura, 2/2003: Chirici G., Corona P., Marchetti M., Ricotta C., Travaglini D. (2002) Esperienze di ricerca sul monitoraggio mediante telerilevamento degli ecosistemi forestali a supporto di una gestione sostenibile Rivista Italiana di Telerilevamento 24: Chirici G., Corona P., Marchetti M., Maselli F., Bottai L. (2003) Spatial distibution modelling of forest attributes coupling remotely sensed imagery and GIS techniques In: Amaro A., Reed D., Soares P. (a cura di), Modelling forest systems. CAB International, Wallingford,, pp Chirici G., Corona P., Marchetti M., Portoghesi L., Travaglini D. (2003) - Feasibility assessment of very high resolution satellite imagery for hierarchical classification of burnt pine stands in a Mediterranean coastal environment - In: De Angelis P., Macuz A., Bucci G., Scarascia Mugnozza G. (a cura di), Alberi e foreste per il nuovo millennio, 3 Congresso SISEF, Viterbo,, pp Travaglini D., Chirici G., Corona P., Lamonaca A., Marchetti M. (2003) - Potenzialità delle immagini telerilevate Spot5 per inventari forestali su vasta scala Italia Forestale e Montana 4: Chirici G., Corona P., Marchetti M., Travaglini D. (2003) - Rilevamento campionario e spazializzazione cartografica della necromassa legnosa in biocenosi forestali Monti e Boschi 6: Chirici G., Corona P., Marchetti M., Travaglini D. - Testing Ikonos and Landsat 7 ETM+ images for stand-level forest type mapping: a case study under Mediterranean conditions In: Corona P., Koehl M., Marchetti M. (eds.), Advances in 14

15 - forest inventory for sustainable forest management and biodiversity monitoring, Kluwer, Dordrecht, pp Pubblicazioni programmate entro il Tosi V., Monteccone M., (2004) - Standard per gli inventari forestali di area vasta. Uno studio comparativo per il territorio italiano. - Corona P. et al. - Stand level forest types approach in Italy: results from the last twenty years. IUFRO Conference, Monitoring and indicators of forest biodiversity in Europe. From ideas to operationality, Firenze, Chirici G., Corona P., La Monaca A., Marchetti M., Travaglini D. - Tecniche di segmentazione multirisoluzione di immagini telerilevate per la derivazione di cartografie tematiche forestali. - Tabacchi G., Gasparini P., Nocetti M., Tosi V. - Observations and prediction models of tree and shrub above-ground phytomass of the Trentino forests. (Osservazioni e modelli di previsione della fitomassa epigea arborea e arbustiva di formazioni forestali del Trentino.). Rivista Acta biologica edita dal Museo Trentino di Scienze Naturali. - Marchetti M., Carlino G., Cullotta S., Garfì G., La Mantia T., Vassallo M. - Analisi e monitoraggio dei processi di rinaturalizzazione negli eucalipteti e nelle pinete mediterranee in Sicilia. - La Mela Veca D.S., Chiavetta U., La Mantia T., Marchetti M. - L applicazione di nuovi criteri pianificatori e gestionali su ampia scala ai fini della salvaguardia delle risorse naturali e dell integrazione con usi del suolo recenti: il caso studio del comprensorio Niscemi - Bosco di Santo Pietro. - Rühl J., Pasta S., La Mantia T. - Metodologia per lo studio delle successioni secondarie in ex coltivi: il caso di studio delle terrazze di Pantelleria (Canale di Sicilia). - Rühl J., Pasta S., Campisi D.G., Terrazzino G. and La Mantia T. - Abandoned terraces on Pantelleria Island (Sicilian Channel): factors which influence the speed of renaturation - Rühl, J., Pasta, S., Schnittler, M. - A chronosequence study of vegetation dynamics on vine and caper fallows in the terraced landscape of Pantelleria Island (Sicily) ca. 10 pagine. - Rühl J. - Analisi dei processi di rinaturalizzazione dei vigneti e cappereti del paesaggio terrazzato di Pantelleria (Canale di Sicilia) ca. 18 pagine. - De Natale F., Puzzolo V., Giannetti F., Utilizzo di immagini satellitari Landsat TM e SPOT HRV per la classificazione a diverso grado di dettaglio delle coperture forestali. SISEF (pagine web) - De Natale F., Gasparini P., Puzzolo V., Analisi della struttura del paesaggio forestale di un area del Trentino mediante immagini satellitari a media risoluzione e indici di paesaggio. SISEF (pagine web) - Zen G., De Natale F., Puzzolo V., Bruzzone L., Analisi delle caratteristiche strutturali del paesaggio boschivo in un area alpina del trentino orientale.? - Panizza M., De Natale F., Puzzolo V., Bruzzone L., Georeferenziazione ed ortorettifica di immagini Landsat TM in aree montane alpine. Conferenza nazionale ASITA - Puzzolo V., Panizza M., De Natale F., Bruzzone L., Correzioni topografiche di immagini Landsat TM e Spot HVR in aree morfologicamente complesse del Trentino orientale. Rivista dell Associazione Italiana di Telerilevamento (AIT). 15

16 Altre attività di studio, formazione o trasferimento dei risultati Borse e assegni attivati: - 1 assegno di ricerca annuale nel (finanziato congiuntamente a Riselvitalia 4.2.4) scheda 4.1.4; - 1 assegno di ricerca annuale nel (finanziato congiuntamente a Riselvitalia 4.2.4) scheda 4.1.4; - 1 borsa di studio annuale (gennaio-dicembre 2004) c/o ISAFA dal titolo Standard per gli inventari forestali di area vasta. Procedure e tecniche di raccolta dati per le nuove finalità inventariali assegnata al dott. Marcello Monteccone. - 1 borsa di studio di un anno (gennaio-dicembre 2004), dal titolo Procedure e modelli di stima delle fitomasse nelle cenosi forestali assegnata alla dott.ssa Michela Nocetti. Tesi di laurea svolte nell ambito delle attività di ricerca dell UO 4.1.2: Panizza Massimiliano Titolo: Correzioni geometriche e topografiche di immagini SPOT HRV e Landsat TM in aree orograficamente complesse Zen Gloria Titolo: Studio della frammentazione del bosco mediante immagini satellitari Landsat TM e SPOT HRV Nardelli Matteo Titolo: Classificazioni automatiche di immagini telerilevate landsat tm per la discriminazione di coperture forestali del trentino a diverso livello di dettaglio Arman Giorgia Titolo: Classificazione automatica di aree forestali del Trentino mediante analisi di immagini telerilevate multispettrali Tesi di laurea svolte nell ambito delle attività di ricerca dell UO Osservazione dei processi di rinaturalizzazione negli ambienti Mediterranei: Tesista Relatore A.A. Sessione Titolo tesi Augugliaro Michele Barbera La Mantia Analisi del paesaggio collinare costiero del trapanese, dei maggiori complessi boscati ed ipotesi di intervento Campisi Domenico Giuseppe Carlino Giovanni Catania Massimiliano La Mantia processi di rinaturalizzazione negli ex coltivi di Pantelleria (Tp) La Mantia Cullotta Effetti degli incendi e prcessi di rinaturalizzazione in pinete ed eucalipteti della Sicilia centrale La Mantia ottobre 2001 Ciulla Salvatore La Mantia aprile 2002 Cutino Ilaria La Mantia aprile 2002 Analisi della vegetazione e studio dei processi di rinaturalizzazione nella riserva naturale orientata Bosco d Alcamo I processi di rinaturalizzazione degli eucalitteti della Sicilia meridionale Gli effetti degli incendi e delle tecniche selvicolturali sul recupero delle formazioni arboree mediterranee: il caso di Monte Petroso (Palermo) Ferrara La Mantia La Mela Analisi della rinnovazione naturale di Salvatore Veca cedro dell Atlante (Cedrus atlantica Manetti) nella Sicilia occidentale Tirrito La Mantia Aprile 2002 Processi di ricolonizzazione negli 16

17 Tesista Relatore A.A. Sessione Titolo tesi Salvatore oliveti abbandonati: il caso di studio di Monte Mimiani (Caltanissetta) Vassallo Mario La Mantia luglio I processi di rinaturalizzazione negli 2003 eucalitteti del complesso boscato di Mustigarufi Giuseppe Terrazzino La Mantia I processi dinamici della vegetazione negli ex coltivi a Pantelleria (Tp) Vascular plant diversity in Rühl Juliane abandoned vine and caper cultures of Pantelleria Island (Sicily) and conclusions for landscape conservation Tesi di Laurea, 97 pp. + 2 appendici. Relazioni a Convegni: - Sperimentazione di procedure di monitoraggio di aree forestali percorse dal fuoco. III Congresso Nazionale SISEF, Alberi e foreste per il nuovo millennio, Viterbo, Testing Ikonos and Landsat 7 ETM+ images for stand-level forest type mapping: a case study under Mediterranean conditions. IUFRO Conference, Collecting and analyzing information for sustainable forest management and biodiversity monitoring with special reference to Mediterranean ecosystems, Palermo, Spatial distribution modelling of forest attributes coupling remotely sensed imagery and GIS techniques. IUFRO Workshop Reality, models and parameter estimation the forestry scenario, Sesimbra, Portugal, Stand level forest types approach in Italy: results from the last twenty years. IUFRO Conference, Monitoring and indicators of forest biodiversity in Europe. From ideas to operationality, Firenze, Segmentazione e classificazione object-oriented di immagini telerilevate come supporto/alternativa alla fotointerpretazione. Seminario di aggiornamento tecnico, ALIFOR, Innovazioni in geomatica e telerilevamento per applicazioni in ambito forestale, Firenze, Trasformazioni tra sistemi di coordinate: software disponibili, limiti e potenzialità. Seminario di aggiornamento tecnico, ALIFOR, Innovazioni in geomatica e telerilevamento per applicazioni in ambito forestale, Firenze, Stima del grado di copertura forestale da ortofoto e applicazione della definizione di bosco negli inventari forestali. Seminario utilizza di dati telerilevati per le statistiche di copertura del suolo negli ambienti forestali. AISF Firenze, Collegamenti stabiliti dal sottoprogetto: Soggetto rappresentato MIPAF Direzione Generale Foreste Nome del referente Claudio Muscaritoli Nicolò Giordano Bruno Petrucci Telefono Indirizzo Ministero Ambiente 06 Servizio Conservazione Natura Antonio Lumicisi ISTAT Pierpaolo 06 17

18 Provincia Autonoma Trento Università di Trento Dipartimento Informatica e Telecomunicazioni Regione Piemonte Regione Veneto Direzione Foreste Università C. S.Q. Piacenza Regione Marche Settore Foreste Regione Campania Sviluppo Settore Primario Regione Siciliana Dipartimento Foreste Napolitano Maria Picci Mario Pedrolli Lucio Sottovia Angelo Carriero Lorenzo Bruzzone Lorenzo 011 Camoriano Maurizio 041 Dissegna Giovanni Carraro Massimo 0532 Vincini Giulio Ciccalè G. Vigilante Roberto Cibella Francesco Gendusa

19 Criterio MANTENIMENTO, CONSERVAZIONE E APPROPRIATO MIGLIORAMENTO DELLA DIVERSITA BIOLOGICA NEGLI ECOSISTEMI FORESTALI MANTENIMENTO E APPROPRIATO MIGLIORAMENTO DELLE RISORSE FORESTALI E LORO CONTRIBUTO AL CICLO GLOBALE DEL CARBONIO MANTENIMENT O DELLA SALUTE E VITALITA DEGLI ECOSISTEMI FORESTALI MANTENIM ENTO E SVILUPPO DELLE FUNZIONI PRODUTTI VE MANTENIMENTO MIGLIORAMENTO FUNZIONI: -PROTETTIVE -ALTRE FUNZIONI Ambito concettuale Indicatore Ecosistemi forestali rappresentativi, rari e vulnerabili superficie di stazioni forestali naturali/seminat. di riserve forestali protette integralmente o con gestione particolare strutture ad impatto ambientale riserve forestali protette naturalità degli ecosistemi rischio di incendio Biodiversità in foresta a destinazione produttiva proporzione di stazioni con fini conservativi/riserve genetiche; specie autoctone/introdotte proporzione boschi misti proporzione dell'area annuale di rinnovazione naturale. accessibilità, densità stradale interventi selvicolturali, lavorazione del terreno. pascolo, turismo. minacciatespecie numero/percentuale specie minacciate su tot. specie forestali margini, radure, biotipi, emergenze particolari Uso del suolo e superficie forestale superficie forestale altre terre boscate. ricolonizzazione naturale/artificiale da parte del bosco in aree agricole marginali volume totale provvigione, volume medio provvigione aree forestali/classi cronologiche/classi di distribuzione diametriche stock di carbonio fissato nelle risorse forestali e delta Provvigione Bilancio del carbonio volume tot. della provvigione, volume medio della provvigione aree forestali, classi cronologiche effetti degli incendi sul bilancio del carbonio, effetti invecchiamento soprassuoli sul bilancio del carbonio quantità totale e cambiamenti negli ultimi 5 anni nelle deposizioni di inquinanti dell'aria. gravi defoliazioni danni gravi causati da agenti biotici o abiotici. equilibrio nutrienti nel suolo e ph; saturazione di CSC Produzione: -legnosa, bilancio incrementi/utilizzazioni ultimi 10 anni, biomasse per energia (compresi scarti e sottoprodotti legnosi) percentuale di foresta gestita secondo piani di assestamento o secondo linee guida di gestione -non legnosa ammontare totale e cambiamenti nel valore e/o nella qualità dei prodotti non legnosi della foresta. Erosione suolo proporzione di superficie forestale per protezione del suolo, erodibilità e altri fattori di rischio idrogeologico Effetto regimante proporzione di superficie forestale gestita a fini protettivi. Servizi ricreativi aree ricreative: area di foresta con accesso per abitante, percentuale sull'area forestale totale. Totale attributi di nuovo tipo Percentuale di attributi di nuovo tipo rispetto il totale degli indicatori di GFS V. d'aosta X X X X X X X X X X 10 33% Lombardia X X X X X X X X X X X X 12 40% Veneto X X X X X X X X X X X X X 13 43% F. V. G. X X X X X X X X X X X X 12 40% Liguria X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 19 63% E. R. X X X X X X X X X X X X 12 40% Toscana X X X X X X X X X X X X X X 14 47% Umbria X X X X X X X X X X X X 12 40% Marche X X X X X X X X X X X X 12 40% Lazio X X X X X X X X X X X X 12 40% Sardegna X X X X X X X X X 9 30% Abruzzo X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 21 70% I.N.F.C. X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 28 93% I.N.F. '85 X X X X X X X X X X X X X X X X 16 53% Tabella 1 Attributi di nuovo tipo raccolti dalle indagini inventariali in accordo allo schema di Criteri e Indicatori Pan-Europei di gestione forestale sostenibile. 19

20 Alberi Modello misurati da misurare totale (tutte le specie) Valle d Aosta Piemonte Lombardia Liguria Veneto Prov. Bolzano Prov. Trento Friuli V.G Emilia R Toscana Umbria Marche Lazio Abruzzo Molise Campania Puglia Basilicata Calabria Sicilia Sardegna Totale Tabella 6 Risultati raggiunti nella raccolta dati di fitomassa per la scheda

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