UN FRAMEWORK PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO DI DESERTIFICAZIONE IN ITALIA

Transcript

1 XXXI CONFERENZA ANNUALE AISRE AOSTA, SETTEMBRE 2010 UN FRAMEWORK PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO DI DESERTIFICAZIONE IN ITALIA Luca Salvati, Marco Zitti, Sofia Bajocco, Tomaso Ceccarelli, Luigi Perini CRA-CMA, Via del Caravita 7a, Roma La sensibilità ai processi di desertificazione viene attualmente valutata facendo riferimento a modelli interpretativi e metodologie consolidate. Il riferimento principale è costituito dalla convenzione delle Nazioni Unite per la lotta alla desertificazione (UNCCD), ratificata dall Italia nel A livello nazionale tale convenzione trova la sua applicazione nell'ambito del Comitato Nazionale Lotta alla Siccità e Desertificazione (CNLSD). Il quadro di riferimento a questo livello è stato sintetizzato dal Comitato nella sua Comunicazione nazionale per la lotta alla Siccità e alla Desertificazione. Il Comitato ha inoltre prodotto una cartografia che rappresenta le aree vulnerabili al degrado e sensibili alla desertificazione [CNLSD, 1999]. Le problematiche legate ai fenomeni di desertificazione vengono analizzate nella prospettiva fornita da modelli interpretativi quali il framework DPSIR (Driving forces, Pressures, States, Impacts and Responses), proposto dell Agenzia Ambientale Europea (Gentile, 1999, ANPA, 2000). Nell'ambito di alcuni progetti di ricerca è stata inoltre messa a punto una metodologia per l identificazione di indici e conseguentemente di "Aree Sensibili al Rischio di Desertificazione" (ESA), metodologia che trova diffusa applicazione in questo campo e rappresenta ad oggi uno standard di riferimento (e.g., Kosmas 1999, Ferrara et al., 1999). Nella valutazione della vulnerabilità alla desertificazione, la prospettiva che più interessa è quella dell impatto della desertificazione sui sistemi agricoli, nell ottica del cambiamento climatico. In questa luce la desertificazione viene intesa nella accezione della UNCCD, ossia di degrado del territorio e più precisamente di riduzione del potenziale produttivo dei suoli. Si è pertanto adottato il framework DPSIR/ESA nella valutazione dei processi di desertificazione. attraverso un indice sintetico di sensibilità legato alla riduzione del potenziale produttivo agricolo. L applicazione del framework DPSIR/ESA nello studio dei processi di desertificazione sui sistemi agricoli richiede l identificazione degli elementi costitutivi del modello DPSIR (diagramma 1) e la messa a punto di una procedura per derivare un indice sintetico. Fra le principali condizioni che determinano i processi di degrado e desertificazione, i cosiddetti determinanti (driving forces), abbiamo: 1

2 - cambiamenti che vanno nel senso del peggioramento strutturale delle condizioni climatiche in grado di influenzare consistentemente gli agroecosistemi. - uso non sostenibile del territorio, con particolare riferimento ai processi di intensificazione delle attività agricole e di antropizzazione dello spazio rurale. Queste cause prime dei processi considerati intervengono su specifiche variabili definite di pressione ambientale, direttamente misurabili. Fra di esse vanno annoverate le variazioni nelle condizioni di aridità (ad esempio espresse tramite l'indice di Aridità) e di siccità (umidità del suolo, studio dei periodi secchi [cfr. Salvati et al. 2004]). Fra le variabili che determinano un uso non sostenibile del territorio avremo l intensificazione agricola (traducibile in classi di uso del suolo maggiormente predisponenti ai fenomeni di degrado e desertificazione), la densità e la variazione demografica. La qualità di un territorio nel suo insieme e l effetto che su di essa causano le pressioni ambientali viene valutata attraverso le cosiddette variabili di stato. La qualità territoriale nel suo complesso è dovuta a diverse componenti. Nella metodologia ESA in particolare, viene costruito un indicatore sintetico (ESAI) che a sua volta comprende i seguenti indici tematici di qualità: clima, suolo, vegetazione e gestione del territorio. Esempi di variabili di stato e di indici tematici con particolare riferimento a quelli considerati in questa ricerca sono riportati nel diagramma 1. Gli "impatti" sono gli effetti ultimi dell azione delle driving forces sul territorio, che rendono esplicite le relazioni tra pressioni, stato ed impatti medesimi (e.g., riduzione del potenziale produttivo, perdita di biodiversità). Questi impatti si possono esprimere, ad esempio, come: - perdita di superficie coltivabile, dovuta a processi di degrado dei suoli; - diminuzione nelle rese delle colture agrarie, imputabile ad un aumentato stress idrico o a processi di degrado comunque reversibili (e.g., salinizzazione), - aumento nei costi di gestione, dovuti alla attuazione di misure di compensazione dei processi sopra descritti, quali irrigazione, controllo della salinizzazione, etc. Le "risposte" includono, infine, politiche e misure di contrasto diretto o indiretto alla desertificazione e al degrado (e.g., la politica agricola comune, le convenzioni sulla desertificazione, etc.). Applicando il framework DPSIR è quindi possibile descrivere le connessioni causa-effetto che determinano i processi di desertificazione, fornendo un contributo nella scelta delle variabili che meglio esprimeranno, in forma di indice sintetico, il grado di sensibilità alla desertificazione di un dato territorio. L'approccio adottato in questo lavoro parte dalla logica DPSIR per arrivare alla elaborazione di un indice sintetico tenendo conto dei seguenti aspetti: - la valutazione dell'importanza delle variabili così identificate avviene attraverso tecniche di analisi statistica multivariata (PCA), attraverso cui si determina il peso relativo delle variabili ritenute responsabili dei processi di desertificazione; 2

3 - le variabili sono rappresentate in forma cartografica. Vengono quindi anzitutto normalizzate in una scala 0-1 in modo da poter essere rese confrontabili e quindi sommate tramite una procedura GIS. Per ogni porzione del territorio viene così calcolato un indice sintetico che deriva delle diverse variabili pesate a seconda della loro importanza relativa, secondo quanto emerso nell'analisi statistica. La figura 1 schematizza la procedura adottata e le variabili utilizzate. Su questa base è stato possibile analizzare l'evoluzione temporale delle singole variabili e dell indice sintetico nei periodi considerati. All indice somma possono essere associate alcune statistiche descrittive, come esemplificato nella tabella 1 su base regionale. Le regioni che presentano una sensibilità maggiore sono nell ordine: Sicilia, Sardegna, Puglia e Molise. Il confronto temporale fra i periodi considerati evidenzia incrementi maggiori dell indice somma per Campania, Calabria e Basilicata. L analisi dei risultati ottenuti in questo studio individua diversi ambiti geografici altamente sensibili ai fenomeni di desertificazione: le regioni meridionali, soprattutto Sicilia e Sardegna, a fronte di condizioni climatiche sfavorevoli, vengono classificate ad elevata vulnerabilità. E tuttavia possibile discriminare anche altri ambiti geografici a media sensibilità, localizzati sia nell Italia centrale (Maremma toscolaziale) sia nell Italia settentrionale (pianura Veneta). La procedura di stima della sensibilità ai fenomeni di desertificazione evidenzia anche un peggioramento nelle condizioni ambientali in quasi tutte le regioni italiane. Tale peggioramento può essere attribuito sia ai fattori climatici fra i quali spicca l estensione delle aree semi-aride dovuta alla diminuzione delle precipitazioni e all aumento generalizzato delle temperature sia alle pressioni antropiche nelle aree costiere e all intensificazione agricola. Un analisi dell evoluzione della sensibilità ai fenomeni di desertificazione - a scala geografica di dettaglio - appare pertanto uno strumento necessario per la valutazione integrata dei fattori coinvolti e degli ambiti territoriali maggiormente a rischio. L utilizzo di opportuni indicatori, in grado di descrivere sia gli aspetti geo-fisici sia quelli socio-economici, disponibili in serie storiche sufficientemente rappresentative, il perfezionamento delle procedure geostatistiche per la predisposizione di indici sintetici e l interpretazione dei risultati anche attraverso verifiche a terra appaiono come aspetti qualificanti di future attività di ricerca negli ambiti legati ai fenomeni di siccità, land degradation e desertificazione in Italia. 3

4 Abstract. The assessment of desertification vulnerability is usually based on logical frameworks (e.g. DPSIR) and supported by GIS utilities. Based on DPSIR model, the stardard ESA (Environmental Sensitive Area) represents a key procedure to estimate vulnerability status of different areas to land degradation phenomena, especially due to climatic change and increased human pressure on agro-ecosystems. The Research Project Climagri (Cambiamenti Climatici e Agricoltura) has developed an original approach of risk assessment, based on a wide set of OECD environmental indicators including climate, soil, vegetation and demographic variables, and aggregated by GIS procedure according to a weighting function provided by Principal Component Analysis. Multitemporal estimation of desertification vulnerability (i.e., , , ) indicates the increase of land degradation phenomena throughout Italy, especially on coastal areas and suggests that the most significant changes over time of the surface affected by desertification risk depends on climate and soil variables. Key words: Desertification, land degradation, vulnerability, DPSIR, climate, soil, vegetation, demography. 4

5 Diagramma 1. Schema guida dei processi di desertificazione e del loro impatto sui sistemi agricoli (framework DPSIR). Fattori alla base della desertificazione: Cambiamento climatico Sviluppo agricolo intensivo Antropizzazione Driving forces Risposte determinano variazioni in: Condizioni di aridità e siccità Intensità uso agricolo (irrigazione, etc.) Densità demografica Densità abitativa in zone sensibili (costa, etc.) Pressioni ambientali Variabili di stato misurabili in termini di: Qualità climatica - Precipitazioni totali - Variabilità e concentrazione precipitazioni - Intensità delle precipitazioni - Indice aridità totale e stagionale - Lunghezza/ricorrenza periodi siccitosi - Umidità del suolo (piogge utili) Qualità del suolo - AWC - Profondità - Tessitura - Sostanza organica - Materiale parentale - Deterioramento struttura/infiltrazione pioggia - Erosione (perdita di topsoil) - Salinità Qualità della vegetazione - Densità copertura vegetale - Protezione erosione - Resistenza siccità - Rischio incendio Qualità gestione protezione del territorio - Variazione demografica - Livello di protezione (aree naturali e protette) - Livello di gestione (intensità uso suolo, etc.) Impatti causano: Perdita di superficie coltivabile Diminuzione rese agricole Aumento costi (es. irrigazione gestione salinizzazione, etc.) 5

6 Figura 1. Schema illustrativo del calcolo dell' indice sintetico di sensibilità alla desertificazione (esempio relativo al periodo ). CLIMA INDICE SINTETICO Normalizzazione, PCA e somma delle mappe SUOLO ED EROSIONE COPERTURA DEL SUOLO E VEGETAZIONE POPOLAZIONE ED IMPATTO ANTROPICO 6

7 Tabella 1 - Variabili inserite nel modello di valutazione della vulnerabilità alla desertificazione. Variabile/strato tematico Unità di misura Serie storiche disponibili Range dei valori e loro normalizzazione Clima Piogge medie mm 410 (1) 1650 (0) Variabilità pioggia Concentrazione piogge Giorni piovosi Numero giorni CV (%) 11 (0) 38 (1) mm/mm (1) 1 (0) oppure 1(0) - 2,2 (1) 67 (1) 139 (0) Aridità (IA) mm/mm 0,4 (1) 3,9 (0) Umidità suolo 0 (0) 245 (1) (US) Nr. giorni /anno con <20 mm Suolo AWC mm (1) (0) Tessitura Classi 1990 Cfr. Salvati et al. (2006) Profondità mm (1) 1100 (0) Carbonio organico % (1) 6.9 (0) Erosione effettiva tonn/ha/anno (0) 100 (1) Copertura del suolo e vegetazione Resistenza a siccità Classi Corine Cfr. Salvati et al Popolazione e impatto antropico Densità demografica Variazione demografica Intensità uso suolo Ab./km (0) 8100 (1) % % (1) - 0% (0) oppure 0% (0) - 144% (1) Classi Corine Cfr. Salvati et al

8 Tabella 2. Indice di vulnerabilità alla desertificazione: valori medi e deviazione standard su base regionale e loro evoluzione nel tempo. Indice somma pesata deviazione standard media deviazione standard variazione (media meno media 61-90) variazione assoluta variazione percentuale REGIONE media Sicilia % Sardegna % Puglia % Molise % Basilicata % Calabria % Abruzzo % Emilia Romagna % Marche % Lazio % Piemonte % Campania % Umbria % Liguria % Toscana % Val d'aosta % Lombardia % Veneto % Friuli Venezia Giulia % Trentino Alto Adige % 8