Progetto PROMED 2 La protezione dell'ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo

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1 UNIONE EUROPEA Progetto PROMED 2 La protezione dell'ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo Progetto co-finanziato dall Unione Europea Fondo Europeo di Sviluppo Regionale Evento conclusivo di presentazione dei risultati Sistema Informativo Territoriale per il monitoraggio del territorio agricolo dell isola di Pantelleria Organizzato da: Prof. Simona Consoli, Università di Catania (simona.consoli@unict.it) Ing. Feliciana Licciardello, Università di Catania (flicciar@unict.it) Dott. Mario Bannò, agronomo Noto (SR), 11 dicembre 2015 c/o Cantina Marabino, C.da Buonaviri Con il patrocinio di: Centro Studi di Economia Applicata all ingegneria Regione Siciliana Istituto Regionale del Vino e dell Olio IRVO Ordini Ingegneri Provincia di Ragusa Ordine dei Dr. Agronomi e Dr. Forestali Provincia di Ragusa Ordine Regionale dei Geologi di Sicilia Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente Università degli Studi di Catania Collegio Geometri e Geometri Laureati Provincia di Ragusa Ordine Architetti, Pianificatori, Paesaggisti e Conservatori della Provincia di Ragusa Consiglio della Federazione Regionale degli Ordini dei Dottori Agronomi e Forestali della Sicilia

2 UNIONE EUROPEA Lo sviluppo di tecniche innovative, quali i sistemi informativi geografici ed il telerilevamento, e l approfondimento delle conoscenze sui fenomeni naturali che caratterizzano l'evoluzione ambientale e del territorio, aprono nuove prospettive nella gestione delle risorse territoriali SIT + Osservazione della Terra +modelli u * z u ( z) = ln k z 0m T 0 m T S R A R X RS T C θ(z,t) v(x,y,t) 2

3 Nell ambito del progetto PROMED 2, il CSEI Catania ha sviluppato una metodologia per lo studio ed il monitoraggio della vegetazione, basata sull uso di tecniche di telerilevamento satellitare integrate con sistemi informativi territoriali, con lo scopo di fornire uno strumento di supporto nella gestione delle risorse naturali nell isola di Pantelleria e di evidenziare eventuali criticità.

4 Esempio di trasferimento dei risultati della ricerca ad applicazioni operative ET p maps (raster) P n maps (raster) GIS (cadasterbased) Farm characteristics: Area, Q_outlet, Irrigation method (vector) Crop Water Requirements calculation (CWR) (vector map) LEVEL (A) Irrigation Advisory Services Multiple-users associations Yes /no LEVEL (B) SUGGESTION TO FARMERS: i.e.: maximum duration of irrigation (h) in a given day or in a period of time (1 week) 4

5 Migliore risoluzione spettrale DATI SUPER e IPER- SPETTRALI ETM+ 5

6 Fattori che influenzano la riflettanza della vegetazione 6

7 Indici di vegetazione

8 Indici di vegetazione 8

9 Indici di Vegetazione (VIS/NIR) basati sulla linea del suolo WDVI = ρ - i ρ s i ρ r ρ s r 1 WDVI LAI = - ln ( 1 - ) α WDVI 9

10 Stima del LAI attraverso l indice WDVI LAI predicted 3 Artichokes Forages Maize Fruit-trees 2 Vegetables R 2 = LAI measured Validazione del modello LAI(WDVI) 10

11 Metodo NDVI : Mediante osservazioni di campo, viene calibrata una relazione empirica di tipo lineare fra l indice NDVI (Normalised Differences Vegetation Index) ed il valore K c (Heilman et al., 1982; Bausch and Neale, 1987; Bausch, 1993): c ( ) IR R K K NDVI a b = = + c r + r IR R r r 11

12 Definizione analitica del K c Procedura 1-step della FAO per il calcolo di ETp 12

13 S.I.T. PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati DIGITAL ELEVATION MODEL Il DEM per l isola di Pantelleria è stato derivato dalla CTR agg. ATA (scala 1:10000) MAPPE CLIMATICHE I dati climatici per Pantelleria (precipitazione, temperatura, vento ) stsono stati interpolati utilizzando i dati osservati in 6 stazioni tramite la tecnica IDV (Interpolazione pesata su inverso della distanza)

14 S.I.T. PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati LITOLOGIA Terrazzamento lago Vigneto Cufurà Vigneto Polsen La fonte della carta litologica per l isola di Pantelleria è il PTP (1:10.000). La carta è stata validata mediante prelievo di campioni di suolo disturbati e ricadenti in siti significativi Terreno con formazione di rills Pomici USO DEL SUOLO La fonte della carta d uso del suolo per l isola di Pantelleria è il PTP (1:10.000). La carta è stata validata mediante processi di classificazione dall immagine satellitare

15 S.I.T. PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati IMMAGINE SATELLITARE WV2 3 Vigneti abbandonati Vigneto Vigneto marginale Vigneto Cufurà abbandonato Vigneto Polsen Immagine WV2 del 22/06/2012: 4 bande spettrali: Blue, Green, Red, NIR; risoluzione spaziale: 2 metri; sistema di coordinate di riferimento UTM-WGS84; correzione atmosferica mediante riflettanza TOA e modello 6S. Restituzione mediante modelli di tipo semi- ampirico di mappe di Indici di Vegetazione : combinazioni algebriche dei valori di energia riflessa o emessa, misurata dai sensori satellitari in diverse bande dello spettro elettromagnetico. o LAI; o WDVI; o NDVI; o ET; o Kc.

16 S.I.T. PANTELLERIA: principali tematismi utilizzati CARTA DEL RISCHIO EROSIVO Basata sulla Universal Soil Loss Equation (Wishmeier and Smith, 1978) A= R K L S C P M dove A è la perdita di suolo annua specifica espressa in t/ha/anno R è il fattore climatico o indice di aggressività della pioggia K è il fattore di erodibilità del suolo L ed S sono due fattori topografici denominati lunghezza e pendenza della pendice C è il fattore colturale P è il fattore di pratiche antierosive M è il fattore relativo al tipo di gestione

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20 I valori di LAI sono risultati compresi tra 1 e 2.5 m 2 m -2 per la gran parte dei vigneti. Nel versante nord-ovest si registra una sensibile diminuzione del rapporto tra are vegetata e area del suolo su cui la vegetazione insiste.

21 I valori di NDVI, caratterizzanti lo stato della vegetazione fotosinteticamente attiva,, sono risultati sempre compresi tra 0.5 e 0.9, valori che contraddistinguono il buono stato dei vigneti in studio

22 I vigneti in cui il LAI presenta i valori più bassi (inferiori a 1 m 2 m -2 ) sono quelli nei quali il SAVI è più basso. Ciò indica una presenza marcata di suolo frammisto alla vegetazione fotosinteticamente attiva, che sembrerebbe presentare un carattere sparso.

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24 Nelle aree fotosinteticamente meno attive il contributo evapotraspirativo è limitato a valori inferiori a 2 mm/giorno, mentre nelle altre aree il tasso di ET c si attesta intorno ai tipici valori 2-4 mm/giorno.

25 Considerazioni L analisi delle informazioni satellitari integrate in ambiente SIT con i tematismi di acclività, erosione, ed esposizione delle aree coltivate a vigneto dell isola di Pantelleria, ha consentito di individuare la presenza di vigneti potenzialmente suscettibili a condizioni di abbandono e di peggioramento fisiologico e produttivo. Queste aree, collocate nella zona più a Nord-ovest dell isola, sembrerebbero essere meno vocate alla coltivazione per un problema legato strettamente alla loro esposizione. In tal senso, potrebbero essere adottati semplici interventi di ingegneria naturalistica risolutivi delle problematiche messe in luce dall analisi degli indici di vegetazione delle aree adibite a vigneto.

26 Interventi di ingegneria naturalistica a supporto del comparto viti-vinicolo dell isola

27 I terrazzamenti di Pantelleria costituiscono un perfetto equilibrio tra natura e azione antropica. L'uso dei sistemi di terrazzamento in pietra a secco ha reso possibile la creazione di appezzamenti coltivabili in pendii altrimenti inutilizzabili e ha svolto la funzione di contenere il suolo evitando scivolamenti a valle e frane. La pietra vulcanica e la tecnica di messa in opera sono stati per secoli la garanzia del mantenimento nel territorio di appropriati sistemi di gestione agricola e di coltivazione di grande valore ambientale ed estetico.

28 Questo enorme patrimonio paesistico costituito dai coltivi terrazzati è in parte oggi minacciato e presenta numerosi fattori di vulnerabilità a causa del progressivo abbandono delle attività agricole tradizionali. L'abbandono progressivo dei vigneti e quindi della pratica dei muri terrazzati mette oggi in pericolo un patrimonio paesaggistico di valore incalcolabile.

29 Nello studio viene proposto un intervento di ripristino dei terrazzamenti, un tempo coltivati, che prevede la realizzazione di fasce arbustive ed arboree con piante autoctone. In particolare tra gli arbusti della flora locale che presentano interessanti caratteristiche biotecniche si possono indicare: Atriplex halimus, Capparis spinosa, Cistus creticu, Cytisus scoparius, Cytisus villosus, Euphorbia dendroides, Phomis fruticosa, Pistacia lentiscus, Myrtus communis, Nerium oleander, Erica arborea, Rosmarinus officianlis. Invece tra le essenze arboree presenti nell isola e che possono essere impiantate nel terrazzi più larghi (>6-8 m) si segnala l Olea Europea (olivo selvatico) e la Ceratonia Siliqua (carrubo). In tal caso trattandosi di piante che in età adulta possono raggiungere diametri della chioma fino a 10 m, si suggerisce una densità di impianto molto bassa (circa 1 pianta ogni 7-8 lungo il piano formato tra due terrazzamenti successivi). Inoltre, si suggerisce la messa a dimora di Capparis spinosa (cappero selvatico) nelle fessure dei muri con l obiettivo di ulteriore consolidamento delle strutture di contenimento lapidee.

30 Intervento di ripristino dei terrazzamenti nell isoa di Pantelleria

31 S.I.T. PANTELLERIA: CONCLUSIONI Lo studio ha messo in luce alcune criticità, legate ad una condizione di abbandono di alcuni vigneti (circa il 30% di quelli esaminati, corrispondenti ad un area di circa 250 ha, ubicati nella zona più a Nord dell isola) e dei terrazzamenti sui quali sono realizzati, ed ha proposto interventi per il ripristino delle aree degradate attraverso interventi di ingegneria naturalistica. L approccio è risultato affidabile nella restituzione di alcuni significativi tematismi, in particolare gli indici di vegetazione (NDVI e WDVI) e alcuni parametri irrigui (Kc e flussi di ET). L utilizzo delle informazioni satellitari ha rappresentato anche un importante supporto per evidenziare alcune significative variabilità negli indici di vegetazione (NDVI, LAI) che possono essere messe in relazione con la più o meno marcata produttività delle coltivazioni viti-vinicole monitorate.

32 S.I.T. Promed-vineyard per utenti non esperti Il software utilizzato è il sistema geografico libero, open source, Q GIS. Una volta effettuato il download del programma, occorrerà aprire la mask di Q Gis Desktop

33 S.I.T. Promed-vineyard: aggiungere un vettore

34 S.I.T. Promed-vineyard: aggiungere un raster

35 S.I.T. Promed-vineyard: ritagliare i vettori Una volta caricato un qualunque raster in Q Gis è possibile, su questo, inserire lo shape file dei vigneti e mediante una procedura denominata ritaglio, far acquisire alle aree dello shape l informazione del sottostante raster. Operativamente dal menù a tendina di Raster, si procede con il comando Estrazione e da questo si Ritaglia lo shape.

36 S.I.T. Promed-vineyard: classificazione Data una mappa in formato raster, sarà possibile eseguirne una qualsivoglia classificazione. Operativamente, cliccando con il tasto destro sul layer del raster, si potrà scegliere il comando Proprietà, nella sezione Stile. Si sceglierà poi la visualizzazione Banda singola falso colore e cliccando sul comando Classifica, si potrà scegliere il numero di classi del raster e attribuire a queste un colore.

37 S.I.T. Promed-vineyard: layout di stampa Infine, per generare una mappa di output occorrerà cliccare sul comando Progetto, si sceglierà poi Nuova composizione di stampa. A questo punto si aprirà la schermata di Figura, dove sarà possibile inserire la mappa, il suo titolo e la relativa legenda.

38 UNIONE EUROPEA Progetto PROMED 2 La protezione dell'ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo Progetto co-finanziato dall Unione Europea Fondo Europeo di Sviluppo Regionale Seminario: La protezione dell ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo PROMED GRAZIE Prof. Simona Consoli, Università di Catania Dott. Ing. Feliciana Licciardello, Università di Catania Organizzato da: Con il patrocinio di: Noto (Sr), 11 Dicembre 2015 c/o Cantina Marabino, C.da Buonivini Centro Studi di Economia Applicata all ingegneria Regione Siciliana Istituto Regionale del Vino e dell Olio IRVO Ordini Ingegneri Provincia di Ragusa Ordine dei Dr. Agronomi e Dr. Forestali Provincia di Ragusa Ordine Regionale dei Geologi di Sicilia Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente Università degli Studi di Catania Collegio Geometri e Geometri Laureati Provincia di Ragusa Ordine Architetti, Pianificatori, Paesaggisti e Conservatori della Provincia di Ragusa Consiglio della Federazione Regionale degli Ordini dei Dottori Agronomi e Forestali della Sicilia