Tutto comincia da una goccia di pioggia che colpisce il suolo e lo distacca allontanandolo.

Transcript

1 EROSIONE DEL SUOLO

2

3

4 Erosione del Suolo Tutto comincia da una goccia di pioggia che colpisce il suolo e lo distacca allontanandolo. splash erosion: indotta dall impatto diretto delle gocce sul suolo, determina la disgregazione del suolo, la fluidificazione della componente humifera e l occlusione dei pori.

5 sheet erosion: o erosione laminare, in terreni a bassa pendenza

6 rill erosion: erosione in rivoli, in terreni a media e forte pendenza. gully erosion: erosione incanalata, in terreni a media e forte pendenza.

7 In un ettaro di terreno a tessitura franca, l asportazione anche di un solo millimetro dell orizzonte coltivato determina la perdita di circa 13 tonnellate di suolo. L erosione, rimuovendo la parte superficiale del suolo, che presenta l attività biologica più alta e la quantità maggiore di sostanza organica, determina un ambiente meno favorevole alla crescita delle piante. In terreni che hanno già limitazioni alla crescita delle radici, l erosione riduce ulteriormente lo strato disponibile alla radicazione, in quanto diminuisce la quantità di acqua, aria e nutrienti disponibili per le piante. Gli elementi nutritivi rimossi a causa dell erosione possono accumularsi nell acqua favorendo l insorgere di problemi di eutrofizzazione dei fiumi e dei laghi. Deposizioni di materiale eroso possono ostruire strade e canali di drenaggio. I sedimenti possono danneggiare l habitat naturale e degradare la qualità delle acque superficiali.

8 SEGNALI DELL EROSIONE Erosione determinata dal vento: Nuvole di polvere; Accumuli di terreno lungo gli argini; Aspetto irregolare della superficie del suolo. Erosione determinata dall acqua: Piccoli ruscelli e canali sulla superficie del suolo; Depositi di terreno alla base dei pendii; Sedimenti nei fiumi, nei laghi e nei punti di raccolta delle acque; Aggregati di terreno misti a ciottoli e residui di piante. L erosione provocata dall acqua è più frequente sui terreni in pendenza e di forma convessa, anche se nelle aree coltivate le lavorazioni possono eliminarne i segni. Erosione prolungata: Solchi larghi e persistenti; Esposizione in superficie della colorazione più chiara degli strati profondi del suolo; Crescita più stentata delle piante.

9 COME SI VALUTA L EROSIONE DEL SUOLO IN UN BACINO? Metodi diretti Applicazione dell equazione della perdita del suolo Modello USLE ( Universal Soil Loss Equation ); Applicazione dell equazione di perdita universale di suolo Modello RUSLE(modificazione della precedente) Metodi indiretti Trasporto torbido alla chiusura del bacino; Stima degli indici di franosità e del ruscellamento superficiale. opportunamente implementati da Sistema Informativo Geografico (GIS)

10 La formula generale, alla base del modello USLE-RUSLE è la seguente: dove: A = R K LS C P A = stima della perdita media annua di suolo [t ha 1 y 1] R = fattore erosività della pioggia [MJ mm h-1 ha-1 y-1] K= fattore erodibilità del suolo [t ha h ha-1 MJ 1 mm-1] L e S = fattore topografico o slope length factor (coefficiente adimensionale calcolato) C = fattore di coltivazione (coefficiente adimensionale stimato, variabile tra 0 e 1) P = fattore di pratica colturale o di controllo dell erosione (coefficiente adimensionale stimato, variabile tra 0 e 1). Il prodotto tra i fattori elencati (escluso R) fornisce una misura della resistenza dell ambiente all erosione. Il fattore R è influenzato da intensità e durata delle precipitazioni, ovvero dall energia cinetica della pioggia che può trasformarsi in energia meccanica all impatto con la superficie: esso dipende quindi dalla collocazione geografico-climatica della stazione.

11 Il fattore K (erodibilità del suolo) è una misura della suscettibilità del suolo all erosione e pertanto dipende da specifiche proprietà fisiche del suolo influenzanti la capacità di infiltrazione delle precipitazioni e il movimento dell acqua all interno del suolo, nonché da proprietà che intervengono sulla dispersione, l abrasione, la mobilità delle particelle costituenti il suolo. Il fattore K, prende in considerazione parametri tessiturali, strutturali del suolo e il contenuto di sostanza organica degli orizzonti superficiali. Il calcolo viene effettuato tramite un nomogramma (nomogramma Wischmeier & Smith) con il quale è possibile ricavare K dalla conoscenza del valore di 5 soli parametri che identificano il suolo. Essi sono: 1) percentuale di limo e sabbia fine (d 0.1 mm); 2) percentuale di sabbia (0.1 d 2.0 mm); 3) percentuale di materiale organico (O.M.); 4) struttura; 5) permeabilità. I fattori L e S prendono in considerazione la lunghezza (L) e la pendenza (S) del versante in quanto l entità dei processi erosivi è influenzata dalla concomitanza dei due fattori. La lunghezza del pendio (L) viene calcolata come la distanza orizzontale media dal punto di origine del deflusso al punto in cui la pendenza (S) decresce ed inizia l attività deposizionale.

12

13 Il fattore C (fattore di coltivazione) quantifica l effetto della copertura del suolo (influenzato sia dall uso del suolo sia dalla densità del popolamento vegetale. Valori di C uguali o prossimi a 0 hanno come effetto un contenimento del tasso potenziale di erosione del suolo e vengono quindi attribuiti ad aree con fitta vegetazione arborea. Al contrario valori prossimi a 1 vengono assegnati a colture scarsamente protettive per copertura vegetale o perché subiscono lavorazioni agricole meccaniche che possono favorire il fenomeno erosivo. Il valore 1 viene inoltre assegnato alle aree impermeabili del tessuto urbano e alla roccia affiorante. Tab. 2: valore medio annuo del fattore C per alcuni tipi di coltivazione

14 Il fattore R (erosività della pioggia) non dipende tanto dalla quantità assoluta delle precipitazioni quanto dalla frequenza e dall intensità delle stesse. E un fattore unico per tutto il bacino; esso viene matematicamente definito come il prodotto dell' energia cinetica totale di un singolo evento meteorico (E) per l' intensità massime di durata 30 minuti (I30), verificatesi durante lo stesso evento (R = E * I30). Il fattore P (pratica colturale) è definito come il rapporto tra la quantità annua di suolo eroso da un terreno su cui è effettuato un tipo ben definito di coltura (di solito ci si riferisce al prato) con una certa pratica colturale e la quantità annua di suolo eroso (a parità di tutte le altre condizioni) dallo stesso terreno con la stessa coltura effettuata con la pratica colturale "up and down hill (lavorazione nella direzione di massima pendenza) per la quale P=1.

15 Le pratiche colturali antierosione contemplate nell'u.s.l.e. sono: - il terrazzamento (terracing); - la coltivazione secondo le linee di livello (contouring); - la coltivazione a strisce interrotte (strip cropping);

16

17

18

19

20 Per evitare l erosione provocata dall acqua si può: - far crescere colture, dette di copertura (trifoglio, lupino, meliloto,veccia, erba medica e miscugli di graminacee e leguminose), durante i periodi stagionali in cui il suolo rimarrebbe nudo per l assenza delle colture; - coltivare, in strisce alternate tra loro, piante che proteggono il suolo dall erosione con colture da reddito ma meno protettive. Tali strisce devono essere orientate in modo trasversale alle linee di massima pendenza. Il sistema di colture a strisce è efficace su terreni con pendenza compresa tra il 10 e il 20%; - lasciare sul terreno i residui della coltivazione precedente. Ciò ha lo stesso effetto delle piante da copertura, ma risulta più vantaggioso in quanto si utilizzano materiali che andrebbero perduti senza esercitare alcuna competizione con l acqua nei confronti delle colture, anzi contribuendo alla sua conservazione; - utilizzare colture foraggere in rotazione o come colture permanenti, perché riducono l azione battente della pioggia, trattengono parte dell acqua in eccesso, rallentano la velocità di scorrimento superficiale, trattengono le particelle di suolo, migliorano la struttura, la capacità di infiltrazione e la fertilità del suolo; - ridurre la lunghezza e la pendenza dei campi mediante sistemazioni che prevedono fossi di guardia o terrazzamenti; - incrementare il tasso di infiltrazione dell acqua, eseguendo le lavorazioni e le altre pratiche in modo trasversale alla massima pendenza. Il sistema di lavorazioni secondo le curve di livello è efficace su pendenze inferiori al 4% e dove le piogge non sono molte intense, riducendo la perdita di erosione anche del 50% rispetto alle lavorazioni eseguite a rittochino; - aumentare la stabilità degli aggregati attraverso la conservazione e il miglioramento della fertilità, intesa non soltanto come apporto di sostanze nutritive ma anche come corretta scelta dei criteri di lavorazione, di irrigazione e di drenaggio.

21 Esempio di pratiche antierosive di tipo agronomico e meccanico

22

23 Fattori determinanti la propensione al dissesto in aree percorse da incendi boschivi Nelle aree boschive percorse da incendi i fattori determinanti la propensione al dissesto indotti dal passaggio del fuoco sono: 1. erosione superficiale con perdita di suolo fertile; 2. alterazioni chimico-fisiche dei suoli; 3. diminuzione della capacità di infiltrazione; 4. riduzione dei tempi di corrivazione; 5. erosione accelerata incanalata. Nei primi due casi si tratta di impatti di tipo geopedologico, riscontrabili nel breve periodo, se si considera che le perdite di suolo avvengono nel corso dei due mesi successivi all incendio. Gli altri aspetti interessano, propriamente il dissesto idrogeologico e si esprimono nel medio e lungo periodo.

24 Problematiche: 1- criticità suddette strettamente legate tra loro; 2- innesco di elementi di criticità idrologica sino a veri e propri fenomeni di propensione alla desertificazione; 3- instaurarsi di nuove fitocenosi con caratteristiche a volte differenti rispetto alla copertura vegetale pre-incendio. I processi di danno idrogeologico hanno luogo a partire in presenza di temperature che alterano sensibilmente le caratteristiche chimico-fisiche dei suoli; i dati vanno da temperature di circa 170 C per incendi di residui di vegetazione erbacea (stoppie o praterie ad erbe alte), fino ad 850 C negli incendi di bosco. A tali temperature le alterazioni dei suoli sono molto importanti; in condizioni particolari si forma uno strato idrorepellente, formato da sostanza organica migrata verso il basso dopo un processo di pirolisi; tale strato idrorepellente sub-superficiale determina condizioni di maggiore ritenzione idrica sul sottile strato soprastante che, in presenza di piogge, è facilmente soggetto ad erosione accelerata.

25 Anche le caratteristiche fisiche dei suoli vengono profondamente modificate: 1 + il suolo perde plasticità, 2 + si riduce la porosità (e la capacità di ritenzione idrica) 3 + si perde la coesione; 4 = vengono favorite le condizioni di erosione del suolo stesso. Dal punto di vista chimico, anche se l incendio nel breve periodo rende disponibili elementi inorganici facilmente solubili ed assimilabili da parte del terreno (aumentandone sostanzialmente la fertilità), occorre sottolineare che tali elementi sono anche molto più facilmente erodibili con le prime piogge; (prima dell incendio erano presenti in composti organici legati al suolo, risultando più difficilmente asportabili dalle piogge). In caso di asportazione della copertura i suoli vengono pesantemente esposti all erosione.

26 La quantità di suolo erosa nel corso di un anno risulta molto influenzata dalla intensità con cui il fuoco ha aggredito il bosco ma rispetto ad una area ricoperta da vegetazione, il suolo asportato dopo il passaggio di un incendio particolarmente devastante per il substrato pedologico, può essere anche 35 volte superiore l erosione normale mentre un fuoco leggero implica una erosione di circa cinque volte la normale asportazione. Anche la ridotta capacità di infiltrazione rappresenta un problema importante nel sistema idrogeologico e idrologico del post-incendio (1) sia per la ridotta o nulla attività di veicolazione dell acqua nel suolo da parte dell apparato radicale, (2) sia per la minore porosità del suolo stesso, (3) sia per la formazione nel corso dell incendio di livelli idrofobici dovuti alla deposizione di sostanze idrorepellenti come sopra ricordato. Il calore prodotto da un incendio boschivo può far diminuire, per un limitato lasso di tempo, anche 80 volte la normale capacità di infiltrazione di un suolo. In termini stagionali, l erosione del suolo di maggiore consistenza avviene nei mesi immediatamente successivi all incendio, soprattutto in corrispondenza delle piogge autunnali successive all incendio estivo.