L uso reale del suolo in provincia di Parma Analisi e considerazioni

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1 L uso reale del suolo in provincia di Parma Analisi e considerazioni Dr. Ph.D. Alessandro Ferrarini Introduzione Uno dei settori in cui economia ed ecologia si fondono indissolubilmente è lo studio dell uso reale del suolo. Pianificare a quale uso adibire una certa area ha notevoli valenze sia economiche che ambientali; si tratta in sostanza di decidere come utilizzare in modo opportuno gli spazi disponibili, onde garantire la compresenza di aree insediative, produttive e di svago, salvaguardando il più possibile il patrimonio naturale. Generalmente sono due le driving force che determinano la scelta dell uso reale del suolo in una certa area: l autocorrelazione spaziale (Lionetti, 1996) e la zonazione altimetrica. Si dice che un fenomeno è spazialmente autocorrelato se i suoi valori risentono in qualche modo della contiguità spaziale tra le unità territoriali di osservazione; in particolare vi è autocorrelazione positiva (fenomeno molto frequente) nel caso di somiglianza tra i dati di unità contigue e dissimilarità tra dati di unità lontane; autocorrelazione negativa (fenomeno piuttosto raro) nel caso opposto (Zani, 1993). La zonazione altimetrica influenza sia le condizioni climatiche che la geomorfologia del suolo (acclività ed esposizione di versante). A queste due determinanti, se ne possono talvolta aggiungere altre, quali la distanza dal comune capoluogo o dall asse viario principale della provincia (Ferrarini et al., 2001). Disponibilità dei dati Per il riconoscimento dell uso reale del suolo si è fatto uso di dati telerilevati di pubblico dominio disponibili al sito WEB della NASA e al sito della Comunità GIS Tali dati sono stati digitalizzati mediante appositi metodi classificatori (Ferrarini et al., 2002a; Ferrarini et al., 2002b) riconoscendo le principali classi di uso del suolo. Per chi non avesse competenze di telerilevamento, dati già in formato GIS sono liberamente disponibili, sebbene ad una scala di minore dettaglio spaziale, all indirizzo WEB dell EEA (European Environmental Agency) oppure a quello dell EIONET (European Environment Information and Observation Network) Altri dati GIS sull uso reale del suolo, ma su base comunale e non provinciale, possono essere reperiti al sito WEB della Regione Emilia-Romagna Oltre a tali fonti, e a numerose altre di tipo istituzionale, è da sottolineare il progetto Google Earth all indirizzo WEB Poiché l immagine telerilevata utilizzata era ad una scala di medio dettaglio compresa tra e 1: ci si è limitati ad individuare alcune macroclassi di uso del suolo (per es., boscato, prativo, insediativo ) che comunque sono solitamente sufficienti per interpretare le strategie di uso del suolo presenti in una certa area (Ferrarini, 2005). In molti studi scientifici ci si limita infatti ad individuare 5-10 macroclassi di uso del suolo anche quando si potrebbero distinguere molte tipologie perché, per molti obiettivi di studio, l uso di macroclassi a) semplifica le analisi, b) ne riduce i tempi e c) nulla toglie alla comprensione del pattern territoriale. L uso reale del suolo in provincia di Parma In Fig.1 è rappresentato l uso reale del suolo della provincia di Parma derivante dalla classificazione dell immagine telerilevata. Sono state riconosciute 7 macroclassi di uso del suolo (boscato, coltivi, edificato, litoide, prativo, verde urbano, zone umide). Per via della risoluzione spaziale non ottimale dei dati, talvolta si è avuta difficoltà a distinguere tra coltivi e suolo scoperto, così come pure tra coltivi e zone prative. Si ritiene comunque che la classificazione ottenuta sia una fotografia sufficientemente accurata dell uso reale del suolo del territorio provinciale.

2 Fig.1 Classificazione in 7 macroclassi dell uso reale del suolo della provincia di Parma (fonte: elaborazione dell autore). Fig.2 Diagramma circolare delle superfici di uso del suolo della provincia di Parma. I colori sono gli stessi di Fig.1 (fonte: elaborazione dell autore).

3 Circa il 56% del territorio provinciale è adibito ad uso agricolo, il 33% a boscato, il 6,5% a pratoarbusti, il 2,5% ad urbanizzato, l 1,5% a litoide (suolo nudo scoperto). Circa lo 0,4% del territorio provinciale risulta coperto da acque superficiali (torrenti, laghi e fiumi) e lo 0,1% è a verde urbano. Sovrapponendo alla classificazione ottenuta i limiti amministrativi comunali (liberamente disponibili in numerosi siti, per esempio è possibile scomporre i valori aggregati provinciali in dati su base comunale (Tab. 1; Fig. 3). Tab. 1 Percentuale della ripartizione dell uso del suolo nei 47 comuni della provincia di Parma. Ad ogni comune viene associata la percentuale delle 7 macroclassi di uso del suolo individuate. L ultima colonna rappresenta l indice di Simpson, che può assumere valori compresi tra 0 ed 1: 0 indica che esiste una polarizzazione nell uso del suolo (una o due macroclassi largamente prevalenti), 1 significa che le macroclassi sono piuttosto ben distribuite (essendoci 7 macroclassi, l equidistribuzione massima sarebbe che ogni macroclasse occupasse il 14,2% della superficie comunale). Si notano valori prossimi a zero dell indice di Simpson per i comuni di Busseto, S. Secondo e Soragna. Valori molto elevati si hanno per i comuni di Bore, Sala Baganza, Solignano, Terenzo e Varano. Le classi boscato e coltivi sono largamente prevalenti in quasi tutti i comuni (fonte: elaborazione dell autore).

4 Fig. 3 Carta della suddivisione dell uso del suolo dei comuni della provincia di Parma. Per ogni comune viene rappresentato un diagramma circolare che indica il 100% del territorio comunale. I colori presenti entro la torta indicano la dominanza di una tipologia di uso del suolo rispetto ad un altra. I colori sono gli stessi di Fig.1 (fonte: elaborazione dell autore). Dai valori di Tab.1 e dalla carta di Fig. 3 sembrerebbe che l uso reale del suolo nella provincia di Parma risponda effettivamente alle tre driving force fondamentali: autocorrelazione spaziale positiva, gradiente altimetrico e distanza dal comune capoluogo di provincia (centro di polarità). I comuni montani presentano valori bassi dell indice di Simpson dovuti ad una forte prevalenza di aree boscate e, in misura minore, di coltivi. I comuni planiziali sono polarizzati verso la dominanza di coltivi e, in misura minore, aree edificate. I comuni collinari presentano valori elevati della macroclasse prato-arbusti. Questo dato è interessante poiché tale macroclasse può agevolmente transitare verso gli usi boscato, residenziale e coltivi. In tal senso, i comuni collinari risultano avere una maggiore possibilità di ulteriori modifiche dell uso reale del suolo (in gergo tecnico, plasticità territoriale), mentre i comuni planiziali e montani risultano maggiormente bloccati dall essere polarizzati verso macroclassi di più difficile vicariabilità (per es., la transizione coltivi-boscato è molto più rara). Di seguito, le ipotesi riguardo le driving force del territorio provinciale vengono testate in modo quantitativo, individuando le differenze e le similarità tra i comuni e le fasce altimetriche della provincia.

5 Autocorrelazione spaziale? I dati di Tab.1 possono essere la base per analizzare con maggiore profondità le caratteristiche del territorio provinciale. Una domanda basilare cui è necessario rispondere è se esista o meno autocorrelazione spaziale nell uso del suolo. In altri termini: comuni vicini tendono ad assomigliarsi più di comuni lontani (autocorrelazione positiva) o è vero l opposto (autocorrelazione negativa)? Per rispondere a tale domanda si è utilizzata un analisi statistica (Fig. 4) denominata analisi delle corrispondenze (Zani, 1998). Senza entrare nel dettaglio tecnico, tale analisi restituisce un grafico di semplice ed immediata lettura in cui comuni con valori simili per l uso del suolo risultano vicini, altrimenti si posizionano in parti differenti del grafico. Inoltre, assieme ai comuni, vengono plottate le macroclassi di uso del suolo: se un comune si posiziona vicino ad una macroclasse, significa che quel comune è polarizzato verso quella macroclasse (in altri termini, la macroclasse è dominante in quel comune). Fig. 4 Analisi dell uso reale del suolo nei comuni della provincia di Parma. Una ripartizione simile dell uso del suolo determina, nel grafico, una posizione ravvicinata (per es. Corniglio e Borgotaro in basso a destra nel grafico). Inoltre la vicinanza di un comune ad un tipo di uso del suolo significa che quel comune è particolarmente polarizzato verso quel tipo di uso del suolo (per es. Langhirano e Salsomaggiore vicini ad edificato e verde urbano nella parte sinistra del grafico) (fonte: elaborazione dell autore).

6 L analisi di Fig.4 evidenzia gruppi di comuni con caratteristiche simili: 1) in basso a destra nel grafico, un gruppo di comuni è caratterizzato da elevati valori percentuali della macroclasse boscato. Tali comuni sono: Bardi, Corniglio, Berceto, Borgotaro, Varsi, Palanzano, Albareto, Calestano, Compiano, Tizzano, Bedonia e Tornolo; 2) in alto a destra nel grafico, un gruppo di comuni per i quali la macroclasse boscato è sempre elevata, ma le si affianca la macroclasse prato-arbusti. Sono i comuni a maggiore plasticità territoriale e a valori più alti dell indice di Simpson e corrispondono a Varano, Solignano, Terenzo, Pellegrino Parmense, Valmozzola, Monchio e Bore; 3) a sinistra nel grafico, i comuni in cui sono prevalenti le macroclassi coltivi, edificato e verde urbano. Tali comuni sono Langhirano, Salsomaggiore, Fontevivo, Montechiarugolo, Parma, Noceto, Felino, Langhirano, Sorbolo, Fidenza, Collecchio, Neviano; 4) in basso a sinistra i comuni in cui aumenta il valore per la macroclasse acqua (e si mantengono elevati i valori per le tre macroclassi coltivi, edificato e verde urbano). Sono in generale i comuni della Bassa, tra cui Polesine, Sissa, Colorno, Mezzani, Zibello, Roccabianca, Torrile, S. Secondo, Soragna, Busseto, Fontanellato, Trecasali; 5) in alto a sinistra i comuni per cui risulta elevato il valore della macroclasse litoide (e si mantengono elevati i valori per le tre macroclassi coltivi, edificato e verde urbano). Sono i comuni di Fornovo, Sala Baganza, Medesano, Traversatolo, Lesignano; Il grafico di Fig. 4 suddivide quindi i comuni della provincia in due sottoinsiemi, quello in cui prevalgono le macroclassi naturali (la metà destra del grafico) e quello in cui prevalgono le macroclassi antropizzate (la metà sinistra del grafico). In Fig. 5, i 5 gruppi precedentemente esaminati vengono mappati. Fig. 5 I cinque gruppi di comuni individuati mediante l analisi delle corrispondenze. In verde scuro il gruppo 1, in verde chiaro il 2, in grigio il 3, in blu il 4 ed in bianco il 5 (fonte: elaborazione dell autore).

7 Dalla figura 5 si nota che esiste un autocorrelazione spaziale elevatissima poiché comuni spazialmente contigui appartengono allo stesso gruppo di uso del suolo. In particolare, il gruppo 1 individua i comuni montani (fatta eccezione per Monchio e Valmozzola), il gruppo 2 quelli collinari, il gruppo 3 i comuni planiziali intorno a Parma e alla Via Emilia, il gruppo 4 i comuni della Bassa ed, infine, il gruppo 5 i comuni collinari della Val Parma, Val Baganza e Val Taro. Zonizzazione altimetrica? La mappa di Fig. 5 mostra, oltre ad una consistente autocorrelazione spaziale positiva, l esistenza di una significativa zonizzazione altimetrica. Risulta interessante chiedersi quali caratteristiche dell uso reale del suolo distinguano tra loro i comuni planiziali da quelli collinari e montani. In altre parole, quali conseguenze ha la zonizzazione altimetrica sul profilo di uso reale del suolo? Per rispondere a tale domanda si è fatto di un metodo analitico chiamato albero decisionale (Grossi, 2000). Tralasciando i dettagli tecnici, tale metodologia produce un albero decisionale di facile ed immediata lettura in grado di spiegare il modello sotteso da un certo fenomeno (nel presente caso, l uso reale del suolo in provincia di Parma). Applicato ai dati di Tab.1, l albero decisionale ha prodotto i risultati di seguito riportati: - comuni montani: a) se la percentuale di coltivi è inferiore al 30,1% allora vengono individuati in modo univoco 9 comuni montani (in altre parole tale regola distingue tali comuni da ogni altro comune della provincia; b) se la percentuale di coltivi è maggiore del 30,1%, la percentuale di litoide maggiore dello 0,59 % ma inferiore ad 1,16%, vengono individuati i rimanenti 3 comuni montani. In sintesi, i comuni montani sono caratterizzati soprattutto dall avere percentuali di coltivi inferiori al 30,1% (9 comuni su 12). I tre comuni, che hanno percentuali di coltivi superiori al 30,1%, sono comunque caratterizzati dall avere percentuali di litoide (aree di greto in particolare) compreso tra 0,59 e 1,16%. Queste 2 regole, caratterizzano in modo univoco i 12 comuni montani. - comuni collinari: I 14 comuni collinari sono caratterizzati da un unico profilo di uso del suolo, ovvero: c) percentuale di coltivi compresa tra 30,1% e 91%, percentuale di boscato maggiore di 0,625%, percentuale a litoide maggiore dell 1,16% e percentuale di acqua superficiale inferiore a 0,15%. - comuni planiziali: d) se la percentuale a coltivi è superiore al 30,1% e quella a litoide inferiore allo 0,59%, vengono individuati 13 comuni planiziali; e) se la percentuale a coltivi è superiore al 30,1%, quella a litoide maggiore del 1,16%, quella di acque superficiali superore a 0,15% vengono individuati 5 comuni planiziali; f) se la percentuale a coltivi è superiore al 30,1%, quella a litoide maggiore del 1,16%, quella di acque superficiali inferiore a 0,15% e di boscato inferiore a 62,5% vengono individuati 2 comuni planiziali; g) se la percentuale a coltivi è superiore al 91%, quella a litoide maggiore del 1,16%, quella di acque superficiali inferiore a 0,15% e di boscato superiore a 62,5% viene individuato 1 comune planiziale. Delle 7 regole individuate, sono dunque 3 quelle dominanti che caratterizzano l uso reale del suolo in provincia di Parma e che bene distinguono tra i comuni delle tre fasce altimetriche: la regola a) caratterizza i comuni montani e descrive condizioni a bassa intensità agricola; la regola c) individua i comuni collinari e descrive situazioni in cui l intensità agricola è medio-alta, la percentuale di boscato è molto variabile ed esiste una non trascurabile presenza di litoide (in particolare, aree a greto); la regola d) caratterizza i comuni planiziali lasciando emergere una situazione in cui la percentuale di coltivi non è mai inferiore al 30,1% mentre quella a litoide è trascurabile.

8 Parma, centro di polarità? L ultima domanda che ci si pone nel presente lavoro è se il comune capoluogo funzioni o meno da centro di polarità per l uso del suolo degli altri comuni. In altri termini: i comuni prossimi a Parma presentano un uso del suolo più simile a quello del capoluogo rispetto a quelli più distanti? Per rispondere a tale domanda, per ogni comune della provincia è stata calcolata una distanza euclidea normalizzata dell uso reale del suolo rispetto a Parma. Senza entrare in dettagli tecnici, tale distanza è tanto maggiore quanto più il comune è differente nella composizione dell uso reale del suolo rispetto a Parma; viceversa è tanto minore quanto più sono simili gli usi del suolo. Un comune che avesse la stessa distribuzione dell uso reale del suolo disterebbe zero da Parma. Le distanza euclidee per ogni comune sono poi state mappate (Fig. 6). Si nota che, in genere, Parma funge effettivamente da centro di polarità per i comuni limitrofi. Ci sono però alcune rare eccezioni: per esempio, Roccabianca e Zibello sono più distanti da Parma rispetto a Sissa, S.Secondo e Soragna eppure presentano un uso reale del suolo più simile. Fig. 6 Distanza da Parma di ogni comune della provincia per quanto riguarda la distribuzione dell uso reale del suolo. Tanto più il colore arancione è intenso, tanto maggiore tale distanza. I comuni con uso reale del suolo più simile a Parma risultano essere Fontevivo (distanza=3), seguito da Montechiaurgolo (distanza=6) e Felino (distanza= 9). I comuni più dissimili da Parma risultano essere Tornolo (distanza=109,4), Bedonia (distanza=106,9) e Monchio (distanza=99,2) (fonte: elaborazione dell autore).

9 Conclusioni Il futuro del territorio è il risultato dei processi naturali (su tempi lunghi) e dei cambiamenti attuati dall uomo (su tempi brevi e medi). L uso reale del suolo è una delle scelte più importanti nella pianificazione territoriale poiché riguarda la scelta di come utilizzare in modo ottimale lo spazio disponibile. Nel presente articolo si è proceduto ad un analisi dell uso reale del suolo in provincia di Parma. Sebbene si ritenga di avere stimano in modo sufficientemente accurato l uso reale del suolo provinciale, lo scopo del presente lavoro non era di tipo tecnico (esatta misurazione), ma di tipo scientifico (esatta comprensione). L analisi potrebbe essere ripetuta utilizzando una sorgente di dati di migliore dettaglio spaziale, per esempio in scala 1: o in scala 1: Con tali informazioni disponibili si potrebbe avere una stima più accurata delle superfici adibite ai diversi usi del suolo, ma le considerazioni emerse rimarrebbero pressoché inalterate poichè il pattern emergente da un analisi quantitativa dei dati si focalizza sull individuazione del trend dominante, tralasciando o minimizzando le oscillazioni intorno ad esso. Se, al contrario, lo scopo di uno studio territoriale fosse, ad esempio, un accurata stima catastale allora il livello di dettaglio spaziale adottato per le analisi dovrebbe essere molto più raffinato di quello qui adottato. Con l emergere di sempre nuove banche dati istituzionali di pubblico dominio disponibili in Rete in ottemperanza alle normative internazionali ed europee (Convenzione di Aarhus, direttiva europea 2003/4/CE, direttiva europea 2003/35/CE), diventa sempre più importante la figura professionale di chi sa analizzare tali basi di dati traendone il massimo di informazione possibile. Ronald Coase, premio Nobel per l economia nel secolo scorso, ha scritto che più diventeranno disponibili dati a basso costo e ad ampia diffusione in campo sociale, economico ed ambientale e più diventerà basilare la figura dell esperto analista colui che, avvalendosi di più discipline analitiche contemporaneamente, sa trasformare il dato in informazione, l informazione in conoscenza e la conoscenza in saggezza operativa. Le considerazioni emerse nel presente lavoro possono essere la base conoscitiva per numerosi ed ulteriori approfondimenti sul territorio provinciale. Bibliografia e Webliografia EEA web site: EIONET web site: Ferrarini A., Bodini A. e Becchi, M., Environmental quality and sustainability in the province of Reggio Emilia (Italy): using multi-criteria analysis to assess and compare municipal performance. Journal of Environmental Management, 63: Ferrarini A., Rossi P., Zaccarelli N., 2002a. Un classificatore efficiente di dati iperspettrali MIVIS per la mappatura territoriale: CART (Classification And Regression Trees). Rivista Italiana di Telerilevamento, 22: Ferrarini A., Rossi P., Zaccarelli N., 2002b. Mappature vegetazionali ad elevata accuratezza: la metodologia delle reti neurali applicata ai dati iperspettrali MIVIS. Rivista Italiana di Telerilevamento, 22: Ferrarini A., Analisi e valutazioni spazio-temporale mediante GIS e Telerilevamento del grado di Pressione Antropica attuale e potenziale gravante sul mosaico degli habitat di alcune aree italiane. Ipotesi di pianificazione. Tesi di Dottorato di Ricerca, Università degli Studi di Parma. Grossi L., Tecniche di segmentazione gerarchica. In: Zani S. (a cura di) Analisi dei dati statistici, osservazioni multidimensionali. volume II, Giuffré Ed., Milano. Lionetti L., Problemi campionari connessi al telerilevamento. In: Zani S. (a cura di) Metodi statistici per le analisi territoriali, FrancoAngeli Editore. NASA web site: Progetto Google Earth web site: Regione Emilia-Romagna web site: Zani S., Metodi statistici per le analisi territoriali. FrancoAngeli editore. Zani S. (a cura di), Analisi dei dati statistici, osservazioni multidimensionali. volume II, Giuffré Ed., Milano.