Carta GeoEcologica: un modello predittivo per la diffusione di specie vegetali ed animali

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1 Carta GeoEcologica: un modello predittivo per la diffusione di specie vegetali ed animali Leonardo Lami, Paolo Cavallini, Emilia Venturato In collaborazione con: Mus. St. Nat. Univ. Firenze, Dip. Scienze Ambientali Univ. Siena, Nemo, Studio Bocci piazza Garibaldi, Pontedera PI

2 Obiettivo del progetto Sviluppo di un metodo da applicare a tre aree campione della Toscana Casentino Parco della Maremma Val di Chiana meridionale Valutazione dell'idoneità del territorio alla diffusione di specie ed habitat di rilievo conservazionistico individuando le caratteristiche ambientali a maggior potere discriminante

3 Cartografia di base Cartografia di definizione di unità geoecologiche relative agli aspetti fisiografici e vegetazionali Dem a 50 m, reticolo e bacini idrografici e reticolo viario

4 Casi di studio Specie e habitat sufficientemente diffuse nell area di studio scelta tra le Liste di Attenzione del Progetto RE.NA.TO. Realizzazione di schede sperimentali per uniformare la valutazione dei parametri ambientali condizionanti la presenza delle specie ed habitat in esame

5 Tematismi e variabili da esaminare L elenco dei parametri individuati: morfologia generale del paesaggio geologia tipi climatici tipologie ambientali (uso suolo / vegetazione) tipologia dei corpi d acqua distanza dall acqua distanza dalle diverse tipologie stradali

6 Tematismi e variabili da esaminare L elenco dei parametri individuati: quota esposizione pendenza frammentazione del territorio limite inferiore dimensione di un patch idoneo per la sopravvivenza di una popolazione coefficiente di permeabilità delle singole tipologie ambientali ai movimenti della specie

7 Elaborazione dei tematismi Parametri a valori categorici Parametri a valori continui resi categorici suddividendo il range dei valori in intervalli contigui Per ogni specie od habitat considerato si sono assegnati valori di idoneità alle categorie dei parametri elencati IDONEITA' Valore scheda Assolutamente non favorevole -9 Molto sfavorevole -2 Sfavorevole -1 Neutro 0 Idoneo 1 Altamente idoneo 2 Sconosciuto 9 Valore

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9 Elaborazione dei tematismi I dati relativi alle schede delle specie ed habitat in esame sono stati inseriti nel database PostgreSQL permettendo di: ottimizzare e rendere più sicuro lo stoccaggio delle informazioni facilitare l'associazione tra i vettoriali relativi ai diversi parametri ed i valori di idoneità realizzare uno script per automatizzare l'algoritmo di elaborazione

10 Fase preliminare: preparazione cartografia Importazione della carta relativa alle unità geoecologiche (v.in.e00) e creazione di carte relative ai singoli parametri (v.reclass) Creazione di buffer (v.buffer) per la valutazione delle distanze in base alle categorie individuate per: reticolo idrografico e corpi d'acqua reticolo viario Creazione mappe di pendenza ed esposizione a partire dal DEM (r.slope.aspect)

11 Fase preliminare: preparazione cartografia Creazione mappa di frammentazione del territorio sulla base dell'uso del suolo (r.le.pixel per indice di Shannon con moving window 300 x 300 m) Riclassificazione dei raster e dei vettoriali in base agli intervalli categorici individuati (r.reclass) Collegamento delle cartografie vettoriali ottenute con le corrispondenti tabelle in PostgreSQL (v.db.connect)

12 Elaborazione carta di idoneità Per ogni specie o habitat in esame le cartografie tematiche sono state trasformate in raster (v.to.rast) sulla base dei valori di idoneità relativi

13 Elaborazione carta di idoneità Le carte di idoneità sono pesate in base alla loro capacità di discriminare le diverse zone del territorio. Tale capacità è legata alla varianza dei valori di idoneità all'interno dei singoli tematismi I raster sono pesati e sommati tra loro (r.mapcalc)

14 Elaborazione carta di idoneità Dalla carta di idoneità ottenuta si pongono ad idoneità minima le zone Assolutamente non favorevoli anche per un solo tematismo (r.mapcalc)

15 Selezione aree a maggior idoneità Un indice di valenza ecologica (grado di tolleranza della specie) ci permette di selezionare le aree caratterizzate da valori di idoneità adatti (r.mapcalc)

16 Selezione patch minimi Per ogni specie o habitat in esame si selezionano le patch con superficie maggiore a quella necessaria per la sopravvivenza di una popolazione minima Il valore dell'estensione minima è si riferisce ad aree con valori di idoneità massimi Occorre quindi valutare per ogni patch la superficie percepita dalla specie in esame

17 Selezione patch minimi Esempio: se una patch è composta da 3 zone caratterizzate da valore di idoneità ed estensione diversa, la superficie percepita dalla specie risulta così calcolata: IDONEITA' AREA (h) TOTALE 100 AREA PESATA (h)

18 Selezione patch minimi Tramite il passaggio alla tipologia vettoriale si può calcolare l'area percepita della singola patch sulla base delle sotto aree a diverso grado di idoneità che la costituiscono (r.clump, v.category, v.to.db, db.execute)

19 Selezione patch minimi In evidenza le aree escluse (v.extract)

20 Capacità di dispersione Recupero delle aree escluse Necessario avere una distanza dalle aree selezionate minore della capacità di dispersione della specie in esame La distanza deve essere pesata sulla base dell'impedenza del territorio Per valutare il costo di dispersione si utilizza una carta della permeabilità del territorio relativa alla specie in esame (r.cost)

21 Capacità di dispersione Le zone escluse sono recuperate se cadono nelle aree dove la dispersione è possibile (r.mapcalc) le aree con superficie percepita superiore a quella minima sono in grigio le aree con estensione inferiore in blu le zone di diffusione passano dal verde al rosso (massimo capacità di dispersione)

22 Capacità di dispersione L'ingrandimento mostra come alcune aree siano quindi state escluse e poi recuperate sulla base del modello descritto

23 Risultati dell'analisi Le carte che descrivono il territorio in base alle idoneità della specie

24 Risultati dell'analisi Analisi compiuta per: venti specie animali otto specie vegetali quattro habitat

25 Licenza d'uso della presentazione