Geologia, sismica e suoli

Servizi ecosistemici del suolo

Metodologia e casi studio in Emilia-Romagna

Vincent van Gogh, "Sentiero attraverso i campi con salici", Arles: 1888. Olio su tela,  Collezione privata, Svizzera.

Il suolo svolge funzioni diverse:

  • la produzione di biomassa e di cibo;
  • fornisce materie prime;
  • è sede delle attività umane ed archivio storico e archeologico;
  • è riserva di biodiversità, serbatoio di carbonio e regolatore del ciclo dell’acqua e degli elementi bio-chimici.

Attraverso le sue funzioni il suolo contribuisce ai servizi ecosistemici definiti come “i benefici che le persone ricevono dagli ecosistemi” (Millennium Ecosystem Assessment, 2005).

I principali servizi ecosistemici forniti dal suolo sono:

  • supporto alla vita, ospitando piante, animali e attività umane (e con il ciclo degli elementi della fertilità);
  • approvvigionamento, producendo biomassa e materie prime;
  • regolazione dei cicli idrologico e bio-geochimico, e con la relativa capacità depurativa;
  • valori culturali, in quanto archivio storico-archeologico e parte fondamentale del paesaggio.

Le funzioni che il suolo svolge, e i servizi ecosistemici a queste collegati, variano nello spazio, in relazione alle caratteristiche dei suoli, e nel tempo, in relazione alle condizioni (climatiche, gestionali, ecc) al contorno: suoli diversi forniscono servizi diversi e/o di qualità diversa.

Schema di valutazione per la pianura dell’Emilia-Romagna

CNR-IBiMet di Firenze, in collaborazione con il Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli, ha approntato uno schema per la valutazione delle funzioni del suolo alla base dei servizi ecosistemici per l’intera pianura emiliano-romagnola ai fini della pianificazione urbanistica.

Per questo è stato adottato un approccio basato su indicatori per valutare e cartografare i molteplici contributi del suolo nel fornire servizi ecosistemici, basandosi sulle funzioni del suolo derivate dai dati dei suoli disponibili per lo strato 0-100 cm. Di valore operativo è il fatto che, all’interno di questa struttura, diverse funzioni possono essere trattate e cartografate insieme, fornendo un efficiente strumento per modellare l’eterogeneità delle differenti funzioni del suolo, sia a scala regionale sia a scala locale.

Il metodo consiste nella:

  • definizione di servizi ecosistemici basati sul suolo, utilizzando dati derivati dalle carte tematiche disponibili, e sui fabbisogni economici e sociali;
  • definizione di appropriati indicatori e loro classificazione;
  • valutazione e mappatura della potenzialità dei suoli di fornire servizi ecosistemici. 

Attraverso simulazioni geostatistiche condizionate sulla carta dei suoli in scala 1:50.000 e sulle carte di uso del suolo è stata realizzata una copertura continua (maglia di 500 m di lato) delle caratteristiche di base del suolo (tessitura e contenuto di C organico), così da considerarne in modo esplicito la variabilità spaziale e la relativa incertezza di stima. Proprietà del suolo quali la densità apparente, la porosità, la conducibilità idraulica satura sono state derivate utilizzando pedofunzioni calibrate localmente e utilizzando altre informazioni disponibili come a d esempio la carta di capacità d’uso. Sono state considerate otto funzioni del suolo alla base dei servizi ecosistemici:

a) biodiversità degli organismi del suolo (BIO);

b) capacità depurativa (BUF);

c) effetto sul microclima (CLI);

d) stock di carbonio potenziale (CSP);

e) produttività agricola (PRO);

f) supporto infrastrutture (SUP);

g) infiltrazione profonda di acqua (WAR);

h) riserva di acqua (WAS)

 

Cod Categorie servizi eco-sistemici Contributi del suolo Funzioni del suolo Indicatori Metodo calcolo
BIO Supporto Habitat per organismi del suolo Riserva Biodiversità Habitat potenziale per gli organismi del suolo Uso suolo Densità apparente   
C organico
BUF Regolazione Ritenzione e rilascio di elementi nutritivi e inquinanti Attenuazione naturale (potenziale)  Magazzi-naggio, filtraggio e trasforma-zione dei nutrienti, sostanze ed acqua Capacità scambio cationico pH del suolo Profondità delle radici C organico argilla                pH 0-30 cm Profondità media falda
CLI Regolazione Regolazione microclimatica (potenziale) Magazzi-naggio, filtraggio e trasforma-zione dei nutrienti, sostanze ed acqua Evapotraspi-razione potenziale AWC 100 cm Profondità media falda
CSP Regolazione Sequestro carbonio (potenziale) Riserva di Carbonio Potenziale sequestro carbonio C organ. 0-30 cm
Densità apparente 0-30 cm
PRO Approvvi-gionamento Fornitura di cibo (potenziale) Produzione di biomassa Carta capacità d’uso Classi ed intergradi
SUP Approvvi-gionamento (Supporto) Supporto alle attività umane e alle infrastrutture Ambiente fisico e culturale dell’umanità Capacità di portanza del suolo Sabbia
Argilla Conducibilità idraulica satura Presenza di torba
WAR Regolazione Regolazione acqua /controllo ruscellamento - alluvioni (potenziale)  alluvioni Magazzi-naggio, filtraggio e trasforma-zione dei nutrienti, sostanze ed acqua Capacità di infiltrazione Conducibilità idraulica satura
Punto di ingresso all’aria
WAS Regolazione (Approvvi-gionamento) Regolazione del ciclo dell’acqua: riserva idrica Magazzi-naggio, filtraggio e trasforma-zione dei nutrienti, sostanze ed acqua Contenuto acqua capacità di campo Presenza della falda Capacità di campo Profondità media falda

I diversi indicatori sono stati standardizzati come numero da 0 a 1 attribuendo 1 al più alto valore riscontrato nei suoli della pianura Emiliano-Romagnola e 0 al più basso valore della stessa area. Il valore 0 non indica che il servizio è assente ma che è il minimo relativo nell’area di studio. In questo modo è possibile visualizzare “il valore” dei servizi ecosistemici dei suoli (biodiversità, capacità depurativa, microclima, stock di carbonio, produttività, supporto alle infrastrutture, riserva di acqua, infiltrazione profonda di acqua) in un grafico a “radar” o a “ragnatela”.

Fornitura media delle funzioni dei suoli in 4 rilevanti unità di pedopaesaggio della pianura emiliano-romagnola
Fornitura media delle funzioni dei suoli
in 4 rilevanti unità di pedopaesaggio della pianura emiliano-romagnola.
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Nei suoli della pianura si identificano chiari pattern spaziali delle funzioni del suolo collegati alle diverse unità di pedo-paesaggio: suoli differenti forniscono potenzialmente servizi ecosistemici differenti in diverse quantità.

Il metodo permette di stabilire chiari collegamenti tra le decisioni ed i servizi ecosistemici, permettendo di valutare il rischio di perdita di servizi o la possibilità di mantenere o valorizzare specifici servizi sotto diverse opzioni politiche e di gestione.

 

Casi studio

In collaborazione con la provincia di Reggio Emilia, il metodo proposto è stato anche applicato all’Unione dei Comuni della Pianura Reggiana, passando quindi dalla scala regionale alla scala locale. Sono state utilizzate informazioni di maggior dettaglio rispetto alla scala regionale, i siti rappresentativi locali ed il data base DBTopo (Regione Emilia Romagna, 2011) che consente di definire con grande accuratezza le aree urbanizzate ed il loro grado di sigillamento.

In termini di servizi ecosistemici, i suoli presenti nel territorio dell’Unione Pianura Reggiana sono caratterizzati da un alto livello di produttività, biodiversità e regolazione del microclima, ma in seguito al consumo di suolo la produttività ha subito un calo notevole, il più elevato tra i servizi considerati, e al 2008 lo stato dei servizi ecosistemici dei suoli si caratterizza principalmente per biodiversità, regolazione del microclima e riserva idrica.

Nell’ambito del progetto SAVE OUR SOIL FOR LIFE è stata fatta una valutazione dei Servizi Ecosistemici forniti dal suolo per i tre comuni coinvolti nel progetto (Forlì, Carpi e San Lazzato di Savena), puntando l’attenzione in particolare sul ruolo svolto dalle aree non completamente urbanizzate (aree verdi urbane, aree agricole intercluse, aree sportive, giardini privati, giardini e parchi pubblici e verde scolastico). Questi suoli urbani svolgono un importante ruolo, in quanto continuano a immagazzinare carbonio, a regolare i flussi idrici, a depurare le acque e a supportare la biodiversità. Sono state redatte inoltre delle  linee guida  (pdf, 1.5 MB)utili anche per redarre le carte dei servizi ecosistemici dei suoli.

 

Le carte prodotte

Data la multifunzionalità del suolo, è importante evidenziare le aree dove i suoli forniscono più funzioni e quindi potenzialmente più servizi ecosistemici. Queste sono definite come “hotspot”, mediando il termine già largamente usato nel campo della biodiversità, cioè “aree che forniscono grandi componenti di un particolare servizio”. Gli hotspot sono stati identificati e cartografati come aree capaci di fornire più funzioni il cui valore normalizzato fosse superiore al 70° percentile della distribuzione osservata. Nelle figure sono riportate le carte delle funzioni dei suoli della pianura e gli hotspot come sopra definiti. Nell'ambito del progetto SOS4LIFE queste carte sono state affinate, aggiornate e prodotte per l'intera pianura e saranno presto messe a disposizione delle province e dei comuni per la redazione dei piani urbanistici.
 Pedopaesaggi della pianura
Pedopaesaggi della pianura ( ingrandisci immagine) (gif, 148.9 KB)
a) BIO. Biodiversità
b) BUF. Capacità depurativa
b) BUF. Capacità depurativa ( ingrandisci immagine) (png, 412.4 KB)
c) CLI. Effetto sul microclima
c) CLI. Effetto sul microclima ( ingrandisci immagine) (png, 412.1 KB)
d) CSP. Stock C potenziale
d) CSP. Stock C potenziale  ( ingrandisci immagine) (png, 412.2 KB)
e) PRO. Produttività agricola
e) PRO. Produttività agricola ( ingrandisci immagine) (png, 417.0 KB)
f) SUP. Supporto infrastrutture
f) SUP. Supporto infrastrutture ( ingrandisci immagine) (png, 414.7 KB)
g) WAR. Infiltrazione profonda d’acqua
g) WAR. Infiltrazione profonda d’acqua ( ingrandisci immagine) (png, 419.9 KB)
h) WAS. Riserva d’acqua
h) WAS. Riserva d’acqua ( ingrandisci immagine) (png, 404.9 KB)
 

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