Carbonio organico immagazzinato nei suoli

Il carbonio organico immagazzinato nei suoli o soil organic carbon stock (SOC-Stock) descrive il quantitativo di carbonio organico contenuto in un dato spessore di suolo per unità di superficie, è espresso in Mg*ha^-1 e tiene conto anche delle aree prive di suolo che di fatto annullano la capacità di immagazzinamento del carbonio organico. Dal SOC-Stock è possibile stimare la quantità di CO₂ immagazzinata nei suoli regionali attraverso la relazione CO₂ eq.=SOC-stock * 3,667. La conoscenza del contenuto attuale di carbonio organico dei suoli permette non solo di valutare lo stato qualitativo dei suoli ma anche di stimare la quantità di CO2 immagazzinata e i potenziali di accumulo o perdita in seguito a variazioni d’uso o a modifiche di gestione.

Cartografia

Nel 2017 è stato svolto un lavoro che ha interessato in modo omogeneo l’intero territorio regionale e riferibile ad una scala 1:1.000.000 in occasione della realizzazione della Carta dello stock di carbonio organico nei suoli italiani realizzata dalla rete della Global Soil Partnership (GSP) della FAO, con lo scopo principale di rafforzare la connessione tra gli enti possessori, gestori e manutentori dei dati pedologici. Questa carta fornisce un primo quadro di riferimento nazionale coerente e armonizzato che consentirà in futuro di realizzare una versione aggiornata e controllata.

Nel 2023, in collaborazione con CNR-IBE di Firenze, è stata realizzata una nuova carta del carbonio organico immagazzinato (SOC-STOCK) nello strato 0-30 cm su tutto il territorio regionale, con l’eccezione dei due comuni della Val Marecchia che si sono aggiunti alla regione nel 2021. La nuova carta (in formato raster) ha un livello di dettaglio di 1 ha (pixel di 100m x 100m), con una attendibilità della stima che varia in funzione della disponibilità dei dati puntuali: può essere considerata buona per la zona di pianura, media o bassa per la parte appenninica.

Figura 1. Stima del contenuto di carbonio organico (SOC-Stock) nei suoli della regione Emilia-Romagna alla profondità di 0-30 cm

Carbonio immagazzinato nei suoli regionali

La carta del contenuto di carbonio organico (SOC-Stock ed. 2023) (Fig. 1) stima che nei primi 30 cm di suolo della regione siano stoccati 134 Mt di carbonio organico, con una media regionale di 59,9 Mg*ha^-1 equivalente di 492,1 Mt di CO₂ (CO₂ eq.=SOC-stock * 3,667); il 43,4% del SOC-Stock è contenuto nei suoli di montagna, che accumulano un totale di 58,2 Mt di carbonio organico, mentre il 43,5% del SOC-Stock è contenuto nei suoli di pianura, precisamente 58,4 Mt; la collina, che occupa solo 17% del territorio regionale, contiene 17,6 Mt di carbonio organico che rappresenta il 13,1% del totale regionale (Fig. 1 e Tab. 1).

Figura 2. Suddivisione tra pianura, collina e montagna secondo le zone altimetriche (Agrea-RER, 2022)

Tabella1. SOC-Stock nei primi 30 cm di suolo secondo le zone altimetriche 

Grafico 1. Ripartizione del territorio regionale in tre fasce altimetriche (Agrea-RER) e percentuale sul totale regionale di SOC-Stock contenuto nelle tre fasce altimetriche

Incrociando la carta dello SOC-Stock con la carta dell’uso del suolo regionale (Copertura 2017- Edizione 2020) è possibile avere una stima dei quantitativi di carbonio organico immagazzinati nei diversi territori regionali: quello agricolo, che occupa quasi il 54% della superficie regionale, immagazzina 68 Mt di carbonio organico, pari al circa il 51% del totale regionale; i territori boscati e semi-naturali, che occupano il 30% della superficie regionale, stoccano 51 Mt di carbonio organico ossia il 38% del totale regionale.

Tabella 2. SOC-Stock nei primi 30 cm di suolo nei diversi territori e usi del suolo regionali

Osservando i valori per i singoli usi del suolo (secondo livello Corine Land Cover) i boschi hanno i contenuti medi più alti con circa 79 Mg*ha^-1 per un totale di 43,8 Mt di carbonio organico; nei sistemi agricoli l’uso del suolo con maggiore capacità di stoccaggio di carbonio organico è quello dei prati stabili con un valore medio di 67 Mg*ha^-1 ed un totale stoccato di 5,4 Mt, poi i seminativi con valore medio di 58 Mg*ha^-1 ma un totale di SOC-Stock di 56,5 Mt, infine le zone agricole eterogenee che hanno un valore medio di 60 Mg*ha^-1 ma che immagazzinano solo un totale di 0,8 Mt di carbonio organico.

Carbonio organico % in funzione dell'uso del suolo

Dall’analisi statistica dei dati puntuali è possibile caratterizzare il contenuto di CO% dei suoli regionali in relazione all’uso del suolo; i valori riportati nelle tabelle a seguire derivano dall’analisi di 9113 dati raccolti tra il 1990 e il 2022 di cui è noto il contenuto di CO% e l’uso del suolo. Questi costituiscono un sottoinsieme rappresentativo di tutti i dati usati per la costruzione della carta dello SOC-Stock (quasi 28.000 dati).

Figura 3. Distribuzione geografica dei dati puntuali oggetto di analisi statistica per il CO%

I dati elaborati sull’intera regione restituiscono per i territori boscati e seminaturali valori medi di CO% statisticamente più alti rispetto ai territori agricoli. Il test di Il Mann-Whitney U è stato eseguito sulle due popolazioni restituendo una differenza significativa in termini di SOC-Stock nei primi 30 cm di suolo in funzione dell’uso del suolo:

• Aree boscate
• Ambienti con vegetazione arbustiva e/o erbacea
• Prati Stabili
• Seminativi
• Colture permanenti

Figura 4. Dati di CORG% strato 0- 30 cm in funzione dell’uso del suolo (II° livello CORINE)

I dati elaborati sull’intera regione restituiscono per i boschi un contenuto medio di 2,49% di CO, mentre gli ambienti con vegetazione arbustiva e/o erbacea in evoluzione hanno valore medio di 2,58%, anche se il valore mediano è più basso (1,63%).Tra gli usi agricoli i prati stabili hanno i valori più alti con un valore medio di CO pari a 2,32%, seguiti dai seminativi con 1,82% e infine dalle colture permanenti con valore medio pari a 1,18%.

I seminativi sono prevalenti in termini di campioni analizzati (6293) ma si riscontra una elevata variabilità: osservando infatti sia la mediana (50%ile) che il 75%ile, si nota che hanno entrambi valori inferiore alla media, rispettivamente di 1,30% e di 1,68% indice della distribuzione non normale dei dati. Questo è dovuto al fatto che nel dataset sono presenti i suoli organici tipici delle valli bonificate del ferrarese i quali, pur non essendo largamente diffusi, spostano la media a valori superiori anche dell’90%ile che è pari a 2,4%.

Tabella 3.  Valori statistici del contenuto di Co% nei diversi usi del suolo

Significativo anche notare le differenze di contenuto di CO% in diversi usi del suolo ma afferenti ad ambienti altitudinali nonché pedo-climatici diversi: prati stabili e ambienti con vegetazione arbustiva e/o erbacea in evoluzione hanno comportamenti analoghi con valori più alti in montagna (4,04 % e 2,95% rispettivamente), mentre i suoli di collina, in virtù delle condizioni pedo-climatiche e soprattutto perché maggiormente soggetti ad erosione idrica superficiale, mostrano valori più bassi (1,33% e 1,75% rispettivamente). La montagna si pone sempre con valori intermedi tra la pianura e la collina (valori medi di 1,59% per ambienti con vegetazione arbustiva e/o erbacea, 1,75% nei prati stabili. I boschi invece hanno valori di CO% più alti in montagna con un valore medio di 2,91% e più bassi in pianura con una media di 1,59% di CO, i boschi di collina hanno valori intermedi ai due ossia 2,51%.

Caso ancora diverso è rappresentato dai seminativi che invece presentano i valori più elevati in pianura (valore medio 1,92%), poi in montagna (valore medio 1,49%) ed infine in collina (valore medio 1,19%).

Grafico 2. Valori medi di CO% di suolo (0- 30 cm) dei diversi usi del suolo in diversi ambienti altitudinali

Tabella 4. Statistica descrittiva dei valori di CO% nei primi 30 cm di suolo per uso del suolo e nei diversi ambienti altitudinali.

Documenti

• Carbonio organico immagazzinato nei suoli regionali (soil carbon stock) tra 0-30 cm. (2023)
• Contenuto % di carbonio organico nei suoli regionali tra 0-30 cm. (2023)
• Corticelli et al.  Database uso del suolo di dettaglio 2014 ed.2018 Regione Emilia-Romagna
• Metodologia per la costruzione della carta del carbonio organico (FAO, 2018)