Analisi di dati satellitari Sentinel-2 per il monitoraggio degli effetti eterogenei di siccità ed ondate di calore sulle foreste Mediterranee
Uno studio pubblicato sulla rivista Land (MDPI), condotto dai ricercatori del Laboratorio LCD&D (Land Cover Dynamics and Degradation) del CNR-IMAA unitamente ad alcuni ricercatori dell’Università della Basilicata, esplora la risposta di cinque differenti aree forestali lucane in seguito ad un periodo di condizioni meteorologiche avverse (effetto congiunto di siccità ed alte temperature) nell’estate del 2017. In particolare, esso analizza la relazione tra l’andamento dei valori NDVI Sentinel-2 e le osservazioni in situ condotte attraverso i metodi Mannerucci e Raunkiær.
Negli ultimi anni le aree mediterranee, sebbene considerate piuttosto resistenti agli eventi di siccità, sono state caratterizzate da frequenti ed importanti eventi siccitosi. In particolare, le foreste sono fra gli ecosistemi impattati in modo più significativo, soprattutto se la siccità si verifica durante un prolungato periodo di caldo eccessivo. Diversi studi hanno mostrato che le specie forestali rispondono differentemente agli eventi estremi e che la loro risposta alla siccità ed il loro adattamento dipende dall’intensità e dalla durata dell’evento; spesso tale risposta è aggravata dalle condizioni ambientali locali ed appare molto complessa se la copertura vegetazionale è particolarmente eterogenea. Tuttavia, i costi elevati delle misure in situ non consentono di raccogliere dati su larga scala per valutare gli effetti prodotti in maniera estensiva.
Questo studio esplorativo analizza la risposta di cinque aree forestali localizzate in Basilicata in seguito ad un lungo periodo di siccità ed alte temperature osservato nell’estate 2017. Esso mette in evidenza una sostanziale consistenza fra la decrescita del valore medio dell’indice NDVI (che è un indicatore dello stato di salute della vegetazione, della sua vigoria e densità) stimato nelle aree di studio con il sensore Sentinel-2 nel post evento e la vitalità dei singoli alberi valutata attraverso il metodo Mannerucci (metodo di valutazione visivo che assegna classi di vitalità agli alberi esaminati, vedi Figura 1a) e quella degli altri strati di vegetazione (prati, arbusti, ecc.) valutata attraverso il metodo Raunkiær (metodo per ottenere lo spettro biologico della flora investigata attraverso la classificazione delle varie forme biologiche presenti in quel territorio).
In particolare, l’analisi comparativa fra i dati satellitari e quelli in situ è stata fatta considerando la percentuale di alberi danneggiati (valutata con il metodo Mannerucci), indipendentemente dalla specie.
I risultati mostrano che lo strato arboreo risulta determinante nella diminuzione dei valori di NDVI; infatti, quest’ultimo risulta proporzionale al numero di alberi danneggiati stimati attraverso il metodo Mannerucci (R2=0.98 per il periodo Luglio-Ottobre 2017). Tuttavia, l’analisi dei restanti layer vegetazionali non solo si mostra come valido supporto nell’interpretazione della risposta degli ecosistemi forestali nel periodo analizzato ma ben evidenzia che la struttura/composizione del sottobosco rappresenta un elemento importante nella fase di recupero.
In generale il lavoro mostra la validità dell’utilizzo dell’indice NDVI Sentinel-2 per lo studio del danno della vegetazione alla risoluzione del pixel (10m) e la sua idoneità nel rendere conto dei danni afferenti ai diversi strati vegetazionali che compongono le aree forestali. Si tratta di un risultato importante poiché mostra che i dati Sentinel-2, distribuiti gratuitamente e con una buona frequenza di acquisizione, sono particolarmente validi per il monitoraggio continuo delle foreste, specialmente in seguito ad eventi estremi in quanto sono in grado di fornire informazioni su vaste aree forestali tenendo conto dell’eterogeneità locale.
Figura 1: a) classi di vitalità secondo il metodo Mannerucci; b) Percentuale di alberi danneggiati secondo il metodo Mannerucci (classi 2-6) e valori NDVI Sentinel-2 nel periodo Luglio-Ottobre 2017.
Per informazioni
Rosa Coluzzi, CNR-IMAA, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Approfondimenti
- Coluzzi, Rosa; Fascetti, Simonetta; Imbrenda, Vito; Italiano, Santain S.P.; Ripullone, Francesco; Lanfredi, Maria. 2020. "Exploring the Use of Sentinel-2 Data to Monitor Heterogeneous Effects of Contextual Drought and Heatwaves on Mediterranean Forests" Land 9, no. 9: 325. https://doi.org/10.3390/land9090325
L’articolo è inserito nella lista dei “notable articles” redatta dalla rivista Land in occasione delle Giornata internazionale delle Foreste il 21 Marzo 2021.
