Descrizione del progetto

Le regioni meridionali sono notoriamente caratterizzate da elevata domanda evapotraspirativa e limitata disponibilità di risorse irrigue di buona qualità, ma, al tempo stesso, sono potenzialmente in grado di sostenere attività agricole ad alto valore aggiunto. Tuttavia, la crescente carenza di risorse idriche disponibili per l’irrigazione, soprattutto nelle regioni mediterranee, sottoposte a clima semi-arido, rende necessaria un’adeguata pianificazione e gestione di tali risorse. La ricerca, in questo ambito, deve svolgere precisi approfondimenti agronomici e un monitoraggio per prevenire ed impedire l’instaurarsi di processi a danno della fertilità del suolo, che, nei casi più estremi, precludono a veri e propri fenomeni di desertificazione.

D’altra parte, il settore agricolo riveste una grande importanza nella definizione delle politiche socio-economiche di governo del territorio ed è fondamentale, pertanto, dotarsi di strumenti di analisi che permettano di conoscere il territorio in maniera approfondita, tenendo conto delle complesse relazioni esistenti fra i suoi elementi. A questo proposito le tecnologie nuove mettono a disposizione degli operatori degli strumenti estremamente efficaci per il monitoraggio, l’analisi e la sintesi di un territorio d’interesse agrario: compito del ricercatore è, oggi, quello di fare da tramite tra la tecnologia e la reale utilizzazione degli strumenti (hardware e software) sul campo.

Il telerilevamento da satellite, integrato con i Sistemi Informativi Geografici e gli strumenti di analisi dei dati spazio-temporali, costituiscono in tal senso un indispensabile strumento di supporto, in quanto, da un lato consentono la raccolta dei dati territoriali in maniera logica, strutturata e costante nel tempo e nello spazio, dall'altro, consentono di stabilire metodologie di analisi per la pianificazione degli interventi. Inoltre, molti studi sui consumi idrici e sulla dinamica dell’acqua nel terreno trovano non pochi ostacoli quando riguardano colture caratterizzate da una architettura complessa (p. es. il pomodoro da industria) sulle quali è complicato determinare con precisione i consumi idrici a causa della loro disposizione a file (che coprono dunque solo parzialmente il terreno). Allo stato attuale delle conoscenze, il telerilevamento consente di fornire dati di "input" necessari per molte applicazioni quali programmazione irrigua, piani di concimazione, previsioni del raccolto. Solo recentemente sono state rese disponibili in pratica tecniche e metodologie per determinare alcune caratteristiche fisiche delle superfici vegetali, utilizzabili per la determinazione dello stato idrico di una coltura e del consumo idrico.

Questo Progetto intende sviluppare un approccio metodologico integrato, volto alla ottimizzazione delle risorse idriche in comprensori meridionali caratterizzati da sistemi colturali irrigui ad alto valore aggiunto, che possa essere utile alle autorità preposte alla pianificazione territoriale.

Il  supporto decisionale che si intende produrre si baserà su tecniche altamente innovative fondate su:

1. telerilevamento da satellite;

2. impiego di modelli di simulazione; 

3. impiego di Sistemi Informativi Geografici (GIS) per la gestione dei parametri di tipo distribuito riguardanti il clima, il suolo e i sistemi colturali di un determinato territorio, loro regionalizzazione e mappatura.

L’impiego dei modelli, risultato delle più recenti e avanzate ricerche di base, consentirà la simulazione dei processi di accrescimento colturale e dei bilanci idrici e salini dei suoli nel tempo e nello spazio. Tali strumenti di analisi rappresenteranno quanto di più avanzato la comunità scientifica internazionale è in grado di offrire, sia per quanto riguarda le possibilità applicative che la loro accuratezza.

La base dei modelli proposti è fisica e, quindi, di grande affidabilità. Conseguenza diretta di questa scelta è la alta riproducibilità dei risultati, che consente una grande generalizzazione delle metodologie studiate anche in aree con caratteristiche geomorfologiche diverse da quelle in cui saranno effettuati gli esperimenti.

Questo Progetto sarà condotto in tre aree test, comprensori irrigui di grande importanza per l’agricoltura meridionale e nazionale: il comprensorio del Tavoliere Pugliese, quello dell’arco Ionico-Metapontino e quello della Piana del Sele. La contemporanea azione su questi bacini consentirà di individuare itinerari metodologici diversi in funzione della caratteristiche peculiari dei territori, di natura climatica, pedologica e colturale, con il primo orientato maggiormente alle colture cerealicole e industriali, il secondo alle orticole ed arboree e il terzo alle colture orticole.

L’approccio innovativo di questo Progetto consiste nell’impiego congiunto del telerilevamento e dei modelli di simulazione ed ha come obiettivo generale quello di sviluppare, validare e rendere operative metodologie congiunte di telerilevamento (Remote Sensing, RS) e simulazione, finalizzate alla gestione delle risorse idriche in aree vulnerabili o potenzialmente vulnerabili dal punto di vista sia della effettiva disponibilità idrica (danni da deficit o eccesso idrico) ed ai rischi di salinizzazione che possono derivare da non corrette pratiche irrigue.

Un primo obiettivo intermedio sarà la caratterizzazione ambientale delle aree esaminate, in funzione delle colture, dei suoli, del clima e dei fabbisogni irrigui. Ciò avrà un impatto notevole sull’efficacia della programmazione generale degli enti proposti all’erogazione delle risorse idriche e sulla pianificazione di interventi volti ad accrescere o a conservare la sostenibilità dell’attività agricola nel Mezzogiorno nei prossimi decenni. A tale proposito saranno utilizzati tutti gli strumenti già in possesso delle Unità Operative afferenti a questo Progetto, nonché le informazioni fornite dai vari enti presenti sul territorio.

Un secondo obiettivo, riguarda, invece, la possibilità di stimare su scala territoriale e settimanalmente i consumi idrici delle colture. Tale obiettivo sarà perseguito correggendo i bilanci idrici con le informazioni ottenute direttamente dal satellite, attraverso la loro assimilazione in un modello di simulazione. Ciò consentirà di fare delle previsioni di produzione e di altri indicatori di stress idrico che permetteranno di prevedere in anticipo situazioni di emergenza idrica.

L’attività prevista, per ciascuna delle aree in studio, sarà la seguente:

Costruzione di un GIS riguardante i parametri di suolo e dei sistemi colturali misurati a terra, dati telerilevati e loro spazializzazione mediante tecniche geostatistiche;

Acquisizione di dati telerilevati su scala settimanale di parametri superficiali, quali umidità del suolo, indice di vegetazione, rugosità della coltura, indice di copertura, temperatura superficiale, albedo e contemporanea acquisizione di misure di “verità” a terra, relativamente a suolo, clima e coltura;

Studio delle relazioni tra immagini da RS e informazioni raccolte a terra;

Assimilazione delle informazioni ottenute da satellite all’interno di un modello di simulazione e sua calibrazione e validazione su scala puntuale e distribuita;

Determinazione e spazializzazione di vari indici agro-ambientali, relativi allo stato idrico della coltura e del suolo, alla produzioni, ai consumi idrici dalle aree  esaminate;

Corso di aggiornamento professionale rivolto a tecnici e divulgatori agricoli, sulla programmazione irrigua, l’utilizzo di dati telerilevati, l’impiego di modelli si simulazione con approfondimenti tematici riguardanti le interazioni tra suolo, pianta e atmosfera.

 Il prodotto finale sarà una piattaforma software direttamente operativa, che fornirà le uscite dei modelli su scala settimanale, riguardanti: previsione di consumi idrici e realizzazione di mappe di rischio per danni da eccesso e/o deficit idrico.