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Analisi della componente suolo

PDF Stampa Scritto da VILLA GABRIELE    Domenica 26 Ottobre 2008 09:30

Argomento: MONITORAGGIO DEI POPOLAMENTI FORESTALI

ANALISI DELLA COMPONENTE SUOLO DELLE AREE DI SAGGIO E ALTRI PUNTI SENSIBILI NEL PARCO

NUOVE SESSIONI DI ANALISI con metodi classici e utilizzo di nuove metodologie 

REFERENTI :

Demetra soc.coop.: G.Villa, L.Bonanomi, C.Rancati, G.Cereda, S.Fiorillo

Università degli Studi di Bari - Dip. Scienze delle Produzioni Vegetali: G. Sanesi, G.Colangelo, R.Lafortezza

Parco Nord: B.Selleri (Libero Professionista), R.Tucci, F.Campana, M.Segabrugo, R.Zanata

 

La ricerca iniziata già nel 2005, si pone come obiettivo l'analisi di tutte le componenti che potrebbero avere un influenza sullo stato attuale dei popolamenti forrestali.

Diversi sono gli aspetti che sono stati presi in considerazione: fitopatologici, fisiologici, climatici, pedologici, funzionali e gestionali, al fine di raccogliere la maggior quantità di dati e correlarli tra loro

Finalità del lavoro

L'approccio di ricerca in questa fase ha interessato anche lo studio del suolo, come componente importante da indagare. A tale scopo sono stati effettuati numerosi prelievi di suolo ed analizzati secondo le metodiche classiche, integrate anche da analisi microbiologiche, per la ricerca di batteri ossalatolitici e di simbiosi micorizziche.

Le ricerche storiche effettuate per ricostruire la natura originale dei terreni ora  destinati al parco, evidenziano diffuse zone di deposito di inerti, probabilmente anche di origine ferrosa, considerata la grande discarica della Breda oggi occupata dalla cosiddetta montagnetta, diverse aree di scavo e pavimentazione che probabilmente determinano la natura eterogenea del suolo del parco.

Si è deciso pertanto di  applicare lo  studio della geo-elettrica del suolo e delle variabili ad essa correlate, un metodo ed una strumentazione che ci permette di estendere le analisi su aree vaste e a profondità variabili e che restituisce i dati in formato spaziale in modo da poterli sovrapporre con i dati già a disposizione.  

punti_prelievo.jpg

Si indica con il termine di struttura di un suolo, la composizione mineralogica del sedimento che lo caratterizza nonché la composizione della componente organica in esso presente. Per tessitura, invece, si intende il rapporto tra quantità di argilla, limo e sabbia che costituiscono il suolo stesso. La tessitura di un suolo, insieme al suo stato di aggregazione, influenza direttamente la porosità, definita come la frazione del volume totale non occupata da solidi. La permeabilità di un suolo dipendente, dal volume di spazi interstiziali comunicanti tra loro (porosità effettiva) è espressa dalla quantità di fluido che attraversa il suolo. Un suolo poroso può, quindi, risultare poco permeabile, mentre non e detto che un suolo poco poroso sia impermeabile.

Per capacità di scambio Cationico si intende, quel fenomeno di interazione elettrostatica tra siti presenti nella matrice suolo e ioni facenti parte del terreno.

INDAGINI GEOELETTRICHE

All'interno del progetto Laboratorio Boschi, si è voluto sperimentare l'utilizzo della strumentazione geoelettrica per determinare la stratigrafia del suolo, essendo questo, in molti punti del parco, il prodotto di riversamenti e depositi di materiale di varia natura, proveniente dalla demolizione di alcuni edifici industriali presenti sull'area.

L'indagine ha come scopo la verifica della possibilità di individuare in modo speditivo le aree "critiche" sulle quali poi effettuare il prelievo di una carota di circa 150 cm sulla quale effettuare le analisi chimico fisiche classiche.

L'indagine geoelettrica si basa sull'immissione di correnti elettriche nel terreno con due o più elettrodi, detti "elettrodi di corrente", e sulla misura della tensione (differenza di potenziale) tra altri due elettrodi, detti "di potenziale".

Il parametro che viene misurato è la resistività elettrica R (Ohm) che dipende dalla porosità, dalla permeabilità e dal contenuto ionico dei fluidi di ritenzione.

Il risultato consiste in una elaborazione 2D rappresentante lo sviluppo resistivo della sezione sotterranea al cavo elettrico dello strumento (11 mt).

Indagini chimico/petrografiche del terreno effettuate su prelievi distribuiti all'interno delle aree di saggio definite hanno evidenziato una discreta omogenietà soprattutto  per quanto riguarda la tessitura ed il pH del terreno.

La strumentazione utilizzata ha misurato i valori di resistività lungo una sezione di 11 mt su tutte le aree di saggio, e rispettivamente la misura della conduttività superficiale e in profondità del terreno.

La resistività  è una grandezza fisica che misura la tendenza di un conduttore di opporsi al passaggio di una corrente elettrica quando è sottoposto ad una tensione. Questa opposizione dipende dal materiale con cui è realizzato, dalle sue dimensioni e dalla sua temperatura.

geoelettrica.jpg

In particolare la resistività del terreno è parametro caratteristico dello stesso suolo (è l'inverso della conducibilità) che dipende dal tipo di terreno (in pratica dalla petrografia delle particelle che costituiscono il terreno o la roccia), dal coefficiente di saturazione del terreno/roccia (in pratica dall'acqua igroscopica, pellicolare, capillare o gravifica), dalla cementazione (in pratica dai legami che uniscono le particelle) e dalla porosità (in pratica dai vuoti fra le particelle). E' comunque il contenuto in acqua che la fa da padrone nella determinazione del valore di resistività che si esprime in ohm x metro. Ne consegue quindi che un suolo ricco in acqua avrà bassi valori in R mentre un suolo povero tenderà ad avere valori maggiori. Le argille sono poco resistive, le ghiaie lo sono molto di più, specie se asciutte.

I rilievi effettuati nelle aree di saggio (40mt x 40mt) hanno seguito la seguente logica:

1 )  per ogni area di saggio sono state effettuate 4 misurazioni più o meno ortogonali fra loro.

2 ) partendo dal centro dell'area  di saggio (sede del dispositivo geoelettrico) abbiamo cercato di disporre il geo-cavo elettrico nelle direzioni dei vertici dell'area.

3 ) Tutte le posizioni delle misurazioni  sono state acquisite in maniera molto precisa utilizzando  strumentazione GPS Trimble.

Di seguito un estratto dalla relazione delle analisi effettuate su tutte le aree di saggio permanenti,in questo caso si tratta della particella 23B

particella_23b.jpg

 

 

particella_23btab.jpg

Dopo la parte descrittiva dei caratteri peculiari dell'area di saggio, si evidenziano: la posizione dei rilievi, riferita anche alla posizione degli alberi presenti e i grafici dei rilievi

 

particella_23bpos.jpg

particella_23bprof.jpg

 

COMMENTO :I quattro profili risultano essere a livello macroscopico abbastanza omogenei rispetto al primo metro e mezzo in cui prevalgono valori di resistività abbastanza bassi e quindi una buona conducibilità elettrica. Probabilmente il primo strato di color blu/viola indica un terreno ben idratato in cui gli scambi cationici risultano essere efficaci. Il terzo profilo indica un certo compattamento a circa un metro e subito una zona caratterizzata da elevata resistività evidenziata in colore rosso.

Misura della Conduttività elettrica Y

Sempre nell'ottica di ricercare un metodo speditivo per la classificazione delle caratteristiche fisiche del suolo, da utilizzare su vaste aree è stato sperimentato anche uno strumento innovativo, il conduttivimetro, che può essere portato a mano oppure applicato ad un quad, per effettuare misure di grandi estensioni.

La conduttività ionica si esprime in millisiemens al metro. Gli strumenti ad induzione elettromagnetica trovano applicazione in diversi tipi di indagini geologiche e ambientali.

Questi includono la mappatura del suolo superficiale, salinità del suolo,
indagini relative alla saturazione in acqua, individuazione e definizione dei rifiuti e dei relativi pozzi, contaminanti del sottosuolo come acidi e/o sali. Tali strumenti vengono utilizzati anche per il rilevamento geologico di materiali conduttori come ad esempio argille e depositi di minerali ferrosi.

Inoltre, tali strumenti sono utilizzati per rilevare in prossimità della superficie eventuali strutture sepolte, come fondazioni, nonché grandi oggetti metallici conduttori come ad esempio serbatoi metallici sepolti. In campo agronomico, dai dati rilevati, potrebbero addirittura essere impiegati per localizzare l'apparato radicale degli alberi. I soluti ionici sciolti nell'acqua igroscopica venendo attirati per capillarità nelle immediate vicinanze dei cordoni radicali rispondono elettricamente secondo valori  di conducibilità elettrica ben definiti. 

conduttivita.jpg

L' esempio sottostante  risulta essere il risultato della elaborazione condotta relativamente ai rilievi effettuati nel prato del Lotto 2; per circa 3 ettari di prato l'operatore ha ripercorso linee parallele distanti circa 2 mt che congiungevano idealmente i due filari di pioppi speculari.

Fig:1

pos_pioppi.jpg

Da successive elaborazioni si è evidenziato come le misure di conducibilità aumentavano considerevolmente quando ci si avvicinava all'apparato radicale dell'albero.

Nella fig. 1 si notano nettamente le posizioni dei pioppi. La fig.2 riporta un ingrandimento sui 3 valori di conduttività rilevati rispettivamente per le tre frequenze rilevate rispettivamente a 16 Khz, 6 Khz e 2 Khz.

Fig:2

strati3.jpg

In fig. 3 viene riportato una elaborazione 3D rappresentante le 3 sezioni alle diverse profondità dalla superficie del suolo. Come si può notare, la strumentazione è in grado di localizzare la presenza dell'apparato radicale del pioppo, sono necessarie comunque ulteriri elaborazioni grafiche per definirne l'estensione  e la direzione dei principali cordoni radicali.

Fig:3

strati3d.jpg

CONSIDERAZIONI

Molti sono i dati da elaborare e molte sono le possibili correlazioni tra i diversi sistemi di indagine, sicuramente le matrici dei database evidenziano dal punto di vista geo-elettrico una complessa struttura sotterranea che può variare chimicamente e strutturalmente anche in pochi metri.  Lo stato di compattamento del suolo o la quantità di terreno idoneo alla proliferazione dell'apparato radicale è causa di stress che possono evolvere in situazioni ben note come il proliferarsi di malattie fungine. La disponibilità idrica nel sottosuolo è risultata in generale essere povera o comunque poco sfruttabile soprattutto da tutte quelle piante che sviluppano apparati radicali "a fittone".

Nuovi spunti di ricerca

Essendo le due grandezze comparabili ed inverse nello stesso tempo saranno possibili interpolazioni tra i dati in maniera tale da ottenere in maniera sempre più dettagliata immagini 3D dell'apparato radicale degli alberi.

 

 

Ultimo aggiornamento ( Domenica 26 Ottobre 2008 18:47 )