GIS elaboration was applied to assess the sensivity to Desertification of an area of north western Sardinia. The ESAs model was used (Environmentally Sensitive Areas to desertification, developed by MEDALUS III EC – DG RES project. The model makes use of 15 indicators grouped into 4 classes: soil, vegetation, climate, land management. For each indicator independent layers are produced according to a pre-defined weights system and are then processed to create four synthetic indexes. Finally, the sensitivity index is produced as a geometric average. The implementation highlighted the high sensitivity of the concerned area

Deroma, Mario

Madrau, Salvatore

Pittalis, Daniele

Zucca, Claudio

Italian

UnissResearch

Atti della 7" Conferenza Nazionale ASIT A - Verona, 28-31 Ottobre 2003 
IL METODO ESAS PER LA MODELLIZZAZIONE DEL RISCHIO 
DI DESERTIFICAZIONE. APPLICAZIONE IN UN' AREA DELLA 
SARDEGNA NORD-OCCIDENTALE 
Claudio ZUCCA *, Salvatore MADRAU**, Mario DEROMA **, Daniele PITT ALIS* 
* Nucleo RIcerca DesertificaZione (NRD), Uruv. dI SassarI, vIa de NIcola, 9, 079 2111016, 
fax 079 21790 I; nrd@uniss.lt 
** Dlp Ing del Terntorlo, Sez. dI Geopedologla e Geologia Applicata, Uruv. di Sassari, vIa de NIcola. 9; 079 229350; 
fax 079 229261; geopedoICa?uruss.lt 
Riassunto 
Tecniche di elaborazione GIS sono state applicate allo scopo di valutare la sensibilità alla 
desertificazione di un'area della Sardegna nord-occidentale (Comuni di Alghero, Porto Torres, 
Sassari, Stintino). Ai fini della valutazione della vulnerabilità è stato applicato il modello ESAs 
(Environmentally Sensitive Areas to desertification) sviluppato nell'ambito del progetto 
MEDALUS III (EC - DG RES). Tale metodo utilizza un set di quindici indicatori raggruppati in 
quattro categorie (qualità del suolo, dci clima, della vegetazione e della gestione del territorio). Gli 
indicatori vengono gestiti in layer indipendenti e successivamente aggregati in 4 indici sintetici, a 
loro volta poi combinati nell'indice fmale di sensibilità. Il calcolo dei singoli indicatori è basato su 
sistemi di pesi predefmiti, mentre gli indici sono ottenuti attraverso algoritmi basati su medie 
geometriche. L'implementazione del modello ha evidenziato l'elevata vulnerabilità dell'area 
considerata. 
Abstract 
GIS elaboration was applied to assess the sensitivity to Desertification of an area of north western 
Sardinia. The ESAs model was used (Environmentally Sensitive Areas to desertification, developed 
by MEDALUS III EC - DG RES project. The model makes use of 15 indicators grouped into 4 
c1asses: soil, vegetation, c1imate, land management. For each indicator independent layers are 
produced according to a pre-defmed weights system and are then processed to create four synthetic 
indexes. Finally, the sensitivity index is produced as a geometri c average. The irnplementation 
highlighted the high sensitivity of the concemed area. 
Introduzione 
La desertificazione è una delle più gravi emergenze ambientali e minaccia circa un quarto delle 
terre del pianeta. La definizione adottata dall'Assemblea Generale delle Nazioni Unite e inserita nel 
testo della Convenzione per la Lotta alla Desertificazione ("Degrado delle terre in aree aride, semi 
aride e secco sub-umide. derivante da diversi fattori. comprese le variazioni climatiche e l'impatto 
antropico " tiene conto di tutti quei processi che concorrono alla riduzione del potenziale biologico 
ed economico delle terre presenti in determinate regioni climatiche e assegna un ruolo centrale 
all'azione dell'uomo. 
La Convenzione riserva uno specifico Annesso (il IV) al Mediterraneo del nord, del quale l'Italia fa 
parte. In queste regioni le aree a rischio di desertificazione presentano, secondo la UNCCD, 
un 'elevata vulnerabilità naturale a causa delle scarse precipitazioni, della frequenza degli eventi 
estremi, della ridotta copertura vegetale dovuta anche all'alta frequenza di incendi boschivi, della 
limitata resistenza della vegetazione alla siccità, dei suoli altamente erodibili o ad elevata pendenza. 
1891 
Atti della 73 Conferenza Nazionale ASITA - Verona, 28-31 Ottobre 2003 
A queste cause si sommano fattori sociali ed economici quali le condizioni di crisi dell'agricoltura 
tradizionale con il conseguente abbandono di vaste aree che divengono marginali, lo sfruttamento 
eccessivo delle risorse idriche, la massiccia concentrazione delle attività economiche lungo le fasce 
costiere, le forti aggregazioni di aree urbane, il turismo e l'agricoltura intensiva. L'Italia ha 
ratificato la UNCCD nel 1997 come Paese affetto in particolare a livello delle regioni meridionali e 
insulari. La cartografia di rischio realizzata nel 1999 dal Comitato Nazionale per la Lotta alla 
Desertificazione (CNLD, 1999) evidenzia, tra le aree più sensibili, proprio il settore nord­
occidentale della Sardegna, sul quale si è svolto il presente studio, ad una scala di maggiore 
dettaglio e secondo una metodologia più avanzata. 
Nel presente lavoro è stato utilizzato un metodo rispondente a queste caratteristiche, il metodo 
ESAs (Environrnentally Sensitive Areas to desertification - Kosmas, 1998) sviluppato nell'ambito 
del progetto MEDALUS III, e attualmente in corso di validazione e revisione nell'ambito del 
progetto DESERTLINKS (EC - DG RES), del quale gli autori sono partners. 
Materiali e metodi 
Il territorio interessato (Comuni di Alghero, Porto Torres, Sassari, Stintino) occupa una superficie di 
93165 ha. L'area è caratterizzata da una notevole complessità geologica, morfologica e pedologica. 
Climaticamente l'area riconducibile al tipo mediterraneo secco-subumido con precipitazioni 
distribuite prevalentemente nei mesi autunnali ed invernali, valori minimi nei mesi estivi in 
concomitanza con i massimi termici annui. Le precipitazioni medie annue variano tra 491 mrn e gli 
871 mm nelle aree a quota più elevata. Dal punto di vista fitoclimatico il territorio ricade nella 
fascia del Lauretum. Il climax più diffuso nell'area in studio è quello delle foreste miste di 
sc/erofille sempre verdi termoxerofile che interessa le zone collinari interne e quello delle boscaglie 
e delle macchie termoxerofile litoranee lungo le coste. 
Il metodo ESAs si basa sulle informazioni derivanti da indicatori chiave relativi alla qualità del 
suolo, della vegetazione, del clima e della gestione del territorio per individuare aree caratterizzate 
da diverso grado di sensibilità alla desertificazione. Complessivamente il modello utilizza 15 
indicatori: 6 per il suolo, 4 per la vegetazione, 3 per il clima, 2 per la qualità della gestione del 
territorio (Figura I). 
Roccia madre � 
Tessitura � 
Pietrosità � 
• SOl Profondità � 
Drenaggio � 
Pendenza � 
Precipitazioni � 
Aridità � • COI 
Esposizione � 
� ESAI 
Vulnerabilità al fuoco � 
Protezione dall'erosione � 
• VOI 
Resistenza alla siccità � 
Copertura vegetale � 
Intensità d'uso � 
• MOI • Politiche di protezione � 
Figura 1 - Diagramma dijlusso per la determinazione delle ESAs 
1892 
Atti della r Conferenza Nazionale ASITA - Verona, 28-31 Ottobre 2003 
L'elaborazione degli indici ESA avviene, inizialmente, attraverso il calcolo (o la misura) dei singoli 
indicatori. Quindi ai valori misurati si associa un valore indice sulla base di tabelle di conversione 
(Figura 2). Determinati questi valori indice per tutti e 15 gli indicatori se ne calcola la media 
geometrica, ottenendo i valori di SQI, CQI, VQI e MQI (Figura 3). I valori che ciascun indice può 
assumere rientrano in un range all'interno del quale sono definite tre classi di qualità, secondo 
apposite tabelle di conversione (esempio per SQI nella Figura 4). 
=_ 
Classe .-=: =- - D�io';-- . -- Te;itu;:;- - �è_ 
I Buona �.�SA.�S.SF.�A IO 
___ 
2 
___  
Moderata AS. Fl. F l.A __ I 2 
j Scarsa L,A,AL --1-6- -
4 Molto Scarsa S 2 O 
Figura 2 - Esempio di tabella di conversione valori/coefficienti. Tessitura del suolo. 
SQI (Roccia madre> Tessrtura > PletroSita > Profondtà > Drenaggio> Pendenza) 1'6 
CQI (Precipitazioni> Andlà > ESpOSIZione) 1.� 
VQI (Rischio (flncendlo> Protezione dalreroslone > Resistenza alla scclta - Copertura)"4 
MQI (Intensità duso> politiche d protezione)'" 
ESAI (501 - COI- VOI - MOI)'� 
Figura 3 - Formule di calcolo degli Indici intermedi e dell 'Indice Finale a partire dai coefficienti. 
f.. __ nasse . _1- ___ Descrizione --f--- _..cR"'a"'n2o;'e '--
__ 
-j 
I Alta • I 1 3 
i... __ _ 2 _ ' _1- '  __ ' Moderata_ -l.-��I�-I 1 Ba .. a '146 
Figura 4 - Tabella di attribuzione delle classi dell'Indice di Qualità del Suolo (SQI). 
Per ciascuno si possono così individuare delle aree caratterizzate da alta, moderata o bassa qualità. I 
valori assoluti dei quattro indici vengono infine a loro volta utilizzati come fattori di una nuova 
media geometrica per la determinazione del valore finale dell'indice di sensibilità alla 
desertificazione o ESA! (Enviromentally Sensitive Area Index). I valori che questo indice può 
assumere rientrano in un range all'interno del quale sono defmite quattro classi, di cui due 
ulteriormente suddivise in tre sottoclassi (Figura 5). 
Per la rappresentazione cartografica di ciascun indicatore occorre disporre di uno specifico strato 
informativo al fme di poter effettuare l'operazione di overlay matematico necessaria al calcolo 
dell'indice ESA. 
- -- =p- -,-----
-- --
��Iass(' SoUoelasse Descrizione 
Aree altamente degradate a causa di una precedente gestIone errata e che possono produrre un 
CRITICA I C3.Cl.CI 
I 
-
--1 --�RA(;JL� H. F2, � I -- ---POn�I.IAU ' P 
I �" AFFtnA !\i 
COSiddetto Impatto ofT-slte. cloé costitUIre una mInaCCia per l'ambiente delle aree CIrcostanti Per 
esempIO aree fortemente erose soggette a fonl deflussI superficiali e perdite di matenale 
sedimentano 
--
Aree In CUI qualsiasI cambiamento che alten Il dehcato equlllbno tra nsorse naturali e attiVità 
umane puo. verosimilmente. ponare alla DesemficazlOne Per esempio quelle aree In CUI 11 
n�caldamento conseguente all"effctto serra. provoca un Incremento delle condiZIOni di aridlta. 
qUindi una diminUZiOne della copertura vegetale e. mfine. un aumento del fenomem eroSIvI 
Aree a r�'$chlO Desenlficazlone solo In prevISIOne di slgmficatlvi cambiamenti chmanci o dI 
pan'lcolan cOmbinaZiOni d'uso del terntono Possono far pane di questa categona terrem 
abbandonati che non sono stati gestili correttamente m passato 
-
Figura 5 - Definizione delle Classi e sottoclassi ESAs. 
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Atti della 7a Conferenza Nazionale ASITA - Verona, 28-31 Ottobre 2003 
L'applicazione delle tabelle di conversione ha presentato per quanto riguarda i parametri pedologici 
(tessitura, pietrosità, drenaggio, profondità) la ben nota difficoltà dell'estrapolazione di valori 
parametri c i quantitativi da una carta pedologica, con l'assegnazione, a ciascuna unità cartografica, 
di valori medi per i parametri interessati. Questo è stato fatto non solo sulla base delle note 
illustrative, ma anche sulla base di informazioni complementari (osservazioni pedologiche). 
Risultati e discussione 
L'elaborazione è stata effettuata mediante software GIS ARC VIEW 3.2, con dati in formato GRID 
(tutti i layer vettoriali sono stati quindi "rasterizzati"). Il calcolo delle medie geometriche avviene 
attraverso l'utilizzo di operatori matematici di prodotto e potenza che agiscono sui valori degli 
attributi di ciascun pixel appartenente a ciascuno strato informativo sovrapposto. Di seguito sono 
analizzati i risultati ottenuti, sia rispetto ai singoli indici di qualità parziali, sia rispetto all'indice 
ESA. Relativamente ai primi (grafici in Figura 6) e in particolare alla qualità del suolo, l'area in 
studio ricade per il 68,6% in classe 2 (qualità moderata). Solo 1'8,3% in classe di qualità alta e il 
restante 1 6,6% presenta qualità bassa (classe 3). Riguardo all' ESAI secondo i risultati ottenuti 
(Figura 7 e Figura 8) la classe N corrispondente alle aree non affette da Desertificazione non � 
praticamente presente. Le aree potenziali sono invece presenti anche se su estensioni insignificanti. 
Le aree fragili (FI, F2, F3) interessano circa il 30% del territorio comunale, concentrandosi 
maggiormente intorno alle aree urbane di Sassari, Alghero e Stintino e sulla costa sud-occidentale, 
in parte occupate da oliveti e caratterizzate da buona qualità della gestione e da qualità dei suoli e 
della vegetazione moderate. 
Figura 6 - Distribuzione degli indici di SQI, VQI, MQI nelle rispettive classi di qualità. 
Classe TIpo Subnpo Range ESA I Area ha Are. ('lo) 
O �on classificata SC O 6751 7,6 
-I Non affetta S < I 170 13 0,0 
2 Potenziale P I 170 I 225 706 0,8 
J Fragile � I I 225 I 265 2676 3,0 
4 Fragile F2 I 265 I 325 15295 17,3 
5 Fragile FJ I 325 I 375 8474 9,6 
6 Cntlca CI I 375 I 415 6829 7.7 
7 Cntlca C2 I 415 I 530 31043 35,2 
X C'mica C3 > I 530 16510 18.7 
Figura 7 - Incidenza delle diverse classi ESAs nel territorio studiato. 
La maggior parte dell'area in studio, circa il 62%, è interessata dalle sottoclassi C I, C2, C3 che 
identificano la classe critica di sensibilità alla Desertificazione. Tali aree sono diffuse in maniera 
piuttosto omogenea sul territorio. La sottoclasse C3, in particolare, si concentra nella parte centrale 
dell'area in studio occupata in gran parte da colture agrarie a seminativi non irrigui (73% di C3 si 
trova in corrispondenza di queste superfici), e relativamente al suolo su una unità pedologica 
appartenente al paesaggio delle formazioni calcaree cristalline del Mesozoico. Aree rilevanti si 
trovano anche in corrispondenza dei rilievi metamorfici della Nurra caratterizzati da intensi processi 
erosivi (per sovrapascolamento, incendi, interventi non appropriati di miglioramento dei pascoli). 
1894 
Atti della 7' Conferenza NazIOnale ASIT A - Verona, 28-31 Ottobre 2003 
I � ! il!1 .... ,. 
Figura 8 - Carta del rischio di desertificazione (ESAs). 
Alcune statistiche incrociate hanno consentito di valutare il peso dei singoli indicatori rispetto al 
risultato finale (ESA!). L'analisi si è soffermata sulle classi fragili e critiche. Ponendo per esempio 
in relazione le classi ESA! con le classi dell'indice di qualità del suolo SQ! (Figura 9), si evidenzia 
che le classi ESA! più critiche includono al loro interno suoli appartenenti a tutte le classi SQ!, 
anche se nella classe C3 si concentrano solo suoli di classe 2 e 3 (moderata e bassa qualità), per il 
54% e 45% rispettivamente. Considerando le ESAs C2, C I e F3 si vede inoltre come queste 
presentino distribuzione abbastanza simile delle classi SQI. 
Valutando rispetto a SQ! (Figura IO) si osserva d'altra parte che la classe 3 tende a mantenersi in 
proporzioni costanti relativamente a ciascun tipo di ESA considerato, con l'eccezione della classe 
C3 nella quale costituisce il 51,5%. Si può in sintesi affermare che l'indice SQ! non ha un peso 
determinante nella discriminazione delle classi ESAI. Queste considerazioni sono state confermate 
dal confronto relativo all'incrocio tra ESA! e qualità della vegetazione (VQI) e tra SQ! e VQI. 
Da tale elaborazione emerge che le classi critiche ed in particolare la C2 e la C3 sono influenzate in 
maniera decisiva dai valori di bassa qualità della vegetazione (97% di C3 e 92% di C2 si trovano in 
corrispondenza rispettivamente di VQ! 3 e 2) e solo in subordine dai suoli: quando i suoli sembrano 
avere un peso rilevante, questo si deve in realtà alla concomitante presenza di coperture vegetali di 
scarsa qualità. 
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Atti della 7" Conferenza NazIOnale ASIT A - Verona, 28-31 Ottobre 2003 
-'S� 
._--._ SQI-I _  
SQI-2 
__ �1 =3 
Total. 
-
�I. -
SQI=2 
_ SQI=3 
Total. ---
-- --_ . .  
[SAs-FI 
ha % I- 5s2 --
---2Q
;6-
1--'1663 62,1 
461 17,2 
2676 ioo 
[SAs-CI 
ha % 
1497 
-4�.-r--- - 4� 64,7 
911 Il.3 
6829 100 
Figura 9 - statistiche incrociate SQ//ESA 
ESAs S I-I 
- � --r-�  % 29 -. 0,4 
- -�--
_. -
Il 0,1 
P 1-- 216 2,9 
f'1 552 7,5 ----
1-2 437 5,9 
�) 1379 18,7 
CI 1497 20.3 
--C-2 -I-- 3248 44,1 
-("3 O O TOTAL� 7)70 100 
Figura lO - statistiche incrociate ESA/SQ/ 
[SAs-n [SAs-F3 
- - � - % ha % 
437 2,9 1379 16,3 
13113 85,7 5949 70,2 
1745 Il.4 1146 13,5 
15295 100 8474 100 
[SAs-Cl [SAs-O 
ha % ha % 
324� 105 O O -
25050 80,7 8942 54,4 
2745 8.8 7536 45,6 
31041 100 16510 100 
S(JI-2 S 1=3 
ha % ha % 
990 1.6 70 0,5 
2 O O O 
468 0,8 22 0,1 
1663 2.7 461 3,1 
13113 21,6 1745 Il,9 
5949 9,8 1146 7,8 
4421 7.3 911 6,2 
25050 41,3 2745 18,8 
8942 14,8 7536 51,5 
60598 100 14635 100 
Infatti il 64% dei suoli di classe 3 ricade in aree caratterizzate simultaneamente anche da 
vegetazione di classe 3 (colture cerealicole in presenza di suoli su formazioni calcaree cristalline e 
pascoli migliorati su suoli dei paesaggi delle metamorfiti). Viceversa la vegetazione di classe 3, che 
ricade per circa il 96% nelle ESAs critiche, è associata solo per il 19% a suoli di medesimo livello 
di qualità. Considerazione analoga, ma ancora più netta, vale nel caso del confronto con l'indice di 
qualità della gestione (MQI). 
In conclusione il territorio studiato è certamente a rischio, infatti, il 62% di questo è compreso nelle 
classi critiche e include aree già altamente degradate. La classe C3, la più critica, si concentra in 
particolare in aree dove l'azione antropica con attività agricole non sempre razionali e con una 
errata gestione, ad esempio il mancato rispetto della vocazione agricola e l'adozione di colture che 
contribuiscono ad aumentare la vulnerabilità del territorio, ha contribuito in maniera decisiva alla 
degradazione ambientale. Le aree C3 sono per la maggior parte occupate da colture agrarie a 
seminativi asciutti, le quali si concentrano sui suoli nei paesaggi delle formazioni calcaree 
cristalline, che sono generalmente sottili e particolarmente vulnerabili nei confronti dell'erosione. 
Riferimenti bibliografici 
CNLD (1999). Comunicazione Nazionale per la Lotta alla Desertificazione. Min Ambiente. ISBN 
99-452-2657-3. 
Kosmas c., Kirkby M., Geeson N. (1999). The MEDALUS project Mediterranean desertification 
and land use, Manual on key indicators of desertification and mapping enviromentally sensitive 
areas to desertification. European Commission, Brussels. 
Madrau S., Zucca c., Deroma M., Pittalis D. (2003). Modelli e cartografia di vulnerabilità dei suoli 
ai processi di desertificazione. Il caso del Comune di Sassari. Convegno della Società Italiana di 
Scienza del Suolo (SISS). Siena, giugno 2003. In stampa. 
1896 


Il Metodo ESAS per la modellizzazione del rischio di desertificazione: applicazione in un'area della Sardegna nord-occidentale

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