Dinamica paesaggistica della costa Otranto - Leuca

OBIETTIVI DELLA TESI 
Obiettivi della tesi 
Lo stato attuale di un sistema può essere compreso pienamente nel contesto della sua 
evoluzione nel tempo, dei cambiamenti delle variabili di stato e dei vincoli del sistema, 
come l’uso del suolo, i vincoli climatici ed il regime del disturbo, la cultura locale, la 
gestione del territorio. 
Obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di svolgere un’indagine sulla dinamica 
evolutiva dell’area di studio, una fascia di larghezza pari ad 1km circa, estesa da Otranto 
fino a S. Maria di Leuca. 
I risultati sono stati ottenuti incrociando le carte di uso del suolo realizzate per gli anni 
1955 e 2006. Per ampliare le informazioni sull’intervallo di tempo in esame sono stati 
utilizzati dati provenienti dai censimenti effettuati dall’ISTAT. Ciò ha permesso una 
migliore comprensione dei risultati ottenuti dalle carte. 
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INTRODUZIONE 
Introduzione 
1 Introduzione all’Ecologia del paesaggio 
L'ecologia del paesaggio è una scienza applicata, nata in origine come interfaccia tra 
geografia ed ecologia (Turner et al., 2001). Secondo tale approccio, il paesaggio è 
definibile come "sistema complesso di ecosistemi", in cui si integrano gli eventi della 
natura e le azioni della cultura umana. L’Ecologia del paesaggio è identificata come “lo 
studio delle relazioni fondamentali causali complesse tra le comunità ed il loro ambiente 
biogeografico in una data sezione del paesaggio” (Troll, 1939) enfatizzando la 
localizzazione geografica e la distribuzione spaziale degli elementi (unità) e delle 
relazioni ecologiche. 
L’ecologia del Paesaggio si basa principalmente sullo studio dei pattern spaziali (Pickett 
e Cadenasso, 1995). In particolare considera lo sviluppo e le dinamiche 
dell’eterogeneità spaziali, delle interazioni nello spazio e nel tempo, dei cambiamenti in 
paesaggi eterogenei, delle influenze dell’eterogeneità spaziali sui processi biotici ed 
abiotici e della sua gestione (Risser et al.,1984). Le sue analisi sono motivate dal 
bisogno di comprendere lo sviluppo e le dinamiche dei pattern nei fenomeni ecologici, 
il ruolo del disturbo negli ecosistemi, e le caratteristiche scale spaziali e temporali degli 
eventi ecologici (Urban et al., 1987). Essa sottolinea l’importanza delle scale spaziali e 
degli effetti ecologici del pattern dell’ecosistema (Turner, 1989) oltre che la necessità di 
comprendere gli effetti reciproci del pattern spaziale nei processi ecologici ed il bisogno 
di promuovere lo sviluppo di modelli e teorie sulle relazioni nello spazio (Pickett e 
Cadenasso, 1995). Per tali motivi si presta particolarmente ad essere impiegata nelle 
analisi volte a definire i criteri che devono essere alla base della pianificazione e le 
modalità di gestione del territorio perché è l’unica delle ecologie che riconosce 
un’importanza fondamentale alla dimensione spaziale e cioè alle modalità di 
localizzazione, distribuzione e forma degli ecosistemi (Naveh e Lieberman, 1984; 
Forman e Godron, 1986). 
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INTRODUZIONE 
2 L’analisi di un paesaggio 
Ogni tipologia di paesaggio può essere riferita ad un modello (pattern) di base. Tali 
pattern riguardano fondamentalmente gli aspetti strutturali, e possono assumere 
configurazioni semplici (patches, ecotopi, corridoi, matrici) o complesse (apparati, 
ecomosaici, tessuti paesistici). L’unità riconosciuta in un paesaggio è definita patch, 
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intendendo “a surface area that differs from its surroundings in nature or appearance” 
(Turner et al., 2001). La forma della patch riflette il sistema di processi che l’ha creata o 
mantenuta. In genere forme regolari sono di natura antropica, al contrario le patches 
generate da processi dinamici sono di forma irregolare (Forman e Godron, 1986). Le 
aree di contatto tra patches differenti sono rappresentate dagli "ecotoni". Gli ecotoni 
sono definiti come “Zone di transizione fra due o più comunità, con forma generalmente 
lineare, a volte anche di notevole sviluppo, ma tendenzialmente più sottile dell'area 
delle comunità confinanti” (Odum, 1959). Tali strutture condizionano molti processi 
ecologici quali la diversità biologica, il flusso e l’accumulo dei materiali e lo scambio di 
energia e la propagazione del disturbo. Al livello gerarchicamente superiore si trova la 
matrice ambientale: essa è costituita dall’elemento - o dall’abbinamento di più elementi 
- maggiormente rappresentativo dell’ambito spaziale esaminato. 
Momento centrale nell’analisi quantitativa è il riconoscimento delle entità (patch) alla 
base di uno schema di classificazione rilevante per l’obiettivo. Descrivere 
quantitativamente un paesaggio significa passare obbligatoriamente attraverso uno 
schema di semplificazione dell’eterogeneità spaziale del paesaggio che permetta una 
standardizzazione degli elementi per una data scala di analisi. Essi devono essere 
suddivisi in classi di appartenenza e di realizzare una mappa categorica che descriva i 
diversi oggetti insieme alle loro relazioni topologiche. In base alla scelta delle categorie, 
compiuta dall’operatore, si avrà un notevole peso sul risultato finale dell’analisi. Ogni 
decisione in merito all’identificazione delle unità di paesaggio e allo schema di 
classificazione può influire sulla determinazione e l’analisi della struttura spaziale 
(Gustafson, 1998). 
L’analisi quantitativa di un mosaico paesistico si basa sull’uso di metriche che 
descrivono le proprietà di composizione e configurazione delle patch (O’Neill et al., 
1988; Gustafson, 1998). La struttura del paesaggio è determinata dalla distribuzione 
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 “un’area che differisce da ciò che gli stà intorno per natura o per aspetto”. 
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INTRODUZIONE 
spaziale dei suoi elementi (Forman, 1995) ed è stata misurata ricorrendo a diverse 
metriche che possono essere raggruppate in 4 gruppi principali: 
- Metriche sull’area delle patch: misure che analizzano la composizione del 
paesaggio (indice di classe dell’area); 
- Metriche di densità, forma e variabilità delle patch: misure che descrivono a 
livello quantitativo la struttura del paesaggio (indici di numero, misura media e 
deviazione standard delle patch); 
- Metriche della forma: indici che contribuiscono alla descrizione dei fattori di 
forma (indice di forma ed indice di forma ad area ponderata); 
- Metriche di confine: indici che quantificano la lunghezza e la distribuzione dei 
bordi nel paesaggio (indici di confine totale e confine delle patch). 
L’indice area delle classi (CA) fornisce un’indicazione quantitativa sulla differenza 
tra la superficie occupata dalle tre categorie di copertura del suolo considerate tra i due 
periodi. L’indice numero di patches (NP) fornisce il numero delle tessere per la 
struttura complessiva del paesaggio e per ciascuna classe forestale considerata. Gli 
indici misura media di patch (MPS) e deviazione standard di patch (PSSD) 
rappresentano una misura della dimensione media delle patch e della loro differenza 
(Mc Garigal e Marks 1995). Gli indici che analizzano il fattore forma sono indice 
di forma (MSI) e indice di forma ad area ponderata (AWMSI), e vengono utilizzati 
per stimare la complessità geometrica delle tessere di ciascuna tipologia. L’indice MSI 
valuta quanto i frammenti si avvicinano alla forma di un cerchio nel caso di formati 
vettoriali o di un quadrato nel caso di formati raster. L’indice AWMSI pesa tale 
valore con la dimensione di ogni singolo frammento. 
La sensibilità delle metriche dipende dalle caratteristiche scalari delle patch (ovvero dai 
limiti imposti dai dati) e varia in modo non sempre prevedibile lungo lo spettro delle 
scale (Turner, 1989; Wu, 2004). Mentre alcuni indici come le metriche di forma delle 
patch sembrano avere leggi scalari di tipo semplice (ad esempio leggi di potenza), molte 
altre hanno andamenti complicati e non modellizzabili da funzioni note (Wu, 2004; 
Baldwin et al., 2004). 
“Il problema di relazionare fenomeni lungo una scala spazio temporale è un problema 
centrale non solo nell’ecologia ma in tutte le altre scienze” (Levin, 1992). È importante 
riconoscere come i fenomeni che avvengono nel landscape siano scala dipendente 
(Allen e Starr, 1982; Pickett et al., 1989; Turner et al., 1993; Wu e Loucks,1995.). 
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INTRODUZIONE 
Un modello, un processo o un fenomeno che è scala dipendente varia al variare 
dell’estensione e della grana del territorio oggetto di analisi. La grana e l’estensione 
sono legati nei fenomeni e definiscono il limite di risoluzione superiore ed inferiore di 
uno studio (Wiens, 1989). L’estensione può variare indipendentemente dalla grana. La 
risoluzione spaziale o temporale del set di dati deve essere minore dell’intera estensione 
dell’area di studio mentre, quest’ultima, deve essere tale da catturare i pattern a grande 
scala del fenomeno in indagine. 
È importante esprimere la relazione presente tra scala ed organismo vivente, 
sottolineando quanto essi siano strettamente legati. Organismi diversi percepiscono 
l’ambiente in cui vivono su diversi livelli di scala: ciò che risulta essere piccolissimo 
per un elefante è, allo stesso tempo, grandissimo per una formica. Uno stesso organismo 
può sperimentare nella sua storia vitale diversi range di scale in rapporto alle particolari 
esigenze biologiche, sperimentando una gerarchia di decisioni (Holling, 1992). 
L’individuazione operativa delle patch in un paesaggio richiede altresì la 
determinazione di vincoli scalari della ricerca che sono riconducibili alla grana (grain) e 
dell’estensione (extent) dell’area di studio. Per grana si intende “the finest level of 
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spatial resolution possible within a give data set” e per estensione “the size of the study 
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area or the duration of time under consideration” (Wiens, 1989). Utilizzando, ad 
esempio, come fonte di informazione per l’individuazione del mosaico paesistico 
un’immagine da satellite, l’extent ed il grain sono immediatamente descritti dalla scena 
ripresa e dalla dimensione a terra del pixel dell’immagine (risoluzione). Risoluzione 
spaziale del dato e grain in questo caso coincidono anche se, in generale, possiamo 
avere informazioni a più alta risoluzione riassunte ad un grain più grossolano. 
L’ecologia del paesaggio ha messo in evidenza l’importanza dell’interazione tra pattern 
spaziali e processi ecologici, portando alla diffusione di metodi che permettono di 
identificare, descrivere e quantificare i modelli spaziali attraverso indici o metriche di 
paesaggio. 
Si sottolineano in particolare tre settori di applicazione della conoscenza del pattern 
(Turner et al., 2001): 
 confronto tra due o più paesaggi o porzioni di paesaggio per l’individuarne 
differenze o somiglianze; 
 cambiamenti del paesaggio nel tempo (change detection; Jensen, 1996); 
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 “il livello più fine di risoluzione spaziale all’interno di un set di dati”. 
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 “la dimensione dell’area di studio o la durata del tempo considerato”. 
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