Il rilevamento pedologico

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Il rilevamento pedologico

Il rilevamento pedologico

I caratteri e le qualità del suolo che misuriamo o stimiamo hanno tutti una loro variabilità, sia di tipo temporale che spaziale. Gli approcci utilizzati per apprezzare la variabilità spaziale dei suoli sono molto diversi, ma i metodi più diffusi sono essenzialmente quelli di tipo stocastico (o geostatistico), di tipo ragionato e quelli che utilizzano varie loro combinazioni. Per l’approccio geostatistico, si rimanda ai paragrafi…
L’approccio ragionato è molto diffuso ed utilizzato per i rilevamenti pedologici effettuati dai pedologi geografi. Tale approccio si basa sulla costatazione che la distribuzione spaziale delle proprietà dei suoli non è casuale ed indipendente rispetto ad alcune variabili, con le quali può essere più o meno correlata. Tali variabili sono rappresentate dai fattori della pedogenesi (Soil Survey Division Staff, 1993), individuati dall’equazione di Jenny (1941) S = f (cl, o, r, p, t) dove S = suolo, cl = clima, o = organismi viventi, r = topografia, p = materiale parentale, t = tempo.
Basandosi sui fattori di formazione del suolo, per la realizzazione di una Carta dei suoli o Carta pedologica il pedologo può procedere seguendo due diversi approcci: i) tradizionale e ii) GIS-oriented.
Nell’approccio tradizionale la fotointerpretazione ed il telerilevamento conducono alla formulazione di una prima approssimazione di unità fisiografiche che, con l’approfondimento dovuto alle indagini in campo, diventano “Unità di Paesaggio/Terre”. Altre informazioni utili alla caratterizzazione delle unità sono le cartografie sulla litologia, le carte geomorfologiche (aree di pianura, versanti; aree pedemontane; formazioni vulcaniche, ecc.) e ogni altra documentazione ritenuta utile a distinguere, nel contesto ambientale di indagine, le aree omogenee per pedogenesi. In aree di pianura, ad esempio, risulta fondamentale determinare il microrilievo: opportuni rilevamenti plano-altimetrici, con strumenti di adeguata precisione (come ad esempio GPS), consentono di individuare e delineare ambiti omogenei di formazione, e quindi unità pedo-paesaggistiche, che non sarebbero rilevabili in foto o dalle osservazioni in campo. Nella carta delle Unità di Paesaggio/Terre (unità fisiografiche) gli ambiti territoriali identificati vengono ritenuti omogenei sia dal punto di vista del paesaggio che per le specifiche caratteristiche di formazione e di evoluzione dei suoli. La scala di dettaglio utilizzata per realizzare la Carta delle Unità di paesaggio è generalmente 2-2.5 volte superiore a quella di rappresentazione finale della Carta Pedologica.
Sulla base della carta delle unità fisiografiche vengono realizzate una serie di trivellate manuali per valutare la variabilità pedologica presente, la quale indirizzerà la scelta dei siti da indagare in maniera più approfondita attraverso i profili pedologici. Nella successiva fase di realizzazione della Carta pedologica, le unità di paesaggio caratterizzate da suoli simili saranno unite tra loro, mentre le unità che mostrano suoli diversi al loro interno verranno ulteriormente suddivise.
L’approccio GIS oriented (Costantini, 2007) utilizza le banche dati geografiche, per cui il rilevamento ha lo scopo di dare significato pedologico alle componenti territoriali. Queste ultime sono date da tutte le combinazioni di ambienti con uguale morfologia, litologia ed uso del suolo presenti all’interno di ogni poligono. Le componenti territoriali vengono identificate per mezzo delle informazioni territoriali tematiche utilizzate per la costruzione di ogni livello geografico ed hanno legende specifiche per ogni livello. Ogni poligono di ogni livello geografico è collegato ad una banca dati pedologica e risulta individuato sia in funzione dei suoi attributi discriminanti, sia dalla combinazione di componenti territoriali esistenti al suo interno. Gli ambienti contenuti in ciascun poligono sono riconoscibili ma non delineabili a quella scala di riferimento. Il rilevamento pedologico che viene effettuato non è né libero, né determinato (a griglia, a transetto), ma orientato a verificare le relazioni suolo-paesaggio ipotizzate durante l’analisi GIS. Con questa metodologia i siti da indagare vengono scelti preventivamente, con un ovvio vantaggio legato alla riduzione dei costi del lavoro di campagna. Il metodo prevede di selezionare i siti di rilevamento in funzione della occorrenza statistica dei pedopaesaggi, in modo da quantificare la variabilità pedologica al livello geografico di riferimento. Potranno essere selezionati pedopaesaggi da indagare con maggiore o minore intensità, oppure potranno essere utilizzate informazioni preesistenti l’indagine, già inserite in banca dati. Le informazioni raccolte dai siti sono immediatamente collegate alla geografia alle diverse scale e facilmente correlabili, consentendo l’estensione geografica delle informazioni e la creazione delle tipologie pedologiche. Ulteriori dettagli sulla metodologia sono riportati in Costantini (2007).
Una problematica importante legata al rilevamento pedologico riguarda la scelta della densità di rilevamento (numero di profili-trivellate/cm2 di carta). Bisogna sottolineare a tal proposito che molti autori (Vink, 1963, FAO, 1979; Boulaine, 1980; Legros, 1996;) hanno trattato questo tema correlando tale parametro ad altri indici in grado di definire un livello di “intensità o dettaglio” del rilevamento.
Il dettaglio informativo di una carta pedologica è correlato alla scala del rilevamento pedologico e della restituzione cartografica, da cui discendono la conoscenza delle proprietà e qualità dei suoli, l’accuratezza dei limiti tra suoli diversi e la possibilità di rappresentare i suoli separatamente o in associazioni.
Esistono rilevamenti a diverse scale:
• Esplorazione (1:500.000 – 1:250.000)
• Riconoscimento (1:250.000 – 1:100.000)
• Semidettaglio (1:100.000 – 1: 25.000)
• Dettaglio (1:25.000 – 1: 10.000)
Con riferimento alle osservazioni per cm2 di carta, la FAO (1979) indica un numero di osservazioni/per cm2 variabile da 0.2 a 2. Nella tabella che segue vengono riportati alcuni esempi di numero di osservazioni da effettuare per km2 nelle diverse densità da 0.5 a 2 osservazioni per cm2, alle diverse scale di rilevamento.

scale	Area di 1 cm2 corrispondente in km2	Oss/cm2
		0.5	1	2
		Numero di oss/km2
1:2000	0.0004	1250	2500	5000
1:5000	0.0025	200	400	800
1:10.000	0.01	50	100	200
1:25.000	0.0625	8	16	32
1:500.00	0.25	2	4	8
1:100.000	1	0.5	1	2
1:250.000	25	0.02	0.04	0.08

E’ importante considerare che la densità media ideale delle osservazioni è relativa alla maggiore o minore disponibilità di informazioni sull’area di studio, all’esistenza di una buona cartografia, alle ipotesi sulle difficoltà interpretative e la variabilità dei suoli al momento del rilevamento, alle difficoltà logistiche e organizzative, all’esperienza del personale, ecc. Tutto ciò permette di ridurre il numero ideale di osservazioni considerato e consente di passare dalla “densità ideale” a quella effettivamente “necessaria” e, successivamente, a quella “reale”, quest’ultima determinata da condizioni di fatto esterne alle condizioni ambientali e alle valutazioni tecniche.

Indicazioni per il rilevamento in campo
Di seguito verranno riportate una serie di indicazioni di carattere generale, che riguardano le modalità di effettuazione delle osservazioni in campagna, valide per trivellate e profili.
Trivellata
La trivellata deve penetrare nel suolo verticalmente e non in corrispondenza di fessure, tane di animali o altri vuoti. Inoltre, il punto dove eseguire la trivellata non deve corrispondere con situazioni anomale (fossi, canalette, scoline, bordi di terrazzi, ciglioni antropici, aree di discarica, aree contigue a cave e a strade), oppure ostacoli alla penetrazione della trivella (grosse radici od elevata pietrosità superficiale) mentre, nelle zone dove appaiono evidenti fenomeni di pedoturbamento rispetto a situazioni naturali (ad esempio in aree agricole interessate da lavorazioni profonde non ordinarie), la trivellata deve assumere lo scopo di controllo di alcuni caratteri. Dalle porzioni di suolo estratte non deve essere considerata la parte superiore, i primi 5 cm circa, allo scopo di eliminare il materiale caduto o comunque asportato dalle pareti del foro; questa indicazione è valida per le “carote” successive alla prima.
Profilo
La scelta del punto dove eseguire lo scavo e la descrizione del profilo deve essere effettuata in modo da individuare il concetto centrale (modale) di suolo dell’unità di paesaggio che deve rappresentare e non situazioni estreme od anomale. Inoltre, devono essere valide le condizioni ambientali sopra citate per le trivellate. Saranno da escludere dall'apertura dei profili anche quelle zone dove appaiono evidenti i fenomeni di pedoturbamento rispetto a situazioni naturali (ad esempio in aree agricole interessate da lavorazioni profonde e non ordinarie).
Nel caso esistano sezioni aperte di recente artificialmente, queste potranno essere usate previa pulitura ed approfondimento (fino a 200 cm circa) del fronte del profilo.
La realizzazione di profili pedologici in aree non pianeggianti avviene mediante scavo manuale, utilizzando pala, vanga e piccone, mentre in quelle pianeggianti e raggiungibili con mezzi meccanici, si procede utilizzando macchine operatrici come piccoli escavatori, che possano agevolmente e in poco tempo aprire una buca pedologica fino alla profondità richiesta (in genere circa 150-200 cm) o alla profondità necessaria a riconoscere il materiale inalterato, senza arrecare danni alle colture o al campo. Lo scavo deve avvenire in modo da creare una parete verticale che possa essere adeguatamente osservata e descritta dall’operatore che scende all’interno del profilo. Lo scavo deve essere sufficientemente ampio da consentire la presenza di almeno un operatore, una agevole descrizione e il campionamento del pedon, e la realizzazione di una buona documentazione fotografica. Per profondità ordinarie, tra 100 cm (aree montane) e 250 cm (pianura/collina), lo scavo può essere ampio tra 100 e 300 cm e lungo tra 200 e 400 cm in relazione alle esigenze del rilevamento e della sicurezza. Occorre considerare anche lo spazio necessario all’accumulo della terra scavata (ad esempio in due cumuli separati per il suolo superficiale e quello profondo, di circa 10 m2 ciascuno per 1.5 m di altezza, a partire da 12 m3 complessivi di materiale) e alla movimentazione del mezzo di scavo. La preparazione della superficie da descrivere viene effettuata tramite lisciatura o creazione di facce di rottura fresche. In ogni scavo aperto per la descrizione del profilo viene collocato un nastro metrato e fotografato un quadro con sigla di riferimento.
Nella realizzazione degli scavi occorre considerare l’eventualità di situazioni di anomalia e maggiore difficoltà operativa. Tra queste, la possibilità di dover scavare in terreni molto sciolti o caratterizzati da cedimenti e franamenti delle pareti. Si deve tenere presente che l’angolo di attrito del materiale ghiaioso o sabbioso può scendere a 40-50 %, costringendo a realizzare scavi assai più ampi di quanto previsto. In terreni a falda idrica subsuperficiale, non infrequenti alla base di terrazzi o in aree depresse di pianura o antiche conche lacustri, se si vuole effettivamente esplorare il suolo occorre disporre di una pompa idraulica collegata a generatore o motore. Per tutti questi problemi, ma anche in relazione al semplice movimento di una macchina operatrice e alla realizzazione di uno scavo nel sottosuolo, si devono considerare valide le disposizioni vecchie e nuove relative alla sicurezza dei cantieri mobili (in part. DPR 164/56 e DLgs.494/96) che segnalano, ad esempio, la necessità di precauzioni particolari per scavi al di sotto di 1.5 m. Da ricordare anche che ogni scavo deve, di norma, essere richiuso in giornata e, comunque, essere visibilmente segnalato e/o protetto.
Di seguito si propone un elenco del materiale di rilevamento utile durante la descrizione e lo scavo.
- Sistemi per la localizzazione del punto di rilevamento (GPS e/o carta topografica e bussola)
- Vanga e pala. Per pulire la parete del profilo e rimuovere materiali terrosi indesiderati dal
fondo dello scavo.
- Metro. Da posizionare in verticale per evidenziare la profondità e la potenza degli orizzonti
pedologici individuati e da descrivere.
- Lavagnetta. Per indicare data e numero dell’osservazione.
- Macchina fotografica. Per realizzare un’immagine del profilo da allegare alla descrizione.
- Paletta in metallo. Per ripulire la faccia del pedon da descrivere, tastare la consistenza degli orizzonti e procedere al campionamento degli stessi.
- Cesoie per tagliare le radici
- Manuale per la descrizione del suolo in campo
- Tavole Munsell. Per definire il colore o i colori allo stato umido degli orizzonti.
- Acido cloridrico in soluzione 10%. Per evidenziare, grazie alla presenza (e all’intensità) dell’effervescenza, la presenza o meno di carbonato di calcio negli orizzonti.
- Sacchetti di plastica. Per contenere un adeguato quantitativo di terra campionato da tutti gli
orizzonti rilevati e descritti.
- Etichette. Per identificare i singoli campioni con numero del profilo, codice e profondità degli orizzonti.
- Matita (con gomma e temperino). Per la compilazione della scheda di rilevamento è da evitare l’utilizzo della penna biro perché l’inchiostro a contatto con l’acqua tende a sciogliersi rendendo non comprensibile la descrizione.

La descrizione del suolo ed il campionamento
Tra i principali obiettivi della ricerca nella scienza del suolo vi è sicuramente la comprensione di natura, proprietà, dinamica e funzioni del suolo nell'ambito dei paesaggi e degli ecosistemi (FAO, 2006). Un requisito fondamentale per il raggiungimento di tale obiettivo è la disponibilità di informazioni affidabili sulla morfologia del suolo e sulle altre sue caratteristiche ottenute attraverso l'esame e la descrizione del suolo in campo. Un’accurata descrizione del suolo in campo sarà funzionale non solo come base per classificazioni ed interpretazioni su genesi e funzioni ambientali del suolo stesso, ma anche come potente strumento per l’interpretazione dei risultati delle analisi di laboratorio.
Il profilo del suolo e l’area ad esso circostante necessitano di un’accurata descrizione utilizzando metodi e terminologie largamente accettati, affinché suoli descritti da differenti rilevatori possano essere facilmente confrontati (Sanesi, 1977). Tale crescente bisogno di regole e sistemi di descrizione accettati a livello internazionale ha portato alla realizzazione delle Guidelines for Soil Description (FAO, 1990), riviste e modificate nel 2006 sulla base dei recenti sviluppi internazionali nei sistemi di classificazione del suolo, quali il Field Book for Describing and Sampling Soils (Schoeneberger et al., 2002), Keys to Soil Taxonomy (USDA Soil Survey Staff, 2003), Updated Global and National Soils and Terrain Digital Databases (ISRIC, 2005) e la seconda edizione del World Reference Base for Soil Resources (IUSS Working Group WRB, 2006).
La guida FAO (2006), insieme al Soil Survey Manual elaborato dal Servizio del Suolo degli Stati Uniti (USDA, ???), rappresentano le linee guida più utilizzate a livello internazionale per la descrizione del suolo e quelle sulle quali si sono basate le traduzioni e rielaborazioni italiane utilizzate per i diversi rilevamenti pedologici condotti in Italia, anche dagli enti regionali. Una guida molto utilizzata a livello didattico è sicuramente la “Guida alla descrizione del Suolo” elaborata da Guido Sanesi nel 1977, realizzata in buona parte traducendo o ispirandosi al Soil Survey Field Handbook “Describing and sampling soil profiles” pubblicato dal Soil Survey of England and Wales. Le linee guida forniscono una procedura completa per la descrizione del suolo e per
la raccolta dei dati di campo necessari per la georeferenziazione e la classificazione secondo i sistemi in uso.
In base al tipo di osservazione verrà compilata, in ogni sua parte, la corrispettiva scheda se si tratta di trivellata o se si tratta di profilo, minipit , ecc. Le schede per il campionamento sono generalmente divise in tre parti: caratteri generali, descrizione del sito e dell’ambiente e descrizione del suolo (trivellata/profilo). In allegato un esempio di scheda pedologica elaborato dal Se.S.I.R.C.A.

La fase finale di una descrizione del suolo è data dal campionamento, per il quale l’orizzonte del profilo pedologico costituisce l’unità fondamentale. Ciascun orizzonte genetico viene campionato separatamente dagli altri per le analisi, essendo il comportamento del suolo il risultato del comportamento complessivo dei suoi orizzonti. In campagna andranno campionati obbligatoriamente tutti gli orizzonti e/o strati di tutti i profili descritti mediante la scheda di rilevamento. Qualora l'orizzonte e/o strato sia più spesso di 50 cm, sarebbe bene suddividerlo per il campionamento. Le modalità di campionamento dipendono sicuramente dallo scopo di questo. Campioni per le analisi di routine, richieste ad esempio per la classificazione, è consigliabile che vengano presi attraverso tutto l’orizzonte, il che si attua prelevando una quantità uniforme di materiale su una fascia estesa verticalmente attraverso l’orizzonte considerato. I campioni andranno prelevati dal basso verso l'alto del profilo e conservati in sacchetti di plastica muniti di etichette di riconoscimento su cui dovranno essere indicate: data del campionamento, sigla identificatrice, numero progressivo, designazione dell'orizzonte e/o strato. Ogni campione dovrà raggiungere il peso minimo di 1 kg e, qualora l'orizzonte o strato non abbia sufficiente spessore, il peso minimo di 500 g. Durante il prelievo saranno scartati frammenti grossolani, pietre, grosse radici o foglie.

BIBLIOGRAFIA
Boulaine J. 1980. Pédologie Appliquée. Masson, 220 p.
FAO (2006) - World Reference Base For Soil Resources, World Soil Resources Reports, n. 103, Rome.
FAO, 1979. Soil survey investigations for irrigation. FAO Soils Bulletin No. 42. FAO, Rome. 188 p.
Legros J. P., 1996, Cartographies des sols. De l'analyse spatiale à la gestion des territoires, Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, pp. 321.
Soil Survey of England and Wales, 1974. Soil Survey Field Handbook. Describing and sampling soil profiles. Technical monograph n.5” Harpenden.
Vink A.P.A., 1963. Precis de pédologie appliquée. A la Baconnière, Neuchatel.
SANESI G. - Guida alla descrizione del Suolo. CNR, Progetto Finalizzato "Conservazione del Suolo"; pubbl. n. 11, 1977.
Soil Survey Division Staff - Soil Survey Manual. USDA. 1993
Soil Survey Staff - Keys to Soil Taxonomy, 9th edition, USDA - NRCS, Washington D.C. 2003

Fonte: http://www.scienzadelsuolo.org/docs/commissioni/CapitoloIB_rilevamento_e_campionamento_pedologico_SimonaVingiani.doc

Sito web da visitare: http://www.scienzadelsuolo.org

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