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Valutazione della qualità ecologica di un sistema ambientale tramite modelli matematici : costruzione dei parametrici caratteristici tramite strumenti GIS e determinazione del Grafo Ecologico, utilizzo del modello matematico PANDORA

Davide Fabio Tronconi

Valutazione della qualità ecologica di un sistema ambientale tramite modelli matematici : costruzione dei parametrici caratteristici tramite strumenti GIS e determinazione del Grafo Ecologico, utilizzo del modello matematico PANDORA.

Rel. Roberto Monaco, Francesca Finotto. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Pianificazione Territoriale, Urbanistica E Paesaggistico-Ambientale, 2013

Abstract:

Il lavoro a seguire, dopo una rassegna delle principali teorie e definizioni dell’ecologia del paesaggio all'interno dei primi capitoli, necessario per definire alcuni concetti chiave successivamente ripresi all’interno dello sviluppo dei modelli, cercherà di fornire un possibile approccio di analisi e di valutazione di un sistema ambientale attraverso l’impiego di una modellistica ecologico - matematica.

Nella prima parte si è deciso di approfondire, come primo concetto, la disciplina dell’ecologia del paesaggio, proprio perché l’argomento analizzato all’interno della presente tesi riguarda in primis la componente paesaggistico - ambientale del territorio.

In seconda istanza è stato affrontato il tema della biodiversità, della sua utilità globale e delle sue caratteristiche, intese anche quali fondamentale parametro per la valutazione della stabilità ecosistemica.

Fortemente connesso al tema della biodiversità è il tema della frammentazione ambientale che rappresenta inoltre una delle cause preponderanti della perdita di biodiversità oltre della qualità ambientale e paesaggistica nel suo complesso. Il tema della frammentazione verrà poi concatenato al tema delle barriere ambientali, delle Unità di Paesaggio e a quello delle reti ecologiche, intese come tentativi di rigenerazione ambientale e di riduzione del fenomeno della frammentazione.

Concluso l’inquadramento teorico, si procederà con l’elaborazione del grafo ecologico e della successiva applicazione del modello matematico PANDORA.

Lo studio riguarderà una porzione territoriale situato nell’Anfiteatro Morenico d’Ivrea (Anfiteatro Morenico d’Ivrea) interessante i comuni di Borgo franco d’Ivrea, Chiaverano e Montalto Dora.

Va ricordato come non tutte le nozioni teoriche di seguito riportate saranno direttamente e immediatamente propedeutiche all’elaborazione e applicazione dei modelli matematici; alcuni di questi concetti risultano però molto utili per la comprensione delle dinamiche ambientali, delle motivazioni che possono spingere all’elaborazione di uno strumento quale il PANDORA e quindi di tutti i valori ambientali che sarebbe auspicabile proteggere e salvaguardare.

Attraverso i modelli matematici, come detto in precedenza, sarà possibile fornire un supporto scientifico alle discipline che si occupano di territorio nelle molteplici accezioni del termine: gestione, trasformazioni e della sua tutela; la pianificazione territoriale, quindi, è certamente chiamata in causa. Attraverso una prima fase di analisi del paesaggio, mediante un inquadramento delle caratteristiche ecologico - territoriali principali e l’elaborazione dell’ecomosaico, sarà dunque possibile individuare le prime caratteristiche ecologiche, dal punto di vista qualitativo e quantitativo dell’area oggetto di analisi.

Il primo modello applicato, quello del grafo ecologico, valuterà l’entità dell’energia biologica (biopotenzialità) del sistema ambientale analizzato, definendo l’entità degli scambi di materia e di energia tra i diversi frammenti ecologici all’interno del sistema stesso.

Il grafo ecologico, elaborato in ambiente GIS, così come la costruzione dell’ecomosaico, consentirà di restituire una fotografia dello stato ecologico attuale del sistema analizzato e a valutarne il grado di stabilità ecologica. La costruzione del modello si basa sul presupposto che il sistema ambientale analizzato possa essere suddiviso in diversi settori o frammenti ecologici, definiti come Unità di Pesaggio, e separati tra loro da barriere, più o meno permeabili, di matrice antropica o naturale (per l’approfondimento delle barriere si rimanda al relativo paragrafo all’interno della presente tesi).

L’ultima fase del presente lavoro ha poi previsto l’applicazione del modello matematico PANDORA (“Procedure for mAthematical aNalysis of lanDscape evOlution and equilibRium scenarios Assessment”), uno strumento matematico, innovativo e flessibile, capace di restituire un’elaborazione dei possibili scenari di sviluppo ecologici del territorio analizzato.

Nel suo complesso dunque, questa tesi cercherà di fornire una metodologia, replicabile per oggettività scientifica, per la valutazione del livello di frammentazione delle diverse porzioni ecosistemiche e del futuro andamento dello stato ecologico di un sistema ambientale.

Bisogna quindi sottolineare ed evidenziare come questa tesi non analizzerà tutte le molteplici componenti del concetto di paesaggio (storica, fruitiva, sociale etc.) ma si focalizzerà esclusivamente sulla componente ecologica del paesaggio stesso.

I cambiamenti e le trasformazioni territoriali prodotti dalle attività antropiche e in atto da tempo in tutto il mondo, hanno dunque reso sempre più necessaria l’introduzione di un filosofia dello “sviluppo sostenibile" all’interno delle pratiche e degli strumenti di governo del territorio. Tali pratiche dovrebbero proporre un uso più efficiente delle risorse, nel tentativo di contenere gli impatti delle molteplici attività umane sul clima terrestre. Le politiche, locali e soprattutto Nazionali, dovrebbero dunque assumere una posizione sempre più centrale e strategica per il raggiungimento degli obiettivi di sviluppo sostenibile, cosa che per il momento non sta avvenendo, né con il giusto impegno, né con la giusta celerità.

La presente tesi cerca proprio di andare in questa direzione, fornendo uno strumento utile per la scelta e l'adozione di politiche di sostenibilità ambientale.

Relatori: Roberto Monaco, Francesca Finotto
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
S Scienze e Scienze Applicate > SK Matematica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Pianificazione Territoriale, Urbanistica E Paesaggistico-Ambientale
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3481
Capitoli:

1. INTRODUZIONE

1. Le motivazioni alla base dell’elaborato

2. Introduzione al presente lavoro, gli obiettivi

2. QUADRO TEORICO DI RIFERIMENTO

1. L’ecologia del paesaggio e il principio delle proprietà emergenti

2. L’importanza della Biodiversità

3. L’eterogeneità ambientale

4. La frammentazione, una minaccia per la stabilità ecosistemica

a) Le cause della frammentazione, il consumo di suolo e l’effetto sprawl

b) V edgeeffect della frammentazione e le aree ecotone

c) La frammentazione, il grafo ecologico qualemetodologia per fotografare il paesaggio

d) Le barriere e la biopermeabilità

e) Le barriere, costituzione dell’unità di paesaggio e sue funzioni

f) Interventi per la mitigazione degli effetti da frammentazione ad opera delle infrastrutture lineari

5. Reti ecologiche, strumenti per la rigenerazione ambientale e la riduzione della frammentazione

3. LO SVILUPPO SOSTENIBILE E IL CONTRIBUTO DELLA PIANIFICAZIONE

1. La sostenibilità dello sviluppo

2. La pianificazione territoriale e la tutela/valorizzazione ambientale

4. APPROFONDIMENTO DEI MODELLI UTILIZZATI

1. I modelli matematici a sostegno della Pianificazione T erritoriale

2. L’indice di BTC e le condizioni di stabilità/metastabilità

3. L'ecomosaico

4. Procedimento per la costruzione dei modelli matematici

5. Introduzione al modello matematico PANDORA

6. Costruzione del modello PANDORA

5. INQUADRAMENTO TERRITORIALE E APPLICAZIONE DEI MODELLI

1. Descrizione del pattern paesaggistico

2. Elaborazione dell'ecomosaico

3. Applicazione del grafo ecologico e stimadella biopotenzialità

4. Applicazione del PANDORA

5. Considerazioni sul sistema ecologico analizzato

6. CONCLUSIONI

1. Considerazioni conclusive sul modello

2. Bibliografia
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