Un satellite per monitorare lo stato di salute delle foreste italiane

Misurare la concentrazione di azoto nelle foglie osservando dallo spazio le foreste italiane. È la sfida del progetto di ricerca FOREST-NC, coordinato dall’Università di Bologna e realizzato nell’ambito della missione PRISMA dell’Agenzia Spaziale Italiana. La nuova tecnologia permetterà di valutare da un lato la fertilità del suolo, dall’altro gli effetti dell’inquinamento atmosferico, monitorando lo stato di salute delle piante e il livello di benessere dell’ecosistema.

"I modelli matematici utilizzati oggi per questo tipo di indagini assumono che le foreste siano tutte più o meno uguali", dice Federico Magnani, professore al Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari dell'Università di Bologna e responsabile scientifico di FOREST-NC. "Grazie ai risultati di questo progetto, invece, contiamo di riuscire a rappresentare finalmente la varietà di condizioni e di potenzialità delle foreste, migliorando la rappresentazione del loro contributo alla lotta al cambiamento climatico".

Le foreste - che in Italia coprono un terzo della superficie del paese - si comportano come importanti serbatoi e fissatori di carbonio atmosferico. Si stima che a livello europeo (senza considerare quelle della Siberia o del Brasile) contribuiscano a controbilanciare una quota compresa tra il 16 e il 17 per cento delle emissioni antropogeniche di carbonio.

Questa preziosissima caratteristica delle foreste è però minacciata da una serie di fattori di disturbo. Uno dei principali è l’aumentata presenza di azoto, che viene immesso in atmosfera sia dall'inquinamento generato dai motori a combustione interna che dall'utilizzo dei fertilizzanti agricoli. Queste emissioni inquinanti hanno prodotto negli ultimi decenni un brusco aumento delle deposizioni atmosferiche di azoto sugli ecosistemi naturali, portando in alcuni casi a una saturazione del sistema, inquinando le falde e arrivando a danneggiare le piante.

"Questo aumento della concentrazione di azoto ha un duplice effetto", spiega Magnani. "Da un lato, essendo le nostre foreste tipicamente povere di azoto, la sua deposizione funge da fertilizzante, ma dall'altro lato quando l’azoto diventa troppo, allora gli effetti sono negativi e occorre quantificarli".

Per farlo, il progetto FOREST-NC sta mettendo a punto una tecnologia innovativa basata sulle osservazioni del satellite PRISMA dell'Agenzia Spaziale Europea, in grado di calcolare la quantità di azoto presente nelle foglie degli alberi. L’azoto è infatti la componente fondamentale delle proteine coinvolte nella fotosintesi. A seconda del contenuto di queste proteine – e quindi di azoto – le foglie assorbono in diversa misura la luce ad una determinata lunghezza d’onda, che PRISMA è in grado di rilevare.

"Sapere quante di queste proteine sono presenti nelle foglie significa ottenere un indice del loro stato di salute, ma anche una stima della capacità di fotosintesi delle nostre foreste", spiega Magnani. "In questo modo, con uno strumento unico riusciamo ad avere non solo un'indicazione degli effetti dell'inquinamento atmosferico, ma anche un tassello fondamentale per riuscire a predire, con i nostri modelli matematici, quanto carbonio stanno catturando le foreste e come questo influisce di conseguenza su altri fattori, come il clima".

Il satellite PRISMA, un’eccellenza tecnologica dell’Agenzia Spaziale Italiana, è oggi in fase sperimentale, ma anche grazie ai risultati del progetto FOREST-NC la metodologia potrebbe essere utilizzata in futuro dall'Agenzia Spaziale Europea a livello globale, all’interno di una collaborazione in cui l’Italia svolgerà un ruolo di primo piano. Raccogliendo informazioni che possono rivelarsi fondamentali non solo per il monitoraggio scientifico delle foreste e degli ecosistemi, ma anche per guidare le decisioni politiche sulla lotta all’inquinamento e al cambiamento climatico a livello regionale, nazionale e sovranazionale.