Studio satellitare sulla salute delle foreste
Le foreste, la salute delle quali può essere efficacemente controllata utilizzando un rilevamento a distanza (immagini satellitari), rappresentano fonti di materiali rinnovabili estremamente importanti e sono depositarie della biodiversità. Nonostante la recente messa in servizio di nuovi satelliti europei per monitorare la fotosintesi, alcuni ostacoli impediscono la piena adozione di nuove tecniche di monitoraggio da remoto per le foreste. Il progetto FLUORFLIGHT (FluorFLIGHT: A new integrated canopy fluorescence model based for remote sensing of forest health and productivity), finanziato dall’UE, ha studiato la fluorescenza indotta da radiazione solare (SIF) come indice per la fotosintesi e la salute delle foreste. Tale SIF genera l’eccitazione delle molecole di clorofilla, le quali riemettono energia a specifiche lunghezze d’onda; la rilevazione di tali lunghezze d’onda denota la conversione dell’energia fotosintetica nelle piante. Sebbene la tecnica di rilevamento da remoto possa essere utilizzata sia su scala locale che globale, fornendo dati ad alta risoluzione su grandi aree, ha presentato delle sfide. Il progetto FLUORFLIGHT ha colmato le lacune nella simulazione di firme spettrali relative a chiome di foreste eterogenee, utilizzando indicatori della struttura relativa al piano delle chiome. Gli indicatori hanno incluso aspetti quali indice di area fogliare, densità degli alberi, copertura frazionaria e sovrapposizione della corona. Il lavoro è stato inteso allo scopo di valutare il potenziale di recupero del segnale di fluorescenza della clorofilla, come indicatore precoce del declino della foresta. I ricercatori hanno proposto un modello 3D integrato per calcolare la riflettanza e la fluorescenza in funzione dei componenti relativi al piano delle chiome. L’approccio ha combinato il modello di ottica delle foglie FLUSPECT e il modello 3D di costruzione dei raggi chiamato FLIGHT. Il risultante modello FluorFLIGHT ha aiutato a valutare la sensibilità del segnale di fluorescenza. Il team di ricerca ha condotto diversi studi aerei e a terra, su un querceto spagnolo che soffre di stress idrico e infezioni fungine. I ricercatori hanno valutato i rilevamenti di fluorescenza SIF su tre bande spettrali, utilizzando immagini iperspettrali. I risultati illustrano un collegamento tra i dati e le condizioni fisiologiche degli alberi. L’approccio di modellizzazione 3D del progetto ha notevolmente migliorato il recupero di informazioni SIF dai dati reali complessi. Il team ha inoltre dimostrato il potenziale del modello FluorFLIGHT per la mappatura SIF a livello di singolo albero; il modello può quindi misurare efficacemente la salute dell’albero e individuare l’eventuale malattia che lo colpisce. Il progetto ha pubblicato cinque articoli in diverse riviste top, insieme a sei testi per conferenze e un libro. Il lavoro del progetto FLUORFLIGHT in merito alla modellizzazione del rilevamento da remoto fornisce un efficace strumento per il monitoraggio della salute delle foreste, lungo vaste aree. In questo modo, le strategie di gestione saranno maggiormente mirate ed efficaci.
Parole chiave
Salute delle foreste, telerilevamento, fotosintesi, fluorescenza indotta dalla radiazione solare, FLUORFLIGHT
