Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/1006
Title: Landscape analysis and assessment for the management of agricultural non point pollution sources
Other Titles: Analisi e valutazione del territorio per la gestione delle fonti diffuse di inquinamento di origine agricola
Authors: Infascelli, Roberta
Keywords: Non point pollution sources;Manure management;Landscape analysis and assessment;Inquinamento da fonti diffuse;Gestione dei reflui zootecnici;Analisi del territorio;AGR/10
Issue Date: 23-Feb-2010
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 22. ciclo
Abstract: 
Considering natural and environmental context, natural variables, landscape features, climate, land use, land cover and all the environmental constraints is a challenge in developing management plans and strategies. Uncertainty and variability are the main features of this big challenge. Furthermore, the rural landscapes are usual heterogeneous. They consist of a mosaic of agricultural fields, linear structures such as hedges, ditches, watercourses, roads, and non-arable land such as forest, wetlands (Durand et al., 2005). In many situation, for example, the fields are sources of diffuse pollutants, the other landscape entities can act either as sources, sinks or transfer media, or will simply help to dilute the concentrations of pollutant. In order to evaluate the groundwater nitrate pollution, for example, and how it might evolve in time, it is essential to develop control systems and to improve knowledge, policies and incentives aimed at controlling the amount of nitrate entering downstream water systems.
To better approach to environmental issues, more specifically to non point pollution issues, geostatistics tools are used to develop Geographical Information Systems that are able to perform estimation and assessment models.
The thesis focuses on studies, analysis and assessments methods of agricultural non point pollution sources in areas characterized by intensive livestock activities, Caserta province (southern Italy- Campania region). Here the buffalo livestock plays a fundamental role in the regional industry. A comparison between manure nitrogen production and nitrate concentration in groundwater was carried out in this area, using statistics and geostatistical tools.
The buffalo species features, even manure content, are commonly compared and assimilated to the bovine species features, determining the consequent legislation’s guide lines and thresholds for production, manure spreading and so on. Further studies about the real nutrients content in buffalo manure were conducted by lab analysis. They showed the differences between the two animal manure contents.
The study and the delineation of some landscape structures, that are able to influence the non point pollutant path, is a prerequisite and the demand for information at the scale of large catchments or basins. Focusing on wetlands, different studies proposed indexes to predict the their extension, based on topographic and climatic information, mainly within small order catchments. The Seiche basin in Brittany (France) was selected as study area to determine the validity of different topographic and clima-topographic indexes for different orders of catchments and to propose an improved index predicting the delineation of wetland for large order catchments.
The results, obtained by developing this thesis, show how complex the landscape and environmental issues are. They need complete and multidisciplinary knowledge (engineering, geostatistics, pedology, animal physiology, agronomy, etc.) to develop assessment and estimation models. Moreover these models are needed to have more sustainable environmental management strategies.

Nello sviluppo di piani e strategie di gestione del territorio, tener conto del contesto naturale ed ambientale, delle variabili naturali, delle caratteristiche del paesaggio, del clima, del’uso e della copertura del suolo e dell’insieme dei vincoli ambientali e paesaggistici esistenti è sicuramente una sfida. Incertezza e variabilità sono le principali caratteristiche di questa importante sfida. Inoltre, i paesaggi rurali sono, nella maggior parte dei casi, eterogenei. Sono costituiti da un mosaico di campi coltivati, strutture lineari come siepi, corsi d’acqua, strade, fossati e zone non arabili come foreste, zone umide (Durand et al., 2005). In molti casi, i campi sono fonti di inquinamento diffuso, le altre strutture del paesaggio possono fungere sia da fonti, sia da punti di accumulo, sia mezzi di trasporto, sia possono aiutare la diluizione della concentrazione degli inquinanti.
Allo scopo di valutare l’inquinamento da nitrati in falda e come esso potrebbe evolvere nel tempo è necessario, per esempio, sviluppare sistemi di controllo e migliorare le conoscenze, le politiche e gli incentivi volti a controllare l’accumulo di nitrati che può entrare nel sistema acquifero.
Al fine di migliorare l’approccio alle problematiche ambientali, più specificamente le problematiche inerenti all’inquinamento diffuso, è opportuno utilizzare gli strumenti della geostatistica per sviluppare Sistemi Geografici Informativi capaci di elaborare stime e modelli di valutazione.
Il lavoro di tesi si focalizza su studi, analisi e metodi di valutazione dell’ inquinamento diffuso da fonti di origine agricola, specie in aree caratterizzate da attività di allevamento intensivo, ad esempio la provincia di Caserta (Italia del sud- regione Campania). In quest’area l’allevamento della bufala gioca un ruolo fondamentale nell’economia regionale. Attraverso l’utilizzo di strumenti statistici e geostatistici è stato condotto uno studio per confrontare la produzione media di azoto presente nel refluo e la concentrazione di nitrati in falda nel territorio della provincia di Caserta.
Le caratteristiche della specie bufalina, anche il contenuto del refluo, sono solitamente confrontate e assimilate alle caratteristiche della specie bovina, determinando le linee guida legislative e le soglie stabilite per la produzione, lo spandimento del refluo e così via.
Ulteriori studi riguardo all’effettivo contenuto in nutrienti nel refluo bufalino sono stati condotti attraverso analisi di laboratorio. Tali studi hanno mostrato le differenze esistenti tra il contenuto del refluo nelle due specie animali.
Lo studio e la definizione di alcune strutture di paesaggio, che possono influenzare il percorso degli inquinanti diffusi, è un prerequisito e una esigenza per ottenere informazioni sulla scala di ampi bacini.
Ponendo l’attenzione sulle zone umide, alcuni studi hanno proposto indici per predire la loro estensione, sulla base di informazioni topografiche e climatiche, principalmente nell’ambito di bacini di piccolo ordine. Il bacino del fiume Seiche in Bretagna (Francia) è stato selezionato come area studio per determinare la validità di differenti indici topografici e clima-topografici per differenti ordini di bacino, nonché per proporre un indice di predizione per la delineazione di zone umide in bacini di ampio ordine.
I risultati, ottenuti attraversi lo sviluppo di tale tesi, mostrano quanto siano complesse le problematiche relative al territorio e all’ambiente. Al fine di sviluppare opportuni sistemi e modelli di valutazione e stima, è necessario l’impiego di conoscenze multidisciplinari ampie (ingegneria, geostatistica, pedologia, fisiologia animale, agronomia, etc.). Inoltre, questi stessi modelli sono uno dei presupposti per avere strategie di gestione ambientale più sostenibili ed opportune.
Description: 
Dottorato di ricerca in Scienze e tecnologie per la gestione forestale e ambientale
URI: http://hdl.handle.net/2067/1006
Rights: If not otherwise stated, this document is distributed by the Tuscia University Open Archive under a Creative Commons 2.0 Attribution - Noncommercial - Noderivs License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/)
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