Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/1981
Title: Biometrics parameters and fluxes estimation in Mediterranean mountainous grassland with remote sensing techniques
Authors: Balzarolo, Manuela
Keywords: Mediterranean grassland;Proximal sensing;Vegetation indices;Fluxes;AGR/05
Issue Date: 23-Apr-2008
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca 20. ciclo
Abstract: 
European mountain grasslands, which include also Alps, Apennines and Pyrenees, are subject
to relatively fast changes in both human activities and climatic conditions. Their role in the
biogeochemical cycles is still highly uncertain and unknown and, in addition, the European
Mediterranean mountain areas are unique and under-represented study cases. Therefore, their
knowledge can therefore introduce new avenues in the understanding of the whole grassland
ecosystem.
Remote sensing techniques appear as very useful tools in assessing and predicting productivity,
quantity and quality of grassland over larger areas, whit higher temporal resolutions and lower
cost than traditional methods of grassland sampling.
In this study we analyzed the biometric parameters of three different land uses of the
Mediterranean grassland of Amplero (Abruzzo region, Italy): meadow (managed by harvesting
and grazing that is the typical management in Amplero and in Appenines areas), natural (areas
to exclude all external impacts) and pasture (used for animal grazing). Aim of this study has
been the evaluation of the potentiality of remote sensing in the prediction or of biometric
parameters, such as biomass and its partitioning, and LAI or Net Primary Productivity (NPP)
and carbon fluxes (Net Ecosystem Exchange, NEE; Gross primary productivity, GPP) of a
Mediterranean grassland. For this reason, we applied the following independent approaches:
agronomic destructive sampling inventory, hyperspectral radiometric measurements, satellite
images processing and micrometeorological methods.
We note that different management activities cause a broad variation in biomass dynamics.
Cutting/harvesting and grazing have the same effects on the ecosystem reducing the quantity of
available herbage and blocking the grassland growth. The effect of management on biomass
quantity and quality can be detected by hyperspectral indexes and its relationships with
investigated biometric parameters. Moreover, these relationships change also as consequence of
growing vegetation phase and for this reason can be performed for analyzing the vegetation
phenological status and characteristics of each type of managements present in the whole
grassland area of Amplero. Finally, the estimation of GPP using radiometric methods it is
possible to predict this variable both continuously and locally by CNR1 radiometer both
discontinuously but on a larger area by MODIS images.

Le praterie montane europee, che includono il territorio delle Alpi, degli Appennini e dei
Pirenei, sono soggette a cambiamenti relativamente veloci legati alle attività antropiche e alle
condizioni climatiche. Il loro ruolo nei cicli biogeochimici è ancora molto incerto e poco
conosciuto e, in più, esistono pochi casi di studio che riguardano le praterie montane
mediterranee. Lo studio delle praterie mediterranee, dunque, potrebbe introdurre nuove
informazioni sullo studio dell’intero ecosistema.
Le tecniche di telerilevamento consentono di ottenere informazioni sulla produttività, sulla
qualità e sulla quantità delle coperture vegetali con un’ampia risoluzione spaziale e temporale
ed a costi relativamente contenuti rispetto ai metodi tradizionali, basati sui rilievi di campo.
In questo studio sono stati analizzati i parametric biometrici di tre differenti tipologie d’uso del
suolo presenti nella prateria mediterranea di Amplero (Regione Abruzzo, Italia): meadow
(sfalciato), natural (prateria indisturbata che non viene nè pascolata nè sfalciata) e pasture
(pascolo) con l’obbiettivo di indagare le potenzialità del telerilevamento nel predire sia i
parametri biometrici, come la biomassa, il contenuto di biomassa viva e morta e il LAI, sia la
produttività primaria netta (NPP) e i flussi di carbonio (NEE, GPP) di questo ecosistema. A tale
scopo abbiamo applicato i seguenti approcci indipendenti: campionamento distruttivo, misure
radiometriche iperspettrali e multispettrali, elaborazioni d’immagini da satellite e metodo
micrometeorologico.
I risultati mostrano che i diversi utilizzi della prateria portano variazioni abbastanza ampie nella
dinamica della biomassa della vegetazione. Il taglio, l’asportazione dell’erba e il pascolamento
riducono la quantità di biomassa erbacea disponibile e bloccano la crescita della prateria.
L’effetto dell’uso del suolo sulla quantità e qualità della biomassa può essere investigato
utilizzando gli indici di vegetazione e le loro relazioni con i parametri biometrici misurati
direttamente in campo. Queste relazioni, inoltre, sono strettamente legate alla fase di crescita
della vegetazione e possono quindi essere utilizzate per analizzare lo stato fenologico della
vegetazione e le caratteristiche della copertura vegetale dei diversi tipi di gestione presenti in
tutta l’area di Amplero. Infine, utilizzando i metodi radiometrici è possibile predire il valore
della GPP sia in maniera continua e locale con il radiometro CNR1 sia in maniera discontinua
(per esempio ogni sedici giorni) ma su aree ampie con le immagini NDVI-MODIS.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia Forestale
URI: http://hdl.handle.net/2067/1981
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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