gestione sostenibile
Protezione del suolo
durante le utilizzazioni
forestali
Prima parte: suoli, danni e indicatori
di Peter Lüscher
Fritz Frutig
Stéphane Sciacca
Sandra Spjevak
Oliver Thees
Un articolo per informare e sensibilizzare gli operatori e i tecnici forestali
sull’importanza della protezione del suolo dai danni che i mezzi impiegati nelle
utilizzazioni possono arrecare. In particolare in questa prima parte si descrivono: le caratteristiche dei suoli forestali, le conseguenze dei danni fisici e gli
indicatori per riconoscere vulnerabilità e idoneità dei lavori. Nella seconda
parte verranno invece affrontati i ruoli e le responsabilità dei vari attori coinvolti
e le misure da attuare a livello pianificatorio, tecnico ed esecutivo.
Il suolo è una risorsa non rinnovabile e un elemento fondamentale per la vita delle generazioni future, per questo
la sua protezione riveste un significato tutto particolare.
I suoli forestali sono sempre più spesso sottoposti a
minacce di origine antropica e i principali rischi, legati a
particolari condizioni atmosferiche, si hanno proprio nei
periodi in cui normalmente si effettuano le utilizzazioni
forestali. Tutto ciò può causare gravi e durature perturbazioni della fertilità con pesanti conseguenze sulla
funzionalità della foresta e sul suo uso sostenibile. Per
questi motivi la protezione fisica del suolo è considerata a pieno titolo nella Legge svizzera sulla protezione
dell'ambiente naturale.
aria, il cui approvvigionamento è vitale per le radici delle
piante e di conseguenza indispensabile per la fertilità del
suolo. Una riduzione di fertilità ha, come diretta conseguenza, una riduzione della produttività del bosco il cui
mantenimento è ovviamente di primario interesse per i
Suoli forestali
La presenza di suoli sani è la condizione necessaria per
la conservazione, nel suo insieme, della sostenibilità
in foresta. Questi rappresentano un sistema con una
notevole capacità di autoconservazione e garantiscono
così lo svolgimento delle differenti funzioni richieste alle
foreste. Il passaggio di mezzi pesanti sul suolo forestale
in cattive condizioni di umidità provoca, nella maggior
parte dei casi, solchi profondi e persistenti che determinano gravi perturbazioni alle funzioni del suolo (Foto 1).
Una riduzione del volume dei pori e dei collegamenti
tra di essi incide sulla capacità di trasportare acqua e
Foto 1 - Il passaggio di mezzi causa compattazione e deformazioni del suolo. L'obiettivo della
protezione fisica dei suoli è di diminuire queste perturbazioni grazie a specifiche misure.
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box 1 - il suolo nella normativa elvetica
La protezione del suolo è normata dalla Legge sulla Protezione dell'Ambiente naturale (LPA) attraverso la conservazione duratura della
fertilità (art. 1 LPA). Allo stesso modo, la capacità di conservazione di una foresta, in quanto biocenosi tipica per una determinata stazione,
deve essere garantita in modo continuo nel tempo attraverso la rinnovazione naturale. Sulla base dell'Ordinanza sui Danni al Suolo (ODS
- art. 2), ciò significa anche che la crescita delle radici di specie forestali, adatte ad una determinata stazione, non può essere condizionata
se non da limiti naturali. Nel suolo deve essere anche presente un’attività biologica che possa operare, senza intralci, la decomposizione
dei residui vegetali in funzione delle condizioni di una data stazione. Quando un soprassuolo viene utilizzato, i veicoli, le macchine e le
attrezzature devono essere scelti ed usati tenendo in considerazione lo stato di umidità del suolo, per prevenirne la compattazione che
costituisce una seria minaccia al mantenimento della fertilità (art. 6 ODS). La legislazione forestale svizzera prevede anch’essa che i Cantoni
prendano misure necessarie per prevenire danni alle foreste riducendo i carichi fisici sul suolo. Secondo l'Ordinanza sulle Foreste (OF),
si definiscono “danni alle foreste” tutto ciò che mette in pericolo la conservazione della foresta tra cui (art. 28 OF)i carichi fisici sul suolo.
Inoltre, secondo la Legge Forestale federale (LF), i Cantoni devono emanare le prescrizioni in materia forestale tenendo conto delle esigenze
di una selvicoltura prossima alla natura (art. 20 LF). Quindi, chiunque, in occasione dell’utilizzazione di un bosco, mancherà alla sua
responsabilità, anche per negligenza, intervenendo in modo da provocare una forte compattazione del suolo, agirà contro la Legge. Questa
infrazione penale è sanzionata ai sensi dell’articolo 61 della LPA.
Concrezioni di manganese - Le piccole macchie da viola scuro a
nero caratterizzano il livello di idromorfia più debole.
Marmorizzazione / colorazioni rosso pallido - Queste colorazioni
di piccole dimensioni sono composte da un'alternanza di zone pallide
e di zone colore ruggine dovute alle variazioni locali della densità.
Macchie di ruggine - Le macchie di ruggine diffuse indicano
problemi di aerazione di media durata.
Fenomeni di riduzione - I colori grigio-blu appaiono là dove i pori
del suolo sono saturati costantemente di acqua.
L
L
Of
Ah
Of
Oh
Ah
Oh
Ah
La forma di humus Mull (L/Ah) è determinata da
un'intensa attività biologica accompagnata da una
rapida degradazione della lettiera e da una stretta
mescolanza della sostanza organica e della materia
minerale fine (processo che dura in media da uno
a due anni). Questo tipo di suoli di superficie è
generalmente ricco di elementi nutritivi e, grazie
alla sua granulometria, ha generalmente un regime
ottimale di acqua e di aria.
Il Moder (L/Of/[Oh]/Ah) si forma principalmente
in foreste di latifoglie e di conifere con debole strato
erbaceo e suoli di superficie relativamente poveri di
elementi nutritivi, o là dove il clima è freddo-umido
(stato di sviluppo tra il Mull ed i Mor).
Il Mor o humus grezzo (L/Of/Oh/Ah) è una forma
di humus tipico dei suoli di superficie estremamente
poveri di elementi nutritivi, a granulometria grossolana e
sotto una copertura vegetale che produce una lettiera
coriacea e difficile da decomporre. Foreste di conifere
dense favoriscono la formazione di questa forma di
humus così come un clima freddo ed umido. I differenti
orizzonti umiferi sono chiaramente riconoscibili.
Foto 3 - L’idromorfia è un’indicazione sullo stato di aerazione del suolo. Le cause all'origine di una permeabilità limitata all'acqua
possono essere legate al passaggio di mezzi pesanti, ma anche alle naturali condizioni negli orizzonti inferiori.
Habitat per molti organismi
Foto 2 - Forme tipiche di humus in foresta. Per proteggere il suolo forestale è importante conoscerne la struttura. Le forme di humus ci danno delle indicazioni
sulla suscettibilità al danno dei suoli al passaggio di mezzi forestali e sulla loro capacità di rigenerazione.
proprietari forestali. Sono però minacciate anche altre
funzioni ambientali della foresta, come la protezione del
clima e la protezione della qualità dell'acqua potabile
che sono d’interesse generale per la società.
Anche la rinnovazione naturale è molto condizionata
dalle caratteristiche del terreno nella fase di germinazione e di sviluppo delle radici. L’utilizzo sostenibile
della risorsa legno implica, per motivi economici, l'uso
di processi di lavorazione efficaci che però spesso
contrastano con l’esigenza di mantenere il suolo forestale sano nel tempo. Il peso elevato dei mezzi e delle
attrezzature forestali comporta una notevole pressione
in corrispondenza di ciascuna ruota, ciò costituisce un
rischio di danni durante le attività di utilizzazione ed
esbosco del legame. Questa problematica sta attirando
sempre più l’attenzione del livello politico (Programma
Forestale Svizzero del 2004), ma vi è ancora una inadeguata applicazione della normativa vigente (Box 1) e
delle conoscenze scientifiche più recenti.
Tutto ciò dovrebbe essere superato affinché la risorsa
“suolo forestale”, sia preventivamente tutelata conservandone la capacità produttiva. La sfida sta nello
sviluppare un sistema di gestione della qualità che
soddisfi le esigenze di sostenibilità e sia destinato ad
essere introdotto sia a livello di impresa che di amministrazione.
Che cosa è un suolo
Il suolo formano lo strato superficiale della crosta
terrestre, il cui spessore va dalla superficie fino alla
roccia madre. Il suolo è il risultato di un'alterazione
delle rocce e di una trasformazione della sostanza
organica; esso è composto da costituenti solidi (minerali ed organici) con specifiche proprietà e da vuoti, o
pori, occupati da acqua e aria. I pori permettono uno
scambio di materie e di energia tra: costituenti solidi,
roccia madre, atmosfera, idrosfera, nonché tra esseri
viventi del suolo e piante.
Funzioni del Suolo
Substrato per le piante
Il suolo costituisce il luogo di crescita delle piante,
offrendo loro la possibilità di radicamento e di approvvigionamento di acqua ed elementi nutritivi. La fertilità
è di conseguenza la caratteristica più significativa di
un suolo per la vegetazione che deve adattarsi alle
condizioni naturali dell’ambiente. In selvicoltura, come
Foto 4 - Solco con evidente idromorfia. I colori di riduzione, grigioblu, e le macchie color ruggine, indicano un'aerazione limitata del
suolo. Il passaggio di mezzi pesanti è all'origine della riduzione del
volume dei pori e dell'interruzione delle connessioni.
in agricoltura, le caratteristiche del suolo sono la base
della produttività.
Tampone e filtro
I suoli possiedono un elevato potere tampone contro
l'acidificazione e formano per di più un filtro efficace
contro le sostanze inquinanti che possono contaminare
la falda freatica e compromettere la qualità dell'acqua
potabile. Questa capacità di filtro permette a molte di
queste sostanze, come i metalli pesanti, di essere stoccate a lungo nel suolo e di ritornare poi nella biosfera
attraverso il ciclo degli elementi nutritivi.
Il suolo rappresenta l’habitat di numerosi organismi
viventi come: batteri, acari, insetti, nematodi, vermi,
funghi, ecc. Tutti questi organismi svolgono importanti
funzioni nella decomposizione, trasformazione e riorganizzazione della materia organica; essi partecipano
anche all'alterazione delle rocce e alla mobilitazione dei
micronutrienti attraverso la secrezione di acidi organici.
In particolare: i funghi micorrizanti facilitano l'assorbimento di acqua e di elementi nutritivi a molte piante tra
cui molte specie arboree forestali; i lombrichi contribuiscono alla formazione dei complessi argillo-umici, così
come di altri tipi di strutture utili nel suolo.
Struttura del suolo
Orizzonti umiferi e forme di humus
I residui organici sono trasformati in modo più o meno
rapido dagli organismi del suolo in funzione del grado
di attività biologica. Questo dà luogo a diversi livelli di
decomposizione definiti come orizzonti umiferi:
• Ol orizzonte costituito interamente di lettiera fresca
non trasformata;
• Of orizzonte dove i residui vegetali sono frammentati
e fermentati;
• Oh orizzonte in cui la sostanza organica è, nel suo
insieme, già decomposta in humus.
Le forme di humus (Foto 2) sono definite sulla base della
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Orizzonti minerali
Prima del passaggio del mezzo
Dopo il passaggio del mezzo
Cedimento
Taglio
Impastatura
Figura 1 - Il passaggio di mezzi forestali provoca delle modificazioni nel terreno. Il
cedimento del suolo ha come conseguenza la riduzione del volume dei pori larghi. I pori
del suolo sono, nel caso di un taglio, spostati gli uni rispetto agli altri e non comunicano.
Impastatura significa che la struttura del suolo è completamente distrutta (fonte: Tobias et
al. 1999, modificato).
successione di questi orizzonti e del loro spessore. Il Mull
è il risultato di una decomposizione veloce della componente vegetale e della profonda mescolanza della materia
organica trasformata con la materia minerale fine. Il Mor
o humus grezzo si distingue per avere orizzonti umiferi
spessi e per una debole incorporazione negli orizzonti
minerali inferiori, riflettendo una limitata attività biologica
del suolo. La forma di humus Moder rappresenta una
situazione intermedia. La forma di humus è, per una data
stazione, un indicatore della capacità di trasformazione
degli elementi nutritivi nel suolo e, di conseguenza, del
suo grado di attività biologica. Eventuali perturbazioni
potrebbero bloccare la trasformazione, e quindi la disponibilità, di elementi nutritivi cosa che, nel caso di perturbazioni particolarmente gravi, minaccia la funzione di “letto di
germinazione” fondamentale per la rinnovazione naturale
del bosco. Le forme di humus danno una prima indicazione sulla sensibilità dei suoli al passaggio di macchinari.
Contenuto idrico
del suolo...
Tipo 1
il collegamento tra essi, ciò interessa particolarmente i
pori più larghi, responsabili dell'infiltrazione di acqua e
aria nello spazio radicale (Figura 1). Le condizioni di vita
per le radici e gli organismi del suolo peggiorano quindi
notevolmente la compattazione e la minore disponibilità
di aria ed acqua impediscono alle radici di penetrare nel
suolo e di sfruttarlo in modo ottimale. I processi naturali
di rigenerazione non sono in grado di portare miglioramenti se non in tempi molto lunghi.
Gli orizzonti minerali sono divisi in tre gruppi:
• orizzonti superiori o suolo di superficie (orizzonte A);
• orizzonti sottostanti chiamati orizzonti inferiori (orizzonte B);
• roccia madre che si trova al di sotto (orizzonte C).
Gli orizzonti A, B e C sono costituiti principalmente da
componenti minerali. Negli orizzonti superiori, chiamati
orizzonti organo-minerali, la materia organica è mescolata alla materia minerale. Più è elevata la percentuale
di materia organica negli orizzonti superiori, più i suoli
saranno sensibili alla compattazione e di conseguenza
al passaggio dei mezzi e delle attrezzature. La compattazione ha delle ripercussioni fino all'orizzonte inferiore
la cui capacità di rigenerazione è limitata.
Tipologie di solchi - Indicatori per la protezione del suolo
Caratteristiche idromorfiche
Se la capacità di conduzione dei pori è debole e
discontinua si verificano dei processi di ossido-riduzione che risultano ben visibili nei suoli (Foto 3). La
profondità di questi processi, così come le loro caratteristiche, sono indicative dello stato di aerazione della
zona esplorata dalle radici, in particolare del suo stato
di idromorfia. Possono verificarsi differenti fenomeni le
cui caratteristiche sono funzione della durata delle fasi
di saturazione idrica e di altri problemi di aerazione. Il
fenomeno più debole è caratterizzato da concrezioni di
manganese che prendono la forma di piccole macchie
di colore viola scuro fino a nero, mentre l'apparizione
di colorazioni rosso pallido (marmorizzazione) indica
orizzonti influenzati dalla presenza di zone di ristagno
localizzato(1). La presenza di macchie diffuse di diversa
grandezza (dal millimetro al centimetro) e color ruggine
indica problemi di aerazione media, mentre una man(1) Falde sotterranee libere, generalmente di modeste
dimensioni, stagnanti al di sopra di una zona non satura.
Foto 5 - Un solco di tipo 3 provoca una perturbazione di lunga
durata della fertilità dei suoli e di conseguenza rappresenta un
danno ecologico.
canza permanente di ossigeno nel suolo si evidenzia per
l'apparizione di grandi macchie grigio-blu, là dove i pori
del suolo sono saturi continuamente di acqua (Foto 4).
In queste condizioni di saturazione è praticamente
impossibile il radicamento. Tali situazioni di limitata permeabilità, da cui si originano zone di ristagno, possono
essere causate dal passaggio di mezzi ed attrezzature
forestali, ma possono apparire anche naturalmente
negli orizzonti inferiori.
Modificazioni del suolo
causate da azioni meccaniche
Il passaggio di mezzi forestali provoca la compattazione e la deformazione del suolo che ha come
conseguenza la perturbazione delle sue funzioni. Il
volume dei pori infatti diminuisce e spesso interrompe
Granulometria
profondità minore
a 10 cm
Le modifiche della struttura del terreno causate dal
passaggio dei mezzi forestali sono deducibili dal tipo di
solco che si può osservare superficialmente dopo il loro
passaggio. La Figura 2 mostra una “tipologia di solchi”
elaborata per l'applicazione pratica della protezione
fisica del suolo; questa si basa sulle attuali conoscenze
scientifiche delle relazioni tra le caratteristiche esterne
di un solco e la funzionalità del suolo. Su questa base,
è stato definito un tipo di solco la cui apparizione è
un segnale inequivocabile della presenza di un danno
ecologico nel suolo (tipo 3).
Questo metodo risulta di semplice applicazione in foresta per tutti gli operatori, infatti: se compaiono solchi di
tipo 3, i lavori forestali devono essere sospesi!
• Solco tipo 1 è dovuto a una pressione esercitata sugli orizzonti umiferi e prende la forma delle
impronte delle ruote; questo tipo di solco ha una
profondità inferiore a 10 cm.
• Solco tipo 2 è una vera e propria deformazione
plastica che interessa profondità maggiori, generalmente inferiore a 10 cm, e che raggiunge l'orizzonte
A (orizzonte di colore scuro di mescolanza organominerale). È possibile anche che si formino cuscinetti laterali dovuti alla pressione laterale degli orizzonti
superiori (orizzonti A).
Grado d'idromorfia
orizzonti umiferi
suolo di superficie
...inferiore o uguale
al limite di plasticità
strati inferiori
Tipo 2
profondità inferiore a 10 cm
nella maggior parte dei casi
presenza limitata di cuscinetti
laterali dovuti alla pressione
laterale dei pneumatici
sabbia
limo
argilla
Contenuto di residuo roccioso
basso
alto
Contenuto di sostanza organica
orizzonti umiferi
suolo di superficie
...compreso tra il
limite di plasticità e
quello di liquidità
strati inferiori
Tipo 3
profondità superiore
a 10 cm
presenza evidente di cuscinetti laterali dovuti alla fluidificazione del suolo
basso
alto
orizzonti umiferi
...superiore o
uguale al limite di
liquidità
Figura 2 - Tipologia visuale dei solchi in funzione delle modifiche indotte nel terreno.
alto
Vulnerabilità dei suoli
al passaggio dei mezzi forestali
suolo di superficie
strati inferiori
basso
Pendenza
bassa
<15%
15-30%
alta
>30%
Figura 3 - Influenza di alcune caratteristiche del suolo e della pendenza sulla suscettibilità al danno al passaggio di mezzi forestali.
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Resistenza alla penetrazione (MPa)
suolo non perturbato
solco dopo un passaggio
Profondità (m)
solco dopo più passaggi
La compattazione
del suolo dovuta al
passaggio dei mezzi
è rilevabile fino a
questa profondità
non compattato
compattato
molto compattato
Figura 4 - Una forte pressione meccanica ha ripercussioni anche in profondità. La
compattazione del suolo derivata viene misurata grazie a una sonda che è in grado di
determinare la resistenza del suolo alla penetrazione. In figura si confrontano: un suolo non
perturbato, un suolo solcato da un solo passaggio e quello ottenuto in seguito di molti
passaggi di mezzi pesanti. In tutti e tre i casi si ha lo stesso contenuto idrico lungo la
profondità considerata.
• Solco tipo 3 (Foto 5), è definito da un insieme di
tre caratteristiche che devono essere tutte presenti:
- profondità del solco spesso superiore a 10 cm;
- raggiungimento degli orizzonti inferiori (orizzonte B);
- presenza evidente di cuscinetti laterali.
Da notare che il solco di tipo 3 non solo ha maggiori
profondità rispetto ai tipi 1 e 2, ma anche delle caratteristiche diverse lateralmente.
Il rilievo dei tipi di solchi lungo le piste forestali permette
di valutare la qualità del lavoro e, all’occorrenza, di
prendere idonei provvedimenti.
Vulnerabilità dei suoli
La suscettibilità di un suolo alla compattazione e alla
deformazione dipende dal suo contenuto idrico al
momento del passaggio di mezzi pesanti e, di conseguenza, è strettamente correlata alle condizioni climatiche. Gli altri fattori importanti ai fini della resistenza
alla compattazione sono: la granulometria, la frazione
grossolana (tenore di materiali pietrosi), la presenza di
idromorfia, il tasso di materia organica e la pendenza.
Più il contenuto d’acqua aumenta e più le forze di attrito
tra le particelle del suolo diminuiscono, riducendo così
la sua capacità portante. In linea generale, su suoli
permeabili (per esempio sabbiosi) dopo precipitazioni
d’intensità media è necessario aspettare tre giorni
senza pioggia prima di poter circolare con i mezzi
forestali. Decisamente meno vulnerabili sono i suoli a
granulometria grossolana e/o a elevato contenuto di
materiali rocciosi e a basso tasso di materia organica
negli orizzonti superiori; mentre presentano un rischio
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potenzialmente più elevato i suoli a granulometria
fine e/o a basso contenuto di componente detritica e
con elevato tasso di materia organica negli orizzonti
superiori.
La vulnerabilità dei suoli si accentua anche con l'aumento della pendenza, mentre suoli gelati sono poco
sensibili al passaggio dei mezzi.
La Figura 3 mostra come le diverse caratteristiche
dei suoli influenzano la loro suscettibilità alla compattazione. Anche le caratteristiche tecniche del mezzo
utilizzato (peso, tipi di pneumatici, ecc…) sono determinanti per definire se un suolo è praticabile o meno in
determinate condizioni.
Le conseguenze del passaggio di macchine ed attrezzature forestali si ripercuotono non solo negli orizzonti
superiori del suolo, ma anche in profondità. Delle
ricerche condotte con uno strumento in grado di misurare la resistenza alla penetrazione di un suolo, hanno
messo in evidenza un aumento della resistenza fino a
70-80 cm di profondità (Figura 4).
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Autori: Peter Lüscher, Fritz Frutig, Stéphane Sciacca, Sandra Spjevak,
Oliver Thees WSL Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il
paesaggio, Birmensdorf (Svizzera).
E-mail: [email protected]
Parole chiave: Gestione sostenibile, pedologia, suolo forestale, utilizzazioni, danno, solco, WSL Svizzera.
Abstract: Forest soils protection during utilization.
This paper is about the importance of forest soils and the damages that
can be caused by forest machines used for loggings. The aim is to make
aware forest operators and technicians and to inform them about the best
solutions to assure the physical protections of the soils.
Ringraziamenti: Si ringrazia l'Istituto Federale di Ricerca WSL di
Birmensdorf (Svizzera) per averci gentilmente concesso la pubblicazione dell'articolo originalmente presente nella serie "Merkblatt fuer
die Praxis" n°45, Giugno 2009. Per maggiori informazioni sulle attività
editoriali e di ricerca del WSL contattare Istituto Federale di ricerca
WSL, CH-8903 Birmensdorf Svizzera. Tel. 0041.44.7392111, fax
0041.44.7392215. Sito internet www.wsl.ch/publication. Per ordinare
le pubblicazioni scrivere alla mail [email protected].
Traduzione a cura di Silvia Bruschini.
Nota: La "Bibliografia consigliata" verrà riportata per intero con la
pubblicazione della seconda parte.
