Il degrado dovuto alla perdita di produttività
La produttività del suolo è rappresentata dalla sua capacità produttiva e biologica, intesa come fonte di cibo, fibre e combustibile, a sostegno dell'uomo. La produttività primaria netta (NPP) è definita come la quantità netta di carbonio assimilata dopo la fotosintesi e la respirazione autotrofica in un determinato periodo di tempo ed è espressa in kg/ha/anno.
Lo standard internazionale per il calcolo della NPP (gC/m²/giorno) è stato stabilito nel 1999 dalla NASA in previsione del lancio del sensore MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) a partire da dati multitemporali di riflettanza delle superfici, tenendo conto delle varie tipologie climatiche e vegetazionali.
Uno degli indicatori più comunemente usati per valutare la NPP è l'Indice di vegetazione a differenza normalizzata (NDVI), calcolato utilizzando le informazioni dalle bande del rosso e del vicino infrarosso dello spettro elettromagnetico. Nel modello Trends Earth si utilizzano prodotti MODIS e AVHRR per calcolare integrali annuali di NDVI (riportato come NDVI annuale medio per semplicità di interpretazione dei risultati), che sono la base per calcolare gli indicatori di produttività.
La variazione del degrado del suolo dovuto alla perdita di produttività del territorio, è valutata utilizzando tre indicatori di cambiamento derivate dai dati delle serie temporali di NDVI: traiettoria, stato e performance.
L’indicatore della traiettoria misura il tasso di variazione della produttività primaria nel tempo. La traiettoria è calcolata tramite una regressione lineare a livello di pixel per identificare le aree in cui si verificano cambiamenti in NPP per il periodo in analisi: tendenze positive in NDVI indicano un potenziale miglioramento delle condizioni del terreno, mentre tendenze negative un potenziale degrado. L'indicatore dello stato di produttività consente di rilevare i recenti cambiamenti nella produttività primaria rispetto a un periodo di riferimento. I valori di NDVI del periodo considerato sono stati divisi in classi da 1 a 10 (dal valore più basso a quello più alto). Se la differenza tra il valore della classe del periodo di confronto e quello del periodo di riferimento in una data area è minore di -2, allora tale area viene identificata come potenzialmente in degrado, se è compreso tra -1 e 1 l’area risulta stabile, se è maggiore di 2 viene considerata in miglioramento.
L'indicatore di performance della produttività misura l’entità della produttività locale rispetto a tipologie di vegetazione, classi di copertura del suolo o regioni bioclimatiche simili in tutta l'area di studio. Il modello utilizza la combinazione unica di tipologia di suolo prevalente (a livello gerarchico di sottordini secondo il sistema USDA fornito da SoilGrids a una risoluzione di 250 m) e di copertura del suolo (37 classi di copertura del suolo fornite dall’ESA CCI a una risoluzione di 300 m) per definire queste aree di analisi.