Relazione tra fenologia del pascolo e indici vegetazionali da immagini satellitari in malghe dell’altopiano di Asiago

Identifying the correct period for summer transhumance is an important technical problem that can affect the level of the use, the quality and palatability of the grass ingested by the animals, as well as their welfare. Beginning the grazing in the correct time allows a greater and homogeneous use of the pasture, but also a balanced dietary intake between energy parts (fibre and reserve carbohydrates) and proteins. The correct period can be defined using the phenological stages of the vegetation and it is placed in springer time when the grasses are in the stage of “stem elongation", that is when they begin to lengthen the stems on which they bring the reproductive apparatus. However, the phenological trend is closely correlated with the stationary and meteorological conditions and the stem elongation stage can occur at different times depending on the influence of these factors. The study has the goal to relate the phenology of the pastures of the Asiago Plateau (VI, Italy), and in particular the stem elongation phase of the main gramineous plants, detected with field analysis, with the thermal sum values derived from calculations of measurements made by weather stations, and with the vegetation index NDMI, derived from satellite images "Sentinel - 2". The data used for the study are then divided into two categories: field data, collected through analysis of the phenology and height of grass species, and satellite data, collected through remote sensing techniques from satellite images. In the study the temporal trends of thermal sums and NDMI were first analysed. These trends were then related to the phenological phases using the BBCH scale. The results showed a temporal trend of the NDMI with a peak placed between the stem elongation phase and the end of the inflorescence emergence phase (phases 3,4 and 5 of the BBCH scale), while for the thermal sum there was a linear trend of growth over time. In the stem elongation phase the NDMI values are identified between 0.369 and 0.42 for the fertilize areas, while for the poor in nutrient areas the values are between 0.27 and 0.341. A certain volatility was found in the values of the thermal sum during the stem elongation phase and it was considered necessary to repeat the analysis in subsequent years, which were already underway in 2024. Using the same satellite images used for the calculation of the vegetational index, it was analysed the effectiveness of two methods that use remote-sensing data for the calculation of the beginning, the end and the duration of the growing season. These methods (Orusa method and MODIS Land Cover Dynamics) have been compared to the "ETCCDI Climate index", a reliable method able to calculate the same parameters using the temperature recorded in traditional weather stations. This analysis showed that satellite methods, especially the Orusa method, tend to be precise in calculating the beginning of the vegetative period, while they show problems in calculating the end of the vegetative season. Remote sensing methods tend to anticipate by tens of days the date of the vegetative season’s end, being them based only on the use of vegetational indices that respond to the amount of green and chlorophyll present in the plant. However, the Orusa method can be corrected empirically with field observations that allow to calibrate it by modifying the value of a specific coefficient φ. The results of the study, duly verified with the repetition of the field analysis (already in progress in 2024), can be used by the technicians involved in the management of the pastures to give live indications on the correct period for the beginning and the duration of the grazing period.

Individuare il corretto periodo di monticazione delle vacche in malga è un problema tecnico importante in quanto l’epoca di inizio alpeggio può influenzare il livello di utilizzazione, la qualità e l’appetibilità dell’erba ingerita dagli animali, nonché il loro benessere. Caricare una malga nel periodo corretto permette un utilizzo maggiore e più omogeneo del pascolo, ma anche un equilibrato apporto alimentare tra parti energetiche e proteiche. Il corretto periodo può essere definito in base allo stadio fenologico della vegetazione, in particolare esso si colloca nell’epoca della primavera in cui le graminacee si trovano nello stadio di “levata”, ovvero quando cominciano ad allungare i fusti sui cui porteranno gli apparati riproduttivi. L’andamento fenologico è però strettamente correlato con le condizioni stazionali e meteorologiche e lo stadio di levata può presentarsi in momenti diversi a seconda dell’influenza di questi fattori. Lo studio ha l’obiettivo di mettere in relazione la fenologia dei pascoli dell’Altopiano di Asiago, e in particolare lo stadio di levata delle graminacee principali, rilevate tramite analisi di campo, con i valori di somma termica, ricavati da elaborazioni di misure fatte da stazioni meteo, e con i valori dell’indice vegetazionale NDMI, ricavati dalle immagini satellitari “Sentinel – 2”. Nello studio sono stati analizzati in primo luogo gli andamenti temporali di somme termiche e NDMI. Tali andamenti sono stati poi messi in relazione con le fasi fenologiche secondo la scala BBCH. I risultati hanno mostrato un andamento temporale dell’NDMI con il picco collocato tra la levata e la fine della spigatura (fasi 3, 4 e 5 della scala BBCH), mentre per la somma termica si è registrato un andamento lineare di crescita nel tempo. Nella fase di levata, sono stati individuati valori di NDMI compresi tra 0,369 e 0,42 per quanto concerne i pascoli pingui, mentre per le aree magre i valori sono compresi tra 0,27 e 0,341. Relativamente ai valori di somma termica registrati nella fase di levata si è trovata una certa variabilità, tanto che si è ritenuto necessario ripetere le analisi in anni successivi, attività del resto già in corso nel 2024. Utilizzando le stesse immagini satellitari impiegate per il calcolo dell’indice vegetazionale, è stata analizzata l’efficacia di due metodi che prevedono l’utilizzo di dati telerilevati per il calcolo dell’inizio, della fine e della durata della stagione vegetativa. Questi metodi (metodo Orusa e MODIS Land Cover Dynamics) sono stati paragonati al “ETCCDI Climate index”, metodo affidabile in grado di calcolare gli stessi parametri a partire dalla temperatura registrata in stazioni meteo tradizionali. Questa analisi ha mostrato che i metodi satellitari, in particolar modo il metodo Orusa, tendono a essere precisi nel calcolo dell’inizio del periodo vegetativo, mentre mostrano delle problematiche nel calcolo della fine della stagione vegetativa. I metodi da telerilevamento tendono infatti ad anticipare di decine di giorni la data di conclusione della stagione vegetativa, essendo essi basati solo sull’utilizzo di indici vegetazionali che rispondono alla quantità di verde e di clorofilla presente nella pianta. Il metodo Orusa può essere però corretto empiricamente con osservazioni di campo che consentono di tararlo modificando il valore di un apposito coefficiente φ. I risultati dello studio, opportunamente verificati con le ripetizioni dei rilievi di campo già in corso nel 2024, possono essere utilizzati dai tecnici addetti alla programmazione della gestione delle malghe per dare indicazioni in tempo reale sul periodo ottimale di inizio pascolamento e sulla durata dello stesso.