L'inquinamento da fertilizzanti misura i tassi di applicazione di fertilizzanti agricoli -- Azoto (N), Fosforo (P) e Potassio (K) -- e stima la frazione che sfugge al sistema agricolo diventando inquinamento ambientale. L'indicatore fornisce informazioni quantitative sull'impatto dell'agricoltura intensiva su tre fenomeni interconnessi: eutrofizzazione di corpi idrici superficiali, contaminazione delle falde acquifere per lisciviazione dei nitrati, ed emissioni di gas serra (N2O) derivate dalla denitrificazione e volatilizzazione dell'azoto.
L'azoto e il nutriente con le conseguenze ambientali piu severe: fino al 50% dell'azoto applicato puo disperdersi nell'ambiente tramite lisciviazione, volatilizzazione come ammoniaca (NH3) e denitrificazione in protossido di azoto (N2O), un gas con potere climalterante 265 volte superiore a quello della CO2 (Galloway et al., 2008). Il fosforo, pur meno mobile, e il principale responsabile dell'eutrofizzazione dei laghi e dei corsi d'acqua lenti. Il potassio contribuisce alla salinizzazione e degradazione della struttura del suolo in caso di eccesso.
La piattaforma presenta questo KPI attraverso un indicatore a gauge con selettore del nutriente (N, P, K), un grafico di confronto sito-controllo e tre layer mappa separati -- uno per ciascun elemento nutritivo.
Il KPI utilizza il dataset NPKGRIDS (Global Fertilizer Application Rates) della University of Minnesota / Global Landscapes Initiative (Ludemann et al., 2022), a risoluzione 10 km. Il dataset fornisce tassi di applicazione separati per 175 classi di colture aggregate a livello globale per l'anno di riferimento 2020:
Frazioni di perdita applicate per stimare la porzione di ciascun nutriente che diventa inquinamento ambientale:
| Nutriente | Frazione di perdita | Meccanismi principali |
|---|---|---|
| Azoto (N) | 50% | Lisciviazione nitrati, volatilizzazione NH3, denitrificazione N2O |
| Fosforo (P) | 15% | Erosione superficiale, runoff agricolo |
| Potassio (K) | 30% | Lisciviazione, percolazione in profondita |
Formula: Inquinamento N = Tasso di applicazione totale N x 0,50
Formula: Inquinamento P = Tasso di applicazione totale P x 0,15
Formula: Inquinamento K = Tasso di applicazione totale K x 0,30
Il calcolo genera tre layer separati, ciascuno rappresentante la quantita stimata di nutriente disperso nell'ambiente (in kg/ha/anno) entro e attorno al poligono di studio. I dati raster vengono interpolati bilinearmente (fattore 6, da ~10 km a ~1,67 km) e visualizzati con una colormap verde-rosso con correzione gamma (gamma = 0,4) per enfatizzare le aree ad alto inquinamento.
| Fonte | Provider | Copertura | Risoluzione | Periodo |
|---|---|---|---|---|
| NPKGRIDS v4 -- Global Fertilizer Application Rates (WRD_NPKGR_20) | University of Minnesota / Global Landscapes Initiative | Globale | 10 km | 2020 |
Indicatore a Gauge. Un grafico ad arco semicircolare (CaRoiChart) che mostra il livello di inquinamento da fertilizzanti del sito per il nutriente selezionato, con confronto con l'area di controllo.
Scopo: Mostrare a colpo d'occhio quanto l'inquinamento da fertilizzanti influenzi il sito per un dato nutriente (Azoto, Fosforo o Potassio) e come si confronta con l'area di controllo circostante.
Descrizione: L'intestazione della scheda mostra il badge sotto-argomento "Inquinamento" e un'icona tooltip informativa. Sotto l'intestazione, un menu a tendina consente di scegliere l'elemento nutritivo: Azoto (N), Fosforo (P) o Potassio (K). L'arco del gauge e diviso in cinque segmenti colorati dal verde (basso inquinamento) al rosso (alto inquinamento), con lancette separate per il sito (ROI) e l'area di controllo (CA). Il valore attuale di inquinamento in kg/ha e mostrato numericamente.
Come viene calcolato: Il valore mostrato e la media dell'inquinamento stimato per il nutriente selezionato all'interno del poligono del sito. Viene calcolato sommando i tassi di applicazione delle 175 classi di colture dal dataset NPKGRIDS, quindi moltiplicando per la frazione di perdita (N: 50%, P: 15%, K: 30%). Il valore dell'area di controllo e calcolato allo stesso modo per il poligono di riferimento circostante.
Nota: Questo indicatore e invertito -- valori piu bassi indicano condizioni migliori.
Legenda: La scala di qualita differisce per ciascun nutriente. Di seguito i range per l'Azoto (il piu impattante):
| Livello | Range (kg/ha) -- Azoto | Colore | Significato |
|---|---|---|---|
| A | 0 -- 100 | ■ #00A67A | Impatto minimo; pratiche agricole sostenibili o aree naturali |
| B | 100 -- 300 | ■ #00DF80 | Basso-moderato impatto; agricoltura con gestione migliorabile |
| C | 300 -- 700 | ■ #FFD21E | Pressione significativa; ecosistemi in stato di stress |
| D | 700 -- 1.500 | ■ #FF8B16 | Elevato carico azotato; habitat acquatici gravemente a rischio |
| E | > 1.500 | ■ #FF367F | Inquinamento azotato estremo; forte rischio eutrofizzazione e N2O |
Esempio di interpretazione:
Se il gauge mostra 450 kg/ha per l'Azoto (grado C, giallo), significa che l'inquinamento azotato stimato da fertilizzanti e moderato -- il sito e sotto una significativa pressione agricola, con una porzione rilevante di azoto applicato che sfugge nell'ambiente tramite lisciviazione e volatilizzazione. Selezionando il Fosforo si potrebbe vedere 85 kg/ha (grado C), indicando un rischio moderato di runoff fosfatico che contribuisce all'eutrofizzazione dei corpi idrici vicini.
Diagramma a Bolle. Un grafico di confronto sito-controllo che mostra il livello di inquinamento da fertilizzanti sia per il sito monitorato (ROI) che per l'area di controllo circostante (CA).
Scopo: Consentire all'utente di confrontare l'inquinamento da fertilizzanti del sito con il paesaggio circostante e determinare se il sito e piu o meno influenzato dagli apporti nutritivi agricoli rispetto ai suoi dintorni.
Descrizione: Il grafico mostra i valori appaiati per il sito e l'area di controllo per l'elemento nutritivo selezionato. Il nutriente selezionato e controllato dal menu a tendina sulla scheda del gauge sopra. La descrizione riporta "Confronto inquinamento da fertilizzanti sito-controllo".
Come viene calcolato: Ogni valore rappresenta la media dell'inquinamento stimato per il rispettivo poligono (sito o controllo) per il nutriente selezionato. Entrambi utilizzano gli stessi dati NPKGRIDS, frazioni di perdita e metodologia di interpolazione bilineare.
Nota: Questo indicatore e invertito -- valori piu bassi indicano condizioni migliori.
Esempio di interpretazione:
Se il sito mostra 450 kg/ha e l'area di controllo mostra 520 kg/ha per l'Azoto, il sito monitorato ha un inquinamento da azoto leggermente inferiore rispetto ai dintorni -- un segnale relativamente positivo, anche se entrambe le aree sono sotto una significativa pressione da fertilizzanti (grado C).
Layer Mappa. Un overlay interattivo sulla mappa che mostra la distribuzione spaziale dell'inquinamento stimato da fertilizzanti azotati, derivato dal dataset NPKGRIDS.
Scopo: Fornire una visione spazialmente risolta dell'inquinamento da azoto da applicazione di fertilizzanti nell'area del sito e dintorni, identificando gli hotspot di intensita agricola.
Descrizione: Quando il chip "Azoto (N)" e selezionato nella categoria Inquinamento del pannello mappa, il raster dell'inquinamento azotato viene visualizzato sopra la mappa di base. Il pannello legenda mostra il nome del nutriente e una barra a gradiente di colore continuo dal verde (basso inquinamento) al rosso (alto inquinamento). Sono disponibili uno slider di opacita e un pulsante di download.
Come viene calcolato: Il raster e prodotto sommando i tassi di applicazione dell'azoto per tutte le 175 classi di colture dal dataset NPKGRIDS, applicando la frazione di perdita del 50%, interpolando bilinearmente e visualizzando con colormap verde-rosso (gamma = 0,4).
Nota: Questo indicatore e invertito -- valori piu bassi indicano condizioni migliori.
Legenda: Gradiente di colore continuo verde-rosso con correzione gamma (gamma = 0,4). La scala comprime le aree a basso inquinamento ed enfatizza gli hotspot critici. Range: da 0 a circa 9.720 kg/ha (tasso di applicazione grezzo prima della frazione di perdita).
Esempio di interpretazione:
Se la mappa mostra rosso intenso su un'ampia pianura agricola e verde su un'area montuosa adiacente, il contrasto spaziale rivela l'impatto localizzato dell'agricoltura intensiva sull'inquinamento azotato -- le aree con alti tassi di fertilizzazione sono chiaramente distinguibili dalle zone naturali o a bassa intensita.
Layer Mappa. Un overlay interattivo sulla mappa che mostra la distribuzione spaziale dell'inquinamento stimato da fertilizzanti fosfatici, derivato dal dataset NPKGRIDS.
Scopo: Visualizzare i pattern di inquinamento da fosforo nell'area del sito e dintorni, identificando le zone ad alto rischio di eutrofizzazione per i corpi idrici vicini.
Descrizione: Quando il chip "Fosforo (P)" e selezionato nella categoria Inquinamento del pannello mappa, il raster dell'inquinamento fosfatico viene visualizzato sopra la mappa di base. Il pannello legenda mostra il nome del nutriente e una barra a gradiente di colore continuo.
Come viene calcolato: Il raster e prodotto sommando i tassi di applicazione del fosforo per tutte le 175 classi di colture dal dataset NPKGRIDS, applicando la frazione di perdita del 15%, interpolando bilinearmente e visualizzando con colormap verde-rosso (gamma = 0,4).
Nota: Questo indicatore e invertito -- valori piu bassi indicano condizioni migliori.
Legenda: Gradiente di colore continuo verde-rosso con correzione gamma (gamma = 0,4). Range: da 0 a circa 1.598 kg/ha (tasso di applicazione grezzo prima della frazione di perdita).
Esempio di interpretazione:
Se la mappa mostra toni arancio-rossi sopra risaie irrigate e verdi sul pascolo circostante, il pattern di inquinamento da fosforo evidenzia la maggiore domanda di fertilizzanti della risicoltura intensiva, che produce un rischio maggiore di runoff fosfatico nei canali di drenaggio e corsi d'acqua.
Layer Mappa. Un overlay interattivo sulla mappa che mostra la distribuzione spaziale dell'inquinamento stimato da fertilizzanti potassici, derivato dal dataset NPKGRIDS.
Scopo: Visualizzare i pattern di inquinamento da potassio nell'area del sito e dintorni, identificando le zone in cui l'eccesso di potassio puo contribuire alla salinizzazione del suolo e alla contaminazione delle acque.
Descrizione: Quando il chip "Potassio (K)" e selezionato nella categoria Inquinamento del pannello mappa, il raster dell'inquinamento potassico viene visualizzato sopra la mappa di base. Il pannello legenda mostra il nome del nutriente e una barra a gradiente di colore continuo.
Come viene calcolato: Il raster e prodotto sommando i tassi di applicazione del potassio per tutte le 175 classi di colture dal dataset NPKGRIDS, applicando la frazione di perdita del 30%, interpolando bilinearmente e visualizzando con colormap verde-rosso (gamma = 0,4).
Nota: Questo indicatore e invertito -- valori piu bassi indicano condizioni migliori.
Legenda: Gradiente di colore continuo verde-rosso con correzione gamma (gamma = 0,4). Range: da 0 a circa 3.266 kg/ha (tasso di applicazione grezzo prima della frazione di perdita).
Esempio di interpretazione:
Se la mappa mostra un verde-giallo prevalente nell'area di studio con chiazze rosse isolate vicino a frutteti, il pattern di inquinamento da potassio rivela che i frutteti ricevono una fertilizzazione potassica piu elevata rispetto alle colture circostanti, creando un eccesso localizzato che puo percolate negli strati profondi del suolo.
Riga Tabella Highlights. Una riga nella tabella di confronto multi-KPI che mostra il livello di inquinamento da fertilizzanti per il sito selezionato e la sua area di controllo.
Scopo: Consentire un confronto rapido dell'inquinamento da fertilizzanti tra i siti in un'unica vista riepilogativa.
Descrizione: Una riga etichettata che mostra il valore di inquinamento per il sito (ROI) e l'area di controllo (CA), colorata secondo il grado di qualita (A--E). L'etichetta della riga riporta "Inquinamento da Fertilizzanti".
Come viene calcolato: Stesso calcolo dell'elemento gauge. Il valore mostrato e la media dell'inquinamento per il nutriente principale (Azoto) mappata sulla scala di qualita A--E.
Nota: Questo indicatore e invertito -- valori piu bassi indicano condizioni migliori.
Esempio di interpretazione:
Se il sito mostra grado D (arancione) e l'area di controllo mostra grado C (giallo) per l'azoto, il sito ha un inquinamento da fertilizzanti piu alto rispetto ai dintorni -- un'indicazione di attivita agricola piu intensiva nell'area monitorata.
Riga Sidebar Assessment. Una riga nella sezione Inquinamento della sidebar dell'assessment, che mostra il grado di inquinamento da fertilizzanti del sito.
Scopo: Fornire un riepilogo rapido a lettera dell'inquinamento da fertilizzanti all'interno della valutazione complessiva dei rischi ambientali.
Descrizione: Una singola riga etichettata "Inquinamento da Fertilizzanti" con un badge colorato del grado (A--E). Il grado A (verde) indica inquinamento minimo da fertilizzanti; il grado E (rosa-rosso) indica livelli di inquinamento estremi.
Come viene calcolato: Il grado a lettera e derivato dal valore medio dell'inquinamento azotato mappato sulla scala A--E: A = 0--100 kg/ha, B = 100--300 kg/ha, C = 300--700 kg/ha, D = 700--1.500 kg/ha, E = > 1.500 kg/ha.
Nota: Questo indicatore e invertito -- valori piu bassi indicano condizioni migliori.
Esempio di interpretazione:
Un grado B significa che l'inquinamento azotato da fertilizzanti del sito e compreso tra 100 e 300 kg/ha -- un livello basso-moderato, che suggerisce attivita agricola con un impatto ambientale gestibile. Migliorare al grado A richiederebbe una riduzione dell'applicazione di fertilizzanti o l'adozione di tecniche di agricoltura di precisione.
Vedi la sezione Metodologia di Calcolo per il calcolo principale. Dettagli aggiuntivi di elaborazione sono documentati qui.