Soil Erosion and Sediment Yield-Based Prioritization of Critical Sub- Watersheds to Develop Best Management Practices in the Hasdeo River Catchment

Ogni anno, la Terra perde una quantità sbalorditiva del suo suolo fertile a causa delle incessanti forze della pioggia e del vento. Questo processo, noto come erosione del suolo, è una parte naturale di come i paesaggi cambiano nel tempo, ma le attività umane come la deforestazione, l'agricoltura e l'attività mineraria lo hanno accelerato a livelli pericolosi. Quando lo strato superficiale del suolo viene lavato via, non svanisce semplicemente; viaggia a valle, ostruendo i fiumi, riempiendo i bacini artificiali e soffocando le vie d'acqua da cui dipendono le comunità. Per gli agricoltori, questo significa perdere proprio il terreno che coltiva i loro prodotti. Per ingegneri e pianificatori, significa vedere la capacità di stoccaggio di bacini idrici vitali ridursi man mano che i sedimenti si accumulano. La sfida per gli scienziati non è solo misurare quanto suolo si perda, ma capire esattamente da dove provenga e come fermarlo prima che raggiunga l'acqua.

Nel bacino del fiume Hasdeo, nell'India centrale, un team di ricercatori si è messo alla prova per risolvere questo enigma. Questa regione è un paesaggio complesso di colline ondulate, foreste e campi agricoli, ma è anche pesantemente influenzata dall'estrazione del carbone e dai rapidi cambiamenti nell'uso del suolo. Gli scienziati avevano bisogno di un modo per separare due problemi distinti ma correlati: l'effettiva erosione del suolo sui pendii delle colline e la quantità di quel suolo che riesce a compiere il viaggio fino all'uscita del fiume. Per farlo, hanno combinato due diversi approcci di modellazione informatica. Un modello, noto come l'Equazione Universale Rivista della Perdita di Suolo (Revised Universal Soil Loss Equation), agisce come un dettagliato cartografo, calcolando quanto suolo è probabile che si distacchi dal terreno in base alla pioggia, al tipo di suolo e alla pendenza del pendio. L'altro modello, chiamato Strumento di Valutazione del Suolo e dell'Acqua (Soil and Water Assessment Tool), funziona più come un simulatore di fiumi, tracciando come quel suolo sciolto si muove attraverso la rete di drenaggio e infine esce dal bacino idrografico. Eseguendo questi modelli insieme, il team ha potuto individuare le aree specifiche dove il terreno è più vulnerabile e dove il fiume riceve la maggior quantità di sedimenti.

I ricercatori si sono concentrati sul bacino del fiume Hasdeo, un'area vasta che copre quasi 10.000 chilometri quadrati nello stato del Chhattisgarh. Hanno fornito ai modelli informatici decenni di dati meteorologici, immagini satellitari sull'uso del suolo e mappe dettagliate del terreno. I modelli sono stati prima testati rispetto alle misurazioni reali dei sedimenti raccolti da una stazione di monitoraggio tra il 1993 e il 2017. La simulazione si è dimostrata altamente accurata, corrispondendo con successo ai modelli osservati di flusso di sedimenti con un alto grado di confidenza statistica. Ciò ha dato agli scienziati la sicurezza necessaria per fidarsi delle previsioni del modello per l'intero bacino. I risultati hanno rivelato un modello chiaro: sebbene l'erosione avvenga in tutto il paesaggio, non è uniforme. La parte meridionale del bacino è emersa come una zona critica, dove pendii ripidi, vegetazione degradata e attività minerarie intensive si sono combinati per creare un'erosione severa. In questi specifici sottobacini, il suolo veniva lavato via a tassi superiori a 80 tonnellate per ettaro all'anno, e il sedimento che raggiungeva il fiume era altrettanto elevato.

Al contrario, le parti centrali e nord-orientali del bacino hanno mostrato livelli molto più bassi di movimento di sedimenti, principalmente perché conservavano una maggiore copertura forestale e presentavano un terreno più dolce. Lo studio ha evidenziato che, anche nelle aree con forti precipitazioni, la presenza di una vegetazione densa può ridurre significativamente la quantità di suolo che effettivamente viene lavata via. Tuttavia, nei sottobacini meridionali, la copertura protettiva della foresta era stata rimossa per l'agricoltura e l'attività mineraria, lasciando il suolo esposto alla piena forza delle piogge monsoniche. I ricercatori hanno identificato 23 sottobacini all'interno del bacino più grande e li hanno classificati in base a quanto suolo stavano perdendo e quanto sedimento stavano trasportando verso il fiume. Hanno scoperto che un numero relativamente piccolo di questi sottobacini era responsabile di una quota sproporzionatamente grande del carico totale di sedimenti. Nello specifico, le aree in cui l'erosione del suolo superava le 20 tonnellate per ettaro all'anno e la resa dei sedimenti superava le 14 tonnellate per ettaro sono state segnalate come priorità massima per l'intervento.

Con queste zone critiche identificate, il team è passato alla fase successiva: progettare un piano per risolvere il problema. Invece di applicare una singola soluzione all'intera regione, hanno sviluppato un insieme di raccomandazioni su misura basate sulle condizioni specifiche di ciascuna area. Per le terre agricole e le foreste aperte su pendii dolci, hanno raccomandato la costruzione di cordoli di livello o di contorno (graded o contour bunds) — essenzialmente piccoli argini di terra costruiti lungo la curva del terreno per rallentare il flusso dell'acqua e intrappolare il suolo. Sui pendii più ripidi dove l'agricoltura era ancora praticata, è stato suggerito il terrazzamento per interrompere la lunga corsa della collina, impedendo all'acqua di acquisire velocità sufficiente per trasportare via il suolo. Per le aree più degradate e ripide, in particolare quelle colpite dalle miniere, il piano prevedeva l'afforestazione, ovvero la piantumazione di nuovi alberi, per ripristinare la copertura protettiva che la natura un tempo forniva. In totale, lo studio ha mappato quasi 720.000 ettari di terreno dove dovrebbero essere applicate queste specifiche misure di conservazione.

L'output finale di questa ricerca è una guida pratica per i gestori del territorio e i decisori politici. Essa va oltre gli avvertimenti generali sulla perdita di suolo per fornire una tabella di marcia precisa e spazialmente esplicita per l'azione. Lo studio dimostra che, comprendendo la differenza tra dove il suolo si erode e dove quel suolo finisce effettivamente, gli sforzi di conservazione possono essere concentrati dove faranno il maggior bene. I ricercatori hanno osservato che, sebbene i loro modelli fornissero una solida base scientifica, il successo finale di queste misure dipenderà dalla validazione sul campo e dal monitoraggio a lungo termine. Hanno inoltre sottolineato che l'approccio utilizzato potrebbe essere adattato per altri bacini fluviali che affrontano pressioni simili derivanti dall'attività mineraria e dal cambiamento dell'uso del suolo. Collegando la scienza della perdita di suolo con la realtà del trasporto fluviale, lo studio offre un percorso chiaro per proteggere il bacino del fiume Hasdeo da un ulteriore degrado, garantendo che la terra rimanga produttiva e le vie d'acqua rimangano limpide per il futuro.