Simulazione spazio-temporale dei cambiamenti di uso e copertura del suolo in Türkiye tramite un framework CA–Markov

Perché i paesaggi che cambiano sono importanti nella vita quotidiana

In tutto il mondo, foreste, coltivazioni, città e bacini si rimodellano continuamente. Questi cambiamenti possono sembrare lontani, ma influenzano l'acqua che arriva nei nostri rubinetti, il cibo sulle nostre tavole, l'aria che respiriamo e la fauna intorno a noi. Questo studio si concentra su un distretto dell'ovest della Türkiye per mostrare, nel dettaglio, come le decisioni umane e le grandi opere infrastrutturali stanno trasformando la campagna e come i modelli informatici possano prevedere dove andranno a finire questi cambiamenti.

Una mappa vivente di foreste, campi e centri abitati

La ricerca si concentra sul distretto di Ulubey nella Regione dell'Egeo in Türkiye, un'area di canyon, dighe, villaggi e un clima misto mediterraneo–continentale. Utilizzando cartografie forestali digitali dettagliate prodotte dall'agenzia forestale nazionale, l'autore ha raggruppato il territorio in nove classi facilmente immaginabili: foreste dense di conifere e latifoglie, boschi misti, foreste rade o degradate, radure forestali, terreni agricoli, insediamenti, superfici d'acqua come i bacini, e una categoria residuale per aree rocciose o pascoli. Queste mappe, disponibili per il 2001, 2013 e 2025, hanno fornito un ricco istantaneo di come persone e natura abbiano rimodellato il territorio in quasi un quarto di secolo.

Come i computer rievocano il passato per intravedere il futuro

Per trasformare le mappe storiche in una finestra sul futuro, lo studio ha usato un modello combinato «automi cellulari–Markov» (CA–Markov) all'interno di un sistema informativo geografico. In termini semplici, il modello suddivide il paesaggio in una griglia fine di celle e apprende come ciascun tipo di uso tende a trasformarsi in un altro in un intervallo temporale fissato — per esempio una foresta degradata che diventa terreno agricolo o superficie di un bacino. Applica poi queste probabilità di transizione in avanti nel tempo, tenendo conto anche di come le celle vicine si influenzano reciprocamente, in modo che foreste, campi o insediamenti crescano in ammassi realistici anziché in pixel casuali. Addestrando il modello sulle mappe del 2001 e del 2013, si è ottenuta una mappa simulata per il 2025, verificabile rispetto alla reale mappa forestale 2025 per valutare l'efficacia del metodo.

Cosa è già cambiato sul terreno

Il confronto tra 2001, 2013 e 2025 racconta una storia chiara di pressione sulle foreste. L'area forestale totale — comprendendo popolamenti densi, misti e degradati — si è ridotta di circa 3.290 ettari, ovvero quasi il 14 percento. Il calo più marcato ha interessato le foreste degradate, diminuite di quasi un terzo. Parte di quest'area è stata migliorata in bosco più sano e denso tramite piantagioni e interventi di recupero, ma ampie porzioni sono state convertite ad uso agricolo, ad altri terreni aperti o sommerse da nuovi bacini. I popolamenti misti di pino e quercia sono quasi scomparsi, o sommersi dai bacini o trasformati in monocolture di pino o in boschetti radi man mano che la popolazione locale raccoglieva la quercia come combustibile. Allo stesso tempo, i terreni agricoli al di fuori delle foreste sono cresciuti modestamente, le aree insediate sono aumentate del 68 percento e le superfici d'acqua — principalmente bacini dietro nuove dighe — sono cresciute più di quattro volte.

Uno sguardo verso la metà del secolo

Dopo aver confermato che la mappa simulata del 2025 corrispondeva a quella reale con circa l'84 percento di similarità e alta accuratezza statistica, l'autore ha usato lo stesso impianto CA–Markov per proiettare l'uso del suolo per il 2037 e il 2049. Le previsioni suggeriscono una pressione continua sulle foreste: entro il 2037 l'area forestale dovrebbe ridursi di circa l'11 percento rispetto al 2025 e di circa il 21 percento entro il 2049. Foreste degradate, di conifere e di latifoglie sono tutte previste in contrazione, mentre i terreni agricoli potrebbero espandersi del 7–12 percento e le superfici d'acqua di quasi il 15 percento. Le aree insediate cambiano meno in termini percentuali ma comunque riflettono un graduale spostamento dell'attività umana verso paesaggi una volta boscosi.

Cosa significano questi cambiamenti per le persone e la natura

Per i non specialisti, il messaggio è semplice: a Ulubey le foreste stanno gradualmente cedendo il passo a coltivazioni, dighe e aree edificate, pur con alcuni interventi di riforestazione che migliorano macchie di bosco. Questo compromesso ha conseguenze sull'acqua potabile, sul clima locale, sulla fauna e sulla capacità del territorio di immagazzinare carbonio. Dimostrando che i cambiamenti passati possono essere simulati con ragionevole accuratezza, lo studio mostra che tali modelli possono funzionare come una «previsione» per la pianificazione, aiutando le autorità a testare come politiche diverse — su dighe, estrazioni minerarie, agricoltura o riforestazione — potrebbero rimodellare il territorio nelle decadi a venire. A loro volta, queste conoscenze possono orientare decisioni che bilancino meglio esigenze di energia, cibo e abitazioni con la salute a lungo termine delle foreste e degli ecosistemi che esse sostengono.

Citazione: Bozali, N. Spatiotemporal simulation of land use and land cover changes in Türkiye through a CA–Markov framework. Sci Rep 16, 5320 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35807-9

Parole chiave: cambiamento dell'uso del suolo, perdita forestale, Türkiye, telerilevamento, modellazione CA-Markov