Importanza del parametro Cell neighborhood nel calcolo delle metriche del paesaggio ed implementazioni FOSS

Le metriche del paesaggio sono da più di 20 anni uno degli strumenti principali per lo studio dei cambiamenti del paesaggio e della struttura ecologica del territorio. La prima applicazione sistematica del calcolo di queste metriche è stata resa possibile dal rilascio di FRAGSTATS, un software gratuito realizzato da Kevin McGarigal presso alcune università statunitensi il cui eseguibile è di pubblico dominio ma il cui codice sorgente non è disponibile. FRAGSTATS rimane ancora il software di riferimento per il calcolo delle metriche del paesaggio, tuttavia sono disponibili implementazioni alternative. Tra i GIS FOSS le implementazioni più usate sono quelle in QGIS, con il plugin LecoS, e GRASS, con la suite di moduli r.li. Mentre le metriche calcolate sono definite nello stesso modo e comunque descritte esplicitamente nei vari software, il parametro Cell neighborhood che specifica la dimensione in pixel dell’intorno della cella attuale utilizzato per l’analisi viene gestito in modo significativamente diverso. FRAGSTATS permette all’utente di scegliere per il parametro Cell neighborhood i valori 4 o 8, con 8 valore di default nella versione attuale (4.2). In QGIS LecoS usa il valore 8 mentre in GRASS r.li usa il valore 4 e questi valori non sono modificabili dagli utenti. Dato che molti utenti ignorano l’esistenza ed il significato di questo parametro, l’uso di valori diversi porta a due problemi significativi. Infatti il calcolo delle stesse metriche di paesaggio con le stesse mappe in input in software diversi può determinare valori significativamente diversi. Inoltre, se non viene esplicitamente indicato il valore del parametro Cell neighborhood è impossibile interpretare e confrontare le metriche calcolate da altri in condizioni simili, anche se disponibili in pubblicazioni scientifiche. È stata quindi realizzata un’analisi con lo scopo di determinare la variazione delle metriche più utilizzate al variare del valore del parametro Cell neighborhood sia su mappe sintetiche di test sia su mappe con caratteristiche diverse che rappresentano situazioni reali. Contemporaneamente si è analizzato parte della letteratura scientifica disponibile che utilizza le metriche di paesaggio per valutare quanto spesso manchi l’indicazione del valore del parametro Cell neighborhood. I test hanno messo in evidenza che, come atteso, alcune metriche non cambiano al variare del parametro Cell neighborhood, ad esempio Edge density e Landscape shape index. Tuttavia altre metriche, significative e molto utilizzate, come ad esempio Patch number, Patch density e Mean patch area possono variare di più del 100% nel caso di mappe reali e fino al 5000% per mappe sintetiche create per massimizzare le differenze. Questo sottolinea l’importanza della conoscenza del valore del parametro Cell neighborhood per la corretta interpretazione delle metriche del paesaggio e la necessità di rendere espliciti i valori utilizzati nei lavori scientifici.