Automatic mapping of Italian forest disturbances between 1985 and 2019 using Landsat imagery and Google Earth Engine

Forests play a key role in the carbon cycle and the fight against climate change. Long-term monitoring of forest dynamics represents a key element for understanding forests transformations due to forest harvestings and disturbances including fires, wind storms, frost or drought events, and pathogen attacks. This work aims at mapping and evaluating the forest disturbances that have occurred in Italy since 1985, using Landsat satellite imagery and apposite algorithms. We predicted about 1.8 million forest disturbances occurring during the observation period. Disturbances ranged between 27.923 ha in 2014 and 261.733 ha in 1985. Most of the forest disturbances have been identified in Sicilia and Calabria. Commission errors fluctuated between 29% in 2012 and 65% in 2001 while omission errors were between 8% in 2014 and 88% in 2003. The results that we present in this work can increase our understanding of Italian forests, and serve as basis for future research, while the methodology we applied can support the production of official statistics on forest disturbances.

Le foreste svolgono un ruolo fondamentale per il ciclo del carbonio e la lotta ai cambiamenti climatici. Il monitoraggio di lungo periodo delle dinamiche forestali rappresenta un elemento chiave per conoscere le trasformazioni che avvengono nelle foreste e per capire l’evoluzione in atto negli ecosistemi forestali anche alla luce dei cambiamenti climatici. In questo lavoro viene presentata una metodologia di analisi volta a mappare i disturbi forestali avvenuti ogni anno in Italia dal 1985 al 2019, utilizzando procedure automatiche e immagini satellitari Landsat. I disturbi forestali analizzati includono tagliate, incendi, danni da vento, danni dovuti a gelo o siccità e danni dovuti all’attacco di patogeni. Complessivamente, nel periodo di osservazione sono stati identificati circa 1,8 milioni di disturbi forestali. La superficie forestale interessata annualmente dai disturbi varia tra 27.923 ha nel 2014 e 261.733 ha nel 1985. La maggior parte dei disturbi forestali è stata identificata in Sicilia e Calabria. Gli errori di commissione oscillano tra il 29% nel 2012 e il 65% nel 2001 mentre gli errori di omissione variano tra il 18% nel 2014 a l’88% nel 2003. I risultati prodotti in questo lavoro contribuiscono ad accrescere le conoscenze sulla estensione e distribuzione spaziale dei disturbi che hanno interessato annualmente le foreste italiane in un arco temporale di 35 anni. Tali informazioni costituiscono una base di dati utile per futuri lavori e approfondimenti. La metodologia applicata rappresenta uno strumento utile per supportare la produzione di statistiche ufficiali sui disturbi forestali a scala nazionale.