La produttività agricola e la disponibilità delle risorse agricole sono modellate dal paesaggio fisico in modi che spesso non sono riconosciuti. Le variazioni di elevazione, la prossimità agli organismi idrici, la composizione del suolo e i modelli climatici creano zone agricole distinte con vantaggi e vincoli unici. Capire come queste caratteristiche fisiche influenzano la distribuzione delle risorse agricole è essenziale per una pianificazione efficace del terreno, pratiche agricole sostenibili e iniziative di sicurezza alimentare in tutto il mondo.

L'ambiente naturale impone sia opportunità che limitazioni ai sistemi agricoli. La topografia di una regione determina quali colture possono essere coltivate e come può essere impiegata l'agricoltura meccanizzata, mentre la disponibilità dell'acqua impone se l'agricoltura dipendente dall'irrigazione è fattibile. La qualità del suolo varia notevolmente a distanza ridotta, e le condizioni climatiche fissano i confini per le stagioni in crescita e la selezione delle colture.

Topografia e il suo effetto sull'allocation delle risorse agricole

La topografia comprende l'elevazione, il gradiente del pendio e la configurazione della forma terrestre di una determinata area, che influiscono direttamente sulla formazione del suolo, sul drenaggio dell'acqua, sull'esposizione alle radiazioni solari e sulla fattibilità delle operazioni meccanizzate.

Gradienti di elevazione e temperatura

L'elevazione esercita una forte influenza sulle risorse agricole modificando la temperatura e le condizioni atmosferiche. Per ogni 100 metri di aumento, le temperature tipicamente scendono di circa 0,6 a 1,0 gradi Celsius. Questa velocità di decadimento della temperatura crea zone climatiche verticali distinte che determinano quali colture possono essere coltivate a diverse altitudini.

L'elevazione colpisce anche la durata della stagione in crescita. Le elevate elevazioni più elevate hanno periodi più brevi senza gelo, limitando la gamma di colture che possono raggiungere la maturità. Gli agricoltori nelle regioni montane devono selezionare varietà di rapida accoppiamento o impiegare tecniche di estensione stagionale come serre o coperture di fila.

Gestione del terreno e del grado di pendenza

Il gradiente della pendenza è uno dei fattori topografici più critici per la distribuzione delle risorse agricole. Le terre piatte da sloping dolcemente (0 a 5 per cento) sono generalmente preferite per le colture a fila perché permettono un'infiltrazione uniforme dell'acqua, un funzionamento efficiente del macchinario e un'erosione minima del suolo.

Le piste di scarico richiedono pratiche di gestione specializzate come l'aratura del contorno, il terracing e la ritaglio di strisce per ridurre l'erosione e mantenere l'umidità del suolo. Queste pratiche aggiungono i costi del lavoro e del capitale, rendendo il terreno ripido meno economicamente praticabile per la produzione di merci su larga scala. In molte regioni, i pendii ripidi sono più adatti a colture perenni, frutteti, o forestali piuttosto che a colture annuali.

Configurazione delle forme di terra e microclimi

Le forme di terra come valli, creste e bacini creano microclimi che influenzano la distribuzione delle risorse agricole. Le valli spesso accumulano aria fredda di notte, aumentando il rischio di gelo durante le fasi di crescita critica. I piani di ringhi sperimentano velocità eoliche superiori e una maggiore esposizione di radiazione solare, che possono accelerare l'evapopotrazione e asciugare i terreni.

In Emisfero settentrionale, le pendici a sud ricevono una maggiore luce solare e si riscaldano prima in primavera, prolungando la stagione in crescita. Queste piste sono spesso preferite per colture a caldo come uva, pomodori e mais. Le piste a nord rimangono più fredde e mantengono l'umidità più a lungo, rendendole adatte per colture o pascoli favorevoli.

Risorse idriche e loro distribuzione geografica

La disponibilità dell'acqua è forse la caratteristica fisica più decisiva che influenza la distribuzione delle risorse agricole. Circa il 70 per cento dei prelievi globali di acqua dolce sono utilizzati per l'irrigazione, e le regioni con risorse idriche affidabili godono di un vantaggio agricolo sostanziale. La distribuzione di acqua di superficie, acque sotterranee, e modelli di precipitazioni crea un mosaico di potenziale agricolo attraverso il paesaggio.

Impianti di acqua di superficie e infrastrutture di irrigazione

La vicinanza a fiumi, laghi e serbatoi offre agli agricoltori l'accesso all'acqua di superficie per l'irrigazione. Le pianure alluvionali lungo i principali sistemi fluviali come il Nilo, il Gange, il Mississippi, e lo Yangtze hanno sostenuto l'agricoltura intensiva per millenni a causa dell'affidabile approvvigionamento idrico e dei sedimenti ricchi di nutrienti depositati durante le inondazioni stagionali.

La distribuzione delle risorse idriche superficiali è irregolare. Le regioni aride e semiaride possono avere fiumi importanti che fluiscono attraverso di esse ma un accesso limitato all'acqua al di là del corridoio ripariano. In tali aree, le risorse agricole sono concentrate all'interno di fasce strette lungo le valli fluviali, mentre le altipiani adiacenti rimangono inadatte per l'agricoltura a base di pioggia.

Disponibilità e Sistemi di Aquifer

Le acque sotterranee forniscono un tampone cruciale contro la variabilità delle precipitazioni stagionali e sostengono l'agricoltura nelle regioni dove l'acqua è scarsa. Le acque immagazzinano l'acqua nelle formazioni di roccia porosa, e la loro profondità, il tasso di ricarica e la qualità dell'acqua determinano il potenziale agricolo.

Negli Stati Uniti, la regione delle High Plains si basa fortemente sull'Ogallala Aquifer per la produzione di mais irrigato, grano e soia. In India, le aquile alluvionali del Punjab e Haryana sostengono una grande parte della produzione di grano e riso del paese.

Piovosi modelli e agricoltura a pioggia

Circa l'80% della terra agricola globale è a pioggia, rendendo la distribuzione delle precipitazioni un fattore primario delle risorse agricole.

In Africa occidentale, la regione di Sahel riceve una breve stagione di pioggia che limita la produzione di colture a miglio e sorgo resistente alla siccità, mentre le zone costiere più umide sostengono il mais, la manioca e le colture di alberi.

Composizione del suolo e fertilità come determinanti delle risorse agricole

Il suolo è la base della produttività agricola e le sue proprietà fisiche e chimiche variano notevolmente attraverso il paesaggio. La distribuzione di terreni fertili influenza dove le colture possono essere coltivate con profitto, quali nutrienti sono necessari per ottenere rese ottimali, e quali pratiche di gestione sono necessarie per mantenere la produttività a lungo termine. La formazione del suolo è governata dal clima, dal materiale genitore, dalla topografia, dagli organismi e dal tempo, e questi fattori si combinano per creare ordini distinti del suolo in diverse regioni.

Ordini del suolo e loro potenziale agricolo

I mollisol, che si trovano nelle praterie del Nord America, dell'Europa e del Sud America, sono tra i terreni agricoli più fertili, scuri, ricchi di materia organica, ben strutturati, che sostengono la produzione di grano, grano e soia. Gli alfisol, comuni nelle foreste temperate, sostengono anche l'agricoltura produttiva quando adeguatamente fecondata.

Gli entisol e gli Inceptisol, che si trovano su ripidi pendii, alluvionali e sedimenti recentemente depositati, sono tipicamente meno sviluppati ma possono essere produttivi in ambienti alluvionali dove l'alluvione annuale rinnova la fertilità del suolo. Gli aridisol, nelle regioni desertiche, sono limitati da materia organica bassa e da alto contenuto di sale, limitando l'agricoltura a oasi irrigate o colture sali-to-to-dispons.

Texture del suolo, drenaggio e profondità di radice

La consistenza del suolo, determinata dalle proporzioni relative di sabbia, limoni e particelle di argilla, influenza la capacità di trattenere l'acqua, la ritenzione di nutrienti e le caratteristiche di drenaggio. I suoli loami con proporzioni equilibrate di sabbia, limo e argilla sono considerati ideali per l'agricoltura perché forniscono un buon drenaggio pur mantenendo adeguata umidità e sostanze nutritive.

Il drenaggio del suolo è una caratteristica fisica critica che colpisce la distribuzione delle risorse agricole. I terreni scarsamente drenati nelle zone a bassa quota possono essere irrigati durante la stagione in crescita, limitando lo sviluppo delle radici e la crescita delle colture. I sistemi di drenaggio artificiale, come gli scarichi delle piastrelle e le ditches, possono migliorare questi terreni ma aggiungere costi.

La profondità di radicamento, determinata dalla profondità del suolo e dalla presenza di strati restrittivi come la roccia o la duratura, influisce sull'acqua e sull'accesso ai nutrienti. I terreni profondi senza strati restrittivi consentono alle colture di accedere all'acqua immagazzinata durante i periodi di asciutto, riducendo i requisiti di irrigazione e migliorando la tolleranza alla siccità.

Soil Nutrients e Modifica Requisiti

La fertilità del suolo naturale varia ampiamente, e la distribuzione di nutrienti primari come azoto, fosforo, potassio e micronutrienti forma il potenziale agricolo. I terreni derivati da materiali genitori vulcanici, come gli Andisol, sono spesso naturalmente fertili e sostengono l'agricoltura intensiva senza ingressi di fertilizzanti pesanti.

La presenza di elementi tossici o salinità consegue la distribuzione di risorse agricole. I suoli salini, comuni nelle regioni aride con scarso drenaggio o intrusione di acqua salata, limitano le opzioni di coltivazione a specie di tolerante come orzo, cotone e alcune verdure.

I terreni con elevata materia organica, come quelli in praterie temperate o aree boschive con climi freddi, hanno una migliore struttura, una maggiore capacità di trattenere l'acqua e una maggiore ritenzione di nutrienti. I suoli tropicali, dove la materia organica si decompone rapidamente, richiedono ingressi costanti di residui di colture e modifiche per mantenere la fertilità, ponendo un onere di risorse sui sistemi agricoli in queste regioni.

Fattori climatici e loro influenza sull'allocazione delle risorse agricole

Il clima esercita un controllo sovraccarico sui sistemi agricoli definendo l'energia e l'acqua disponibili per la crescita delle colture. I regimi di temperatura, i modelli di precipitazioni e le condizioni atmosferiche come la concentrazione di anidride carbonica e la radiazione solare interagiscono con caratteristiche fisiche per determinare dove le colture specifiche possono prosperare e quali risorse sono necessarie per la produzione sostenibile.

Regimi di temperatura e giorni di laurea in crescita

La temperatura determina il tasso di sviluppo delle piante e la durata della stagione in crescita. Le giornate di laurea (GDD) si accumulano quando le temperature superano una soglia di base specifica per le colture, e la distribuzione di GDD attraverso le regioni detta che le colture sono fattibili. Le colture di stagione fredda come il grano, l'orzo e la canola richiedono meno GDD e sono adattate ad alti livelli di latitudini o alti livelli più lunghi.

Le prime e le ultime date di gelo definiscono il periodo senza gelo e le regioni con finestre più lunghe senza gelo sostengono una più ampia gamma di colture e permettono cicli di cropping multipli. Le regioni tropicali senza rischio di gelo sostengono la produzione a tutto l'anno, mentre le regioni ad alta latitudine o ad alta elevazione hanno compresso stagioni di crescita che limitano le opzioni agricole.

Variabilità e rischio di accumulo

Oltre alle precipitazioni totali annuali, la distribuzione delle precipitazioni attraverso la stagione in crescita colpisce significativamente le risorse agricole. Le regioni con precipitazioni coerenti e ben distribuite sostengono la produzione di colture affidabili, mentre quelle con stagioni asciutte distinte richiedono irrigazione o colture tolleranti alla siccità. Le regioni monsone hanno una piovosità altamente stagionale, con la maggior parte delle precipitazioni che cadono in pochi mesi, che richiedono infrastrutture di stoccaggio dell'acqua o colture adattate ai cicli di bagnato.

Le aree che storicamente sostenute dall'agricoltura a base di pioggia possono ora richiedere l'irrigazione supplementare, ponendo la pressione sulle risorse idriche. Al contrario, le regioni che vivono una maggiore piovosità possono affrontare i rischi di inondazione che danneggiano le colture e i suoli erosidi. La pianificazione agricola deve tener conto di queste tendenze climatiche e della loro interazione con le caratteristiche del paesaggio fisico.

Radiazione solare e potenziale fotosintetico

Le radiazioni solari forniscono l'energia per la fotosintesi e la sua distribuzione attraverso latitudini e stagioni influiscono sulla produttività agricola. Le regioni tropicali ricevono radiazioni solari più coerenti e più elevate rispetto alle regioni temperate, supportando tassi di fotosintesi potenziali più elevati.

La copertura del cloud, che si forma dalla topografia e dalla lunghezza del giorno influisce sulla radiazione solare disponibile per le colture. Le piste a sud dell'emisfero settentrionale ricevono radiazioni più dirette, riscaldano i suoli e prolungano l'efficace stagione di crescita.

Sintesi delle caratteristiche fisiche e della distribuzione delle risorse agricole

Le caratteristiche fisiche del paesaggio interagiscono in modi complessi per determinare la distribuzione delle risorse agricole. Le pianure, fertili alluvioni con accesso affidabile all'acqua e climi favorevoli sostengono la massima concentrazione di agricoltura intensiva. Al contrario, le pendici ripide e poco profonde con risorse idriche limitate sono tipicamente relegate a pascolo e forestale e a coltivazione di sussistenza.

Le moderne tecnologie agricole possono modificare alcuni vincoli fisici ma non eliminarli. Il terreno può rendere più coltivabili i pendii ripidi, l'irrigazione può compensare i deficit di pioggia e gli emendamenti del suolo possono migliorare la fertilità. Tuttavia, questi interventi richiedono capitale, energia e input di lavoro che vengono distribuiti in modo irregolare in tutte le regioni.

Il cambiamento climatico sta alterando la distribuzione delle caratteristiche fisiche rilevanti per l'agricoltura. Le temperature di riscaldamento stanno spostando le zone in crescita a polemica e ad altitudini più elevate. I modelli di precipitazioni stanno facendo alcune regioni più umide e altre più asciutte, con implicazioni per le risorse idriche e la gestione del suolo. L'aumento del livello del mare minaccia le terre costiere con l'intrusione delle acque salate e l'inondazione.

Lo sviluppo agricolo sostenibile richiede di lavorare con, piuttosto che contro, le caratteristiche fisiche del paesaggio. Le colture corrispondenti alle condizioni ambientali di una regione riducono la necessità di input costosi e mitigano gli impatti ambientali.

La comprensione dell'influenza delle caratteristiche fisiche sulla distribuzione delle risorse agricole ha applicazioni pratiche per la sicurezza alimentare, la pianificazione del terreno e la politica agricola. I governi e le organizzazioni di sviluppo possono identificare regioni con alto potenziale agricolo e investire in infrastrutture per sostenere l'intensificazione sostenibile. Gli agricoltori possono selezionare colture e pratiche di gestione adatte alle loro specifiche condizioni topografiche e climatiche.

La distribuzione delle risorse agricole non è casuale, segue i contorni del paesaggio, modellati dalle caratteristiche fisiche della topografia, della disponibilità dell'acqua, delle caratteristiche del suolo e delle dinamiche climatiche. Riconoscendo questi modelli e lavorando all'interno dei loro vincoli, i sistemi agricoli possono diventare più produttivi, sostenibili e resilienti. Il paesaggio fisico imporrà sempre limiti alle possibilità agricole, ma una comprensione approfondita di tali limiti è il primo passo verso superarli.

Per ulteriori informazioni sul rapporto tra geografia fisica e risorse agricole, vedere il Portale di Soil dell'Organizzazione delle Nazioni Unite , il Guide di risorse agricole dell'USDA, il ]] Cambiamento climatico e risorse agricole[6]