Biodiversità e servizi degli ecosistemi: ecologia ed economia a confronto
Marino GattoProfessore di ecologiaPolitecnico di Milano
IEFE 6-11-2009 Gatto - Biodiversità e servizi degli ecosistemi 1
• Biodiversità ed ecologia• La complessità dell’ecologia• L’impatto globale dell’uomo• Economia ed ecologia• Il valore della biodiversità e degli
ecosistemi• Preservare la biodiversità
Sommario
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Storia della vita = Storia della biodiversità
L’orologio della vita
Last Universal Common Ancestor
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MolecoleCelluleTessutiOrganiOrganismi
PopolazioniComunitàEcosistemi
Biosfera
Ecologia
Ecologia: le strutture biologiche più complesse
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Knight et al. (2005) Nature 437: 880-883
L’incredibile varietà delle interazioni ecologiche
Stagni di Putnam County, Florida
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più comunemente usata
Diversità all’interno di livelli trofici
Gerarchie di biodiversità
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Quanta biodiversità abbiamo sulla terra?
# specie catalogate:1,8 milioni
# specie stimate:3-30 milioni
Quanta biodiversità abbiamo sulla terra?
Italia: hotspot di biodiversità
Myers N. et al.(2000) Nature 403: 853-858
http://www.biodiversityhotspots.org/xp/Hotspots
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Numero di specieEquiripartizione
Diversità di dimensione, colore,
forma, geni …
Misure di biodiversità
Indici di Shannon, Simpson,…
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•Produttività (correlazione ben stabilita, lavori di Tilman, Loreau, Hector)
•Stabilità
Tilman et al. (2001) Science 294:843-845
Biodiversità e funzionamento degli ecosistemi
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Tilman, D., Reich, P. B. & Knops, J. M. H. Biodiversity and ecosystem stability in a decade-long grassland experiment. Nature 441, 629–632 (2006).
Biodiversità e stabilità
Come misurare la stabilità?
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Paine R. (1966) Food web complexity and species diversity. The American Naturalist 100:65-75
15→8 species
Stabilità strutturale
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L’impatto globale dell’uomo
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20
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1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050
MiliardiMilioni
Incr
emen
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nual
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tota
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Incrementi della popolazione
Popolazione totale
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Tassi di estinzione•Tempo di vita medio di una specie animale ricavata dai record fossili: 1-10 milioni di anni
•Dai tassi di estinzione documentati nel secolo scorso si ricava una riduzione del tempo di vita media a 10.000 anni
•Dai tassi di estinzione correnti si ricava un tempo di vita medio ulteriore per uccelli e mammiferi di 200-400 anni
I principali fattori di estinzioneThuiller W. 2007.Climate change and the
ecologist, Nature, 448: 550-552.
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Gobbo rugginoso Aquila di mare Anchusa littorea
Najas marina
266 specie a rischio nella lista rossa 2006 dell’IUCN (International Union for Conservation of Nature)
Specie estinte in Italia
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Foreste del Costarica
Foreste dell’Inghilterra
Brasile
Distruzione e frammentazione degli habitat
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17 June 1975 (Landsat 2)10 July 1992 (Landsat 4)1 August 2000 (Landsat 7)
http://landsat.usgs.gov/gallery/detail/381/
Santa Cruz de la Sierra, Bolivia
Distruzione e frammentazione degli habitat
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Halpern B.S. et al. 2008. Science 319: 948-952millions
Gray: total area (km2)Black: total weighted pixels
L’impatto cumulato sugli oceani
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Temperature misurate da termometri
Temperature ricostruiteLoro andamento medio
Riscaldamento globale
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25% delle specie mondiali estinte entro il 2050 a causa dell’azione combinata del riscaldamento globale e della degradazione degli habitat
Thomas et al. (2004), Nature 427:145-148
Alcune proiezioni per il prossimo futuro
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David M. Morens, Gregory K. Folkers & Anthony S. Fauci, 2004. Nature 430:242-249
Le malattie riemergenti
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• Reti di relazioni estremamente complesse e diversificate
• Scale temporali e spaziali molto diverse all’interno dello stesso sistema
• I fenomeni possono essere raramente studiati in laboratorio
• Il lavoro di campo è perciò molto importante, ma ha limiti molto severi
– Le condizioni non sono controllate
– Le condizioni non possono essere variate a piacimento
– Non c'è alcuna garanzia che si possano ripetere osservazioni di un certo fenomeno sotto le medesime condizioni
Ecologia ed economia: scienze della complessità
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Mercato dei fattori
Mercato dei beni
Famiglie Imprese
Domanda di risorse
Domanda di beni e servizi Offerta di beni e servizi
Offerta di risorse
NaturaRisorse
tratte dalla natura
Residuidella produzione
Residuidel consumo
Recupero, riciclo e
riutilizzazione
Risorse tratte dalla natura
Il cambiamento dei paradigmi economici
The circular flow model
Factor market
Output market
Households Firms
CostsIncome
Expenditures Revenues
Demand for resources
Demand for goods and services Supply of goods and services
Supply of resources
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Lo sviluppo è sostenibile se può essere raggiunto senza consumare i beni capitali della nazione. I beni comprendono il capitale creato dall’opera dell’uomo Km, il capitale naturale Kn, il capitale umano Kh, il capitale morale e culturale Kc
•Sostenibilità debole (Solow 1991)
La somma dei beni capitali Km+Kn+Kh+Kc rimane costante nel tempo
Perfetta sostituibilità
•Sostenibilità forte (economia ecologica)
La somma dei beni capitali Km+Kn+Kh+Kc rimane costante nel tempo
Una quantità critica di capitale naturale Kn non è sostibuile e va mantenuta costante nel tempo
Mantenere nel tempo l’abbondanza e la diversità delle popolazioni di animali e di piante e il funzionamento di tutti gli ecosistemi terrestri e acquatici. Per gli ecologi sostenibilità vuol dire attuare politiche che non influenzano significativamente i processi degli ecosistemi e che li mantengono funzionanti nel tempo.
Robert M. Solow
Lo sviluppo sostenibile
Gro Harlem Brundtland
Development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs
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Servizi degli ecosistemi
http://www.millenniumassessment.org/en/index.aspx
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Il sistema delle interazioni ecologiche, economiche e sociali
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Servizi degli ecosistemi e benessere
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Dare un valore alla biodiversità e ai servizi degli ecosistemi
Punti critici• Beni pubblici (uso non esclusivo/rivale,
Samuelson)• Esternalità• Fattore di sconto• Intangibili
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La monetizzazione dei beni e servizi ambientali
Il valore economico totale di una risorsa è dato dalla somma di 3 contributi:• valore d’uso reale• valore di opzione• valore intrinseco
Metodologie:
Valori di mercato, prezzi edonici, costi di viaggio, costi di ripristino, costi opportunità, dose-risposta, metodi di valutazione contingente
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Quanto valgono i servizi della natura?
Stima delle attività economiche umane e dei servizi degli ecosistemi
Source: Adapted from R. Costanza et al., "The Value of the World's Ecosystem Services and Natural Capital," Nature Vol. 387 (1997), p. 256, Table 2.
Un tentativo di monetizzazione globale
Many of the valuation techniques used in the studies covered in our synthesis are based, either directly or indirectly, on attempts to estimate the 'willingness-to-pay' of individuals for ecosystem services.Costanza et al., 1997
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Unpricedenvironmental good(water quality)
YC
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of m
arke
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goo
ds
WTP
WTA
Utility = U+
Utility = U-
Utility = Uo
Y0
X0− ΔX X0+ ΔXX0
MVC: disponibilità a pagare/accettare
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Unfortunately, for all its theoretical attractiveness, ascribingmoney values to nature's services is only a partial solution to the present dilemma and, if relied on exclusively, may actually be counterproductive.Rees, 1998
The idea that ecosystem valuation is something that we just should not do keeps coming up. While we can certainly appreciate the many sides of this argument, ultimately, we agree with Herendeen(1998) that: "the argument that we lose our souls by economically pricing environment is silly" and ultimately counterproductive.Costanza et al., 1998
Il dibattito tra due scuole
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• La definizione stessa di valore intrinseco– Attrattiva estetica, informazione incompleta
• Gruppo di riferimento– Quanti “consumatori”?
• Significatività del mercato simulato– Può funzionare la mano invisibile del mercato in un
“mercato” di unità di biodiversità?• Parte del capitale naturale è semplicemente
nonsostituibile• Il contributo preciso di molte specie è ignoto• I processi ecologici dovrebbero essere valutati nella
loro interezza, non individualmente
Limiti dei MVC
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10
20
Biodiversity
A
B
C
DOpen-mindeddeveloper
Open-mindedenvironmentalist
FeasibleAlternatives
PARETO SET
Mon
etar
y be
nefit
(mill
ion
$)
-3
0
E
$
Biodiversity
DECISION
Net benefit line
Feasible Alternatives
Monetizzazione e metodi multicriteriali
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Il problema del tasso di sconto
Source: Balmford et al. (2002) Science 297:950-953
Produzione di energia elettrica in Italia: costi industriali + costi esterni
Tasso di sconto 10%
Source: De Leo et al. (2001) Nature 413: 478-479
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Come allocare le risorse per la conservazione al fine di assicurare il massimo “ricavo” dalle spese?Necessario identificare concentrazioni straordinarie di biodiversitàcome definite da uno o più indicatori:
Orme et al. Nature 436: 1016–1019 (2005)Hotspots aviari
a) numero di specie (ricchezza di specie)b) numero di specie rare o minacciatec) numero di specie presenti solo in una
particolare area (ricchezza di specie endemiche)
Le priorità negli sforzi per la conservazione
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La ricchezza di specie endemiche sembra essere l’indicatore più rappresentativo
Altipiani
Isole e arcipelaghi
Classificare gli “hotspots”
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Rodrigues et al. (2004) Nature 428: 640-643
Le aree protette del pianeta coprono ora l’ 11.5% della terraferma, ma
alcune specie in pericolo non sono comprese in nessuna area protetta
Cosa fare? Le specie “gap”
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Hoekstra, J. M. et al. Ecol. Lett. 8, 23–29 (2005)
Cosa fare? La conservazione di habitat e di biomi