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Il cambiamento climatico
Azioni e reazioni in agricoltura
Federico Spanna
Accademia di Agricoltura di Torino
Vercelli, 18 Maggio 2017
E’ il risultato di complesse interazioni fra ATMOSFERA, IDROSFERA, CRIOSFERA, GEOSFERA e BIOSFERA per mezzo di processi chimici, fisici, geologici e biologici
Il sistema climatico
Le dinamiche del riequilibrio climatico
Diagramma termo - pluviometrico per l’Olocene in Europa
Ricostruzione delle temperature negli ultimi 1000 anni
Schema di sintesi dell’Olocene in Europa Durata Fase il clima in Europa note
8800-8200 a.C.
Dryas recente (ultima
fase della glaciazione di
Wurm) molto freddo
8200 a.C.
Inizia l’Olocene (era climatica attuale)
8200-6800 a.C. Pre-boreale Caldo arido Mesolitico
6800-5500 a.C. Boreale mite Mesolitico
5500-4000 a.C. Atlantico antico Caldo-umido Mesolitico
4000-2500 a.C. Atlantico recente caldo Neolitico
2500-800 a.C. Sub-boreale
Variabile (una grande siccità
interessa il Mediterraneo dal 1200
all’850 a.C. e determina la
scomparsa della civiltà micenea e
ittita (Carpenter, 1978). Età dei metalli
800 a.C.inizia il sub-atlantico
(fase climatica attuale)
800-300 a.C. sub-atlantico
Freddo – umido
(espansione glaciale) Tarda età del ferro
300-100 a.C. sub-atlantico Mite Civiltà romana
100 a.C. – 400 d.C. sub-atlantico Caldo arido Civiltà romana
400-750 d.C. sub-atlantico Freddo Alto medioevo
750-1200 d.C. sub-atlantico Caldo
Esplorazioni
vichinghe
1200-1350 d.C. sub-atlantico Freddo Basso medioevo
1350-1550 d.C. sub-atlantico Fresco
Basso medioevo-
Rinascimento
1550-1850 d.C. sub-atlanticoForte freddo – "piccola
glaciazione”
1850-1950 d.C. sub-atlantico Caldo
1950-1975 d.C. sub-atlantico Episodio fresco
Dal 1975 sub-atlantico Caldo
I grafici dell’IPCC
Attività solare
L’indice NAO dal 1825 a oggi (fonte: CRU East Anglia University)
1980circa: nuova fase climatica
Vapore acqueo: è il più attivo gas serra -> il 90-95 % del riscaldamento complessivo si devono ad esso. Anidride carbonica: contribuisce per il 4.2-8.4% all’effetto serra complessivo -> pesa 1.4-2.8°C (nel 4.2-8.4% sono considerati anche gli effetti indiretti legati all’aumento di vapore acqueo innescato dall’aumento di temperatura). Gas serra rimanenti (protossido d’azoto, ozono, metano, ecc.) contribuiscono per il rimanente 0.8-1.6% all’effetto serra complessivo L’incremento di gas serra come metano, biossido d’azoto e clorofluorocarburi non ha effetto diretto sulla vegetazione ma solo sull’incremento termico.
I gas serra
I grafici dell’IPCC
I grafici dell’IPCC
L’AGRICOLTURA E IL CAMBIAMENTO CLIMATICO
IL CAMBIAMENTO E LA VARIABILITÀ CLIMATICA HANNO UN IMPATTO SUL SISTEMA AGRARIO :
ELEVATA CONCENTRAZIONE DI CO2, VARIAZIONI DELLE TEMPERATURE,
QUANTITATIVI DI PRECIPITAZIONE E LORO DISTRIBUZIONE EVENTI ESTREMI DI SEGNO OPPOSTO
EVAPOTRASPIRAZIONE
MODIFICA DELL’EQUILIBRIO DELL’ AGROECOSISTEMA (SUOLO – PIANTA – COMPLESSO BIOTICO)
IN AGRICOLTURA E’ FONDAMENTALE PERO’ DISTINGUERE I FENOMENI E GLI EFFETTI NEL LUNGO PERIODO (TREND)
E NEL MEDIO-BREVE PERIODO
• Incremento dei tassi di fotosintesi netta e incrementi di biomassa prodotta e di produzione (se condizioni ottimali di luce, temperatura, nutrienti, e dotazione idrica dei terreni) • Aumento e sviluppo anticipato dell’area fogliare con aumento della traspirazione nelle prime fasi di sviluppo della pianta e con precocità nella riduzione del contenuto idrico del suolo
• I tassi di respirazione rimangono invece invariati anche a fronte di un raddoppio della concentrazione di CO2 in quanto si riduce la traspirazione ma l’area fogliare aumenta
•Riduzione della conduttanza stomatica fino ad un 25% con riduzione della traspirazione •Aumento dell’efficienza d’uso dell’acqua
AUMENTO DELLA CO2 - ECOFISIOLOGIA
•Anticipo del periodo vegetativo e Allungamento della stagione vegetativa in zone ora fresche
•Contrazione della stagione vegetativa in aree già calde con riduzione del periodo di accumulo dei fotosintetati e maturazione
• Espansione in quota ed in latitudine degli areali di coltivazione
• Aumento della produttività (condizioni ottimali di disponibilità idrica e sostanze nutritive) in zone più fresche e Riduzione della produttività in aree già calde in particolare se si verifica una crescita delle temperature minime notturne per aumento dei tassi di respirazione (Fase oscura)
• Aumento dell’evapotraspirazione a causa del mutamento della pressione di vapore e per l’aumento nella precocità e nell’entità dello sviluppo dell’area fogliare
• Modifiche della fertilità dei suoli (desertificazione, lisciviazione, mineralizzazione)
• Miglioramento della sopravvivenza degli organi svernanti del complesso biotico
AUMENTO DELLA TEMPERATURA
QUANTITA’ E DISTRIBUZIONE DELLE PRECIPITAZIONI
L’effetto dei cambiamenti descritti dipenderà anche fortemente dallo scenario di precipitazioni che si verificherà (il 90% dei simulatori climatici predice un calo): in generale l’effetto delle precipitazioni (evaporazione /precipitazione) modifica le funzioni dell’ecosistema soprattutto nelle aree marginali. In condizioni di maggiore CO2 bisognerà promuovere una maggiore efficienza dell’uso dell’acqua e ottimizzare lo sviluppo radicale
IPCC,2007
EFFETTI SUL CICLO IDROLOGICO
• Il cambiamento climatico potrà avere un impatto di primaria importanza sul ciclo idrologico e sull’irrigazione delle colture
• L’impatto sarà superiore anche a quello della crescita delle temperature
• A livello di bilancio idrologico complessivo si prospetta una tendenza soprattutto in certe regioni ed in certe stagioni (Sud ed Ovest Europa e Nord Africa) ad una sostanziale riduzione dei contenuti idrici dei terreni agrari.
VARIAZIONE % DEI TERRENI AGRICOLI
VARIAZIONE °C
VARIAZIONI NEGLI ECOSISTEMI
IL CAMBIAMENTO CLIMATICO E LA VARIABILITA’ CLIMATICA HANNO UN ELEVATO IMPATTO SULLE COLTURE, SU FITOPATIE E PARASSITI E SULLE LORO INTERAZIONI
IPCC,2007
ALCUNE INFESTANTI RISPONDONO +POSITIVAMENTE
DELLE PIANTE COLTIVATE
CONTROLLO PIU’ DIFFICILE CON ERBICIDI (Ziska et al.
1999)
MAGGIOR C/N NELLE PIANTE: PABULUM MENO
NUTRIENTE PER GLI INSETTI DANNOSI
MAGGIORI DIFESE A BASE SI CARBONIO: FOGLIE PIU’
SPESSE, PIU’ TANNINI E FENOLI
MENO MICRONUTRIENTI NELLE PIANTE
CO2
PRECIPITAZIONI
ALCUNE INFESTANTI ESTIVE SI GIOVERANNO DELLA
DIMIUZIONE DELLE PRECIPITAZIONI
CONDIZIONI PIU’ OTTIMALI PER DITTERI
EVENTI ESTREMI POSSONO FAVORIRE LA DIFFUSIONE
DI NUOVE INFESTANTI
TEMPERATURA
PIU’ SPECIE NOCIVE SARANNO IN GRADO DI SUPERARE
GLI INVERNI
SVILUPPO PIU’ RAPIDO IN ESTATE
MAGGIORE RESISTENZA AGLI INSETTICIDI
MAGGIOR TASSO DI RIPRODUZIONE
ALTE TEMPERATURE POSSONO ANCHE RIDURRE
CAPACITA’ RIPRODUTTIVE
INFESTANTI, FITOPATIE E PARASSITI
GLI EFFETTI NEL MEDIO – BREVE PERIODO
• AUMENTO DELLA FREQUENZA DI ANOMALIE DI SEGNO OPPOSTO
• PERSISTENZA DEI FENOMENI DI SEGNO OPPOSTO
• AUMENTO DELL’INTENSITA’ DEI FENOMENI DI SEGNO OPPOSTO
• IRREGOLARITA’ NELLA DISTRIBUZIONE DELLE PRECIPITAZIONI
• MAGGIORI RISCHI DI AVVERSITA’ ABIOTICHE
• SQUILIBRI NEI PROCESSI VEGETATIVI E RIPRODUTTIVI
• MUTAMENTI NEGLI EQUILIBRI PIANTA-PATOGENO
• IRREGOLARITA’ NELLO SVILUPPO FENOLOGICO
Temperatura massima annua nord Italia, 2014
0
5
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Media
Temperatura massima annua centro Italia, 2014
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Temperatura massima annua sud Italia, 2014
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TEMPERATURE MASSIME MENSILI 2014
Temperatura massima annua nord Italia, 2015
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Temperatura massima annua centro Italia, 2015
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TEMPERATURE MASSIME MENSILI 2015
Temperature medie mensili 2016
0.0
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Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set
Media 97-14
2016
TEMPERATURE MEDIE MENSILI 2016
• Gelata “nera” mista per effetto combinato di avvezione e irraggiamento che si è verificata dopo 2 mesi eccezionalmente caldi
• Umidità relativa bassa e ventosità elevata
• Pochi o forse nulli riscontri paragonabili negli ultimi 35 anni
• Colpa del cambiamento climatico ?
Indubbiamente gli effetti del cambiamento climatico si manifestano con aumento della frequenza, intensità e persistenza di eventi anomali od estremi di segno opposto
EVENTO DEL 18 – 21 APRILE 2017
Come si può rispondere in ambito agrario?
ATTIVITA’ DI PREVISIONE A LUNGO – MEDIO - BREVE PERIODO
PREVISIONE DI SCENARI FUTURI E DEGLI EFFETTI DELLE ATTIVITA’ DI MITIGAZIONE ED ADATTAMENTO
ATTIVITA’ DI PREVENZIONE
PIANIFICAZIONE - PROGRAMMAZIONE – RICERCA – ALLESTIMENTO DI STRUTTURE E SERVIZI - FORMAZIONE ED INFORMAZIONE
GESTIONE DELL’EMERGENZA
IMPIEGO DELLE STRUTTURE E DEI SERVIZI PREDISPOSTI IN “TEMPO DI PACE”
Libro Bianco della Commissione Europea (1 aprile 2009) L’adattamento ai cambiamenti climatici: verso un quadro d’azione
europeo • invita gli Stati Membri a dotarsi di strategie nazionali entro il 2012 • avvia un processo istituzionale
• Lancio della Strategia Europea per l’Adattamento – 29 aprile 2013, Bruxelles
NORMATIVA DI RIFERIMENTO
A livello nazionale Strategia Nazionale di Adattamento (SNA)
22 febbraio 2013 •Sensibilizzazione di stakeholders e decisori politici •Analisi delle possibilità di integrazione dell’adattamento nelle varie agende politiche •Raccomandazioni e linee guida per costruire capacità adattiva in vari settori e varie scale territoriali (nazionale, regionale e locale) e ridurre i costi per la società
PNA (Piano Nazionale di Adattamento): •Implementazione SNA – allocazione risorse economiche •Valutazione della implementazione
NORMATIVA DI RIFERIMENTO
“Sfide ed opportunità dello sviluppo rurale per la mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici”
o realizzato dal MiPAAF nell’ambito dello
“Sviluppo Rurale” e alla cui redazione hanno contribuito anche i ricercatori di Agroscenari
o Il Libro Bianco propone alcune raccomandazioni, che sottolineano cose da fare o mantenere affinché si possa pensare a possibili azioni concrete operative nella linea di favorire l’adattamento dell’agricoltura ai CC
LIBRO BIANCO DEDICATO ALL’AMBITO RURALE
Programmazione e pianificazione strutturale
• razionalizzazione impianti irrigui, impianti antigrandine e antigelo
• sviluppo di reti di monitoraggio
• sostegno di servizi di assistenza tecnica
• creazione di invasi idrici e efficientamento reti di distribuzione
• adeguamento strutture zootecniche
• sviluppo di impianti di desalinizzazione
• promozione impianti per produzione bioenergia o compostaggio
Strategie di adattamento
Orientamenti nella gestione colturale • Definizione ed applicazione di buone pratiche agricole e gestione agronomica • Lavorazioni conservative per la riduzione dell’evaporazione del suolo e aumento dell’infiltrazione • Rotazione colturale • Cambio uso del suolo e sviluppo di nuove cultivar • Scelta delle varietà • Epoca di semina e/o trapianto • Ottimizzazione della fertilizzazione e mantenimento della fertilità del suolo • Difesa integrata e biologica • Razionalizzazione irrigazione • Gestione zootecnica • Ripristino delle terre degradate
Strategie di adattamento
Le principali raccomandazioni indicate dall’IPCC per la mitigazione dell’effetto serra, sono:
• la rotazione delle colture e la pianificazione degli indirizzi produttivi • la gestione dei nutrienti del suolo e dei processi di concimazione
• il miglioramento della gestione del patrimonio zootecnico e della disponibilità di pascoli e foraggi
• il mantenimento della fertilità del suolo e il ripristino delle terre degradate
Strategie di mitigazione
1. Arricchimento del suolo in carbonio
concimazione organica
agricoltura biologica al minimo la lavorazione del suolo
Aumentare il carbonio organico nel suolo
2. Sistemi di coltivazione ad alto contenuto in carbonio:
colture perenni legnose ed
erbacee, cereali perenni, sistemi
agroforestali
sostituzione delle colture erbacee
con colture arboree a valore
alimentare
3. Sistemi di allevamento compatibili:
rotazione razionale dei pascoli
integratori alimentari per gli animali, per
ridurre le emissioni da parte del rumine
digestione anaerobica
valorizzazione del biogas prodotto
4. Proteggere e potenziare i carbon sink di foreste e praterie:
fermare deforestazione ridurre gli incendi
Alcune azioni di mitigazione
5. Ripristino della vegetazione nelle aree degradate:
riforestazione dei bacini idrici creazione di corridoi ecologici
6. Sviluppo di tecnologie per produzione di bioenergie
7. Gestione irrigua:
SVILUPPO ED UTILIZZO DEI
DECISION SUPPORT SYSTEMS
• Diffusione dei metodi irrigui localizzati
• Ottimizzazione della programmazione irrigua a scala comprensoriale sulla base di bilanci evapotraspirometrici • controllo dello stato idrico del suolo o della pianta • Informazioni da remote sensing • Impiego di acque salmastre o comunque di minore qualità • Tariffazione dell’acqua a consumo e non a superficie • Gestione irrigua attraverso il calcolo del bilancio idrico
Alcune azioni di mitigazione
Lavorare in modo integrato con tutti gli “attori” dell’agroecosistema
Tradurre le innovazioni della ricerca in servizi ed in orientamenti per i
decisori politici
Migliorare e diffondere tecnologie, reti di monitoraggio e servizi
operativi previsionali
Approfondire la modellistica agronomica, agrometeorologica e
fitopatologica.
Contribuire alla costruzione di Sistemi di Supporto alle Decisioni per la
programmazione delle scelte e l’ottimizzazione delle risorse.
Formare ed informare scientificamente e correttamente evitando
inutili catastrofismi od allarmismi o “mode e tendenze”
CONCLUSIONI