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

10

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25

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35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mesi

°C

2014

Media

Temperatura massima annua centro Italia, 2014

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

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2014

Media

Temperatura massima annua sud Italia, 2014

0

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mesi

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2014

media

TEMPERATURE MASSIME MENSILI 2014

Temperatura massima annua nord Italia, 2015

0

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

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2015

Media

Temperatura massima annua centro Italia, 2015

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Temperatura massima annua sud Italia, 2015

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

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°C

2015

media

TEMPERATURE MASSIME MENSILI 2015

Temperature medie mensili 2016

0.0

5.0

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15.0

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25.0

30.0

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