Il cambiamento climatico. Azioni e reazioni in agricoltura. Federico Spanna Accademia di Agricoltura di Torino

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1 Il cambiamento climatico Azioni e reazioni in agricoltura Federico Spanna Accademia di Agricoltura di Torino Vercelli, 18 Maggio 2017

2 Il sistema climatico E il risultato di complesse interazioni fra ATMOSFERA, IDROSFERA, CRIOSFERA, GEOSFERA e BIOSFERA per mezzo di processi chimici, fisici, geologici e biologici

3 Le dinamiche del riequilibrio climatico

4 Diagramma termo - pluviometrico per l Olocene in Europa

5 Ricostruzione delle temperature negli ultimi 1000 anni

6 Schema di sintesi dell Olocene in Europa Durata Fase il clima in Europa note a.c. Dryas recente (ultima fase della glaciazione di W urm) Inizia l Olocene (era climatica attuale) molto freddo 8200 a.c a.c. Pre-boreale Caldo arido Mesolitico a.c. Boreale mite Mesolitico a.c. Atlantico antico Caldo-umido Mesolitico a.c. Atlantico recente caldo Neolitico Variabile (una grande siccità interessa il Mediterraneo dal 1200 all 850 a.c. e determina la scomparsa della civiltà micenea e ittita (Carpenter, 1978) a.c. Sub-boreale Età dei metalli inizia il sub-atlantico 800 a.c. (fase climatica attuale) Freddo umido a.c. sub-atlantico (espansione glaciale) Tarda età del ferro a.c. sub-atlantico Mite Civiltà romana 100 a.c. 400 d sub-atlantico Caldo arido Civiltà romana d.c. sub-atlantico Freddo Alto medioevo Esplorazioni d.c. sub-atlantico Caldo vichinghe d.c. sub-atlantico Freddo Basso medioevo d.c. sub-atlantico Fresco Forte freddo "piccola d.c. sub-atlantico glaciazione d.c. sub-atlantico Caldo d.c. sub-atlantico Episodio fresco Dal 1975 sub-atlantico Caldo Basso medioevo- Rinascimento

7 I grafici dell IPCC

8 Attività solare

9 L indice NAO dal 1825 a oggi (fonte: CRU East Anglia University) 1980circa: nuova fase climatica

10 I gas serra Vapore acqueo: è il più attivo gas serra -> il % del riscaldamento complessivo si devono ad esso. Anidride carbonica: contribuisce per il % all effetto serra complessivo -> pesa C (nel % 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 % 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.

11 I grafici dell IPCC

12 I grafici dell IPCC

13 L AGRICOLTURA E IL CAMBIAMENTO CLIMATICO

14 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

15 AUMENTO DELLA CO 2 - ECOFISIOLOGIA 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 CO 2 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

16 AUMENTO DELLA TEMPERATURA 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

17 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 CO 2 bisognerà promuovere una maggiore efficienza dell uso dell acqua e ottimizzare lo sviluppo radicale IPCC,2007

18 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.

19 VARIAZIONE C VARIAZIONI NEGLI ECOSISTEMI VARIAZIONE % DEI TERRENI AGRICOLI

20 IL CAMBIAMENTO CLIMATICO E LA VARIABILITA CLIMATICA HANNO UN ELEVATO IMPATTO SULLE COLTURE, SU FITOPATIE E PARASSITI E SULLE LORO INTERAZIONI IPCC,2007

21 INFESTANTI, FITOPATIE E PARASSITI CO 2 TEMPERATURA 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 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 PRECIPITAZIONI ALCUNE INFESTANTI ESTIVE SI GIOVERANNO DELLA DIMIUZIONE DELLE PRECIPITAZIONI CONDIZIONI PIU OTTIMALI PER DITTERI EVENTI ESTREMI POSSONO FAVORIRE LA DIFFUSIONE DI NUOVE INFESTANTI

22 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

23 C TEMPERATURE MASSIME MENSILI 2014 C C Temperatura massima annua nord Italia, 2014 Temperatura massima annua centro Italia, Media Media mesi mesi Temperatura massima annua sud Italia, media mesi

24 C C TEMPERATURE MASSIME MENSILI 2015 C Temperatura massima annua nord Italia, 2015 Temperatura massima annua centro Italia, Media Media mesi mesi Temperatura massima annua sud Italia, media mesi

25 TEMPERATURE MEDIE MENSILI 2016 Temperature medie mensili Media Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set

26 EVENTO DEL APRILE 2017 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

27 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

28 NORMATIVA DI RIFERIMENTO 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

29 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

30 LIBRO BIANCO DEDICATO ALL AMBITO RURALE 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

31 Strategie di adattamento 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

32 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

33 Strategie di mitigazione 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

34 Alcune azioni di mitigazione 1. Arricchimento del suolo in carbonio concimazione organica agricoltura biologica Aumentare il carbonio organico nel suolo al minimo la lavorazione del suolo 2. Sistemi di coltivazione ad alto contenuto in carbonio: colture perenni legnose ed erbacee, cereali perenni, sistemi agroforestali 3. Sistemi di allevamento compatibili: rotazione razionale dei pascoli sostituzione delle colture erbacee con colture arboree a valore alimentare digestione anaerobica integratori alimentari per gli animali, per ridurre le emissioni da parte del rumine valorizzazione del biogas prodotto 4. Proteggere e potenziare i carbon sink di foreste e praterie: fermare deforestazione ridurre gli incendi

35 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: 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 SVILUPPO ED UTILIZZO DEI DECISION SUPPORT SYSTEMS

36 CONCLUSIONI 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