Programma di Tirocinio/Stage. Metodologie e modelli per la quantificazione delle emissioni di CO 2 dal suolo negli ecosistemi agrari e forestali

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1 Al Consorzio 21 Edificio 2- Polaris Programma Master and Back Loc. Piscina Manna 9010 Pula Programma di Tirocinio/Stage Metodologie e modelli per la quantificazione delle emissioni di CO 2 dal suolo negli ecosistemi agrari e forestali 1. Soggetto Proponente (Operante in Sardegna) Ragione Sociale Università degli Studi di Sassari Indirizzo Via De Nicola Sassari Telefono: 079/ / Fax: 079/ spano@uniss.it Direttore Dipartimento Prof. Pietro Deidda Rappresentante Legale (Rettore) Prof. Alessandro Maida Referente per il Programma Prof.ssa Donatella Spano 1

2 Tipologia Università Breve Presentazione del Soggetto Proponente Operante in Sardegna Il Dipartimento di Economia e Sistemi Arborei è costituito dalle sezioni Economia e Politica Agraria e Agroecosistemi Arborei. Quest ultima opera nel campo delle specie di interesse agrario, forestale e naturalistico con particolare riferimento alla biologia, alla fisiologia, all'ecofisiologia, e alla gestione delle risorse ambientali. Dagli anni ottanta, particolare sviluppo ha avuto l'attività svolta nell'ambito della biometeorologia attraverso la partecipazione a numerosi progetti di ricerca nazionali ed internazionali volti all'approfondimento e allo sviluppo teorico e metodologico di diverse tematiche: - quantificazione degli scambi fra superfici vegetate e atmosfera, modellizzazione del flusso evapotraspirativo e sviluppo di metodologie per la valutazione degli stati di stress idrico e termico. - progettazione e realizzazione di reti di monitoraggio agrometeorologico come base per lo sviluppo di servizi per l'assistenza tecnica in agricoltura e per il monitoraggio ambientale. - gestione delle foreste, prevenzione dell'erosione e degli incendi e individuazione delle tecniche di recupero delle aree percorse dal fuoco, valutazione del degrado ambientale delle aree mediterranee in rapporto ai rischi derivanti dalla intensa attività zootecnica e allo stato funzionale degli ecosistemi. - effetti dei cambiamenti e delle variazioni climatiche sui sistemi agrari e forestali. Il DESA presenta un ampia attività di ricerca in collaborazione con Enti, Università, Centri di Ricerca nazionali ed internazionali. 2. Soggetto Ospitante (Operante Fuori dalla Sardegna) Ragione Sociale Max-Planck-Institute for Biogeochemistry (MPI-BGC). Jena, Germany Indirizzo P.O. Box , Jena, Germany Telefono Fax wkutsch@bgc-jena.mpg.de Rappresentante Legale Chair Prof. Dr. E. D. Schulze Referente per il Programma Dr. Werner Kutsch Tipologia Centro di Ricerca Internazionale 2

3 Breve Presentazione del Soggetto Ospitante L Istituto di Biogeochimica Max Planck (MPI-BGC) è un centro di Ricerca della German Max Planck Society fondato nel 1997 con sede a Jena (Germania). La Max Planck Society è un ente, con sede in Germania, che può essere paragonato, come compiti istituzionali, al Consiglio Nazionale delle Ricerche. Infatti si svolgono attività complementari al lavoro di ricerca universitario, mentre in alcuni settori di ricerca la Società svolge direttamente un ruolo di primo piano. La qualità del lavoro di ricerca della Società è ampiamente riconosciuta da vari attestati di carattere internazionale. Basti pensare che dalla data di fondazione, avvenuta nel 1948, la Società ha avuto 16 premi Nobel tra i suoi ricercatori. Nel 2003, su 105 scienziati e ricercatori tedeschi che hanno avuto riconoscimenti e premi di carattere internazionale, 41 facevano parte della Max Planck Society ( L Istituto di Biogeochimica compare anche nei primi 500 posti della classifica internazionale delle highly cited Institutions ( Il suo campo di attività riguarda gli studi sui cicli biogeochimici globali e le loro interazioni con il clima. L Istituto abbina ricerche basate sull osservazione dei processi di base (carbonio del suolo, struttura delle comunità vegetali, processi di crescita e nutrizione delle piante, flussi tra vegetazione e atmosfera, strato limite convettivo) con la modellizzazione a scala globale (per esempio dinamiche della vegetazione, ciclo globale del carbonio, modellizzazione dei fenomeni di aerosol). Attualmente l Istituto ha uno staff, tra personale scientifico e tecnico, di più di 100 persone. Oltre ai Direttori di chiara fama, il Prof. E. D. Schulze e il Prof. M. Heimann, all MPI-BGC un numero notevole di ricercatori eccellenti lavora alle problematiche sui cicli biogeochimici a diversi livelli (Dr. G. Gleixner, PhD Dr. W. Kutsch, Dr. C. Gerbig, Dr. C. Roedenbeck, Dr. G. Churkina). Il MPI-BGC è una delle Istituzioni di riferimento a livello mondiale negli studi sui cicli biogeochimici e partecipa a diversi progetti internazionali di ricerca, come ad esempio il progetto europeo CARBOEUROPE-IP Project e ne ospita la sede scientifica. È uno dei componenti del progetto Continental Integration. Inoltre l Istituto è uno dei partecipanti più impegnati nel recente progetto europeo NITROEUROPE. Tiene inoltre contatti con i media e con una ampia fascia di persone della comunità scientifica. 3. Accordo/Programma di Collaborazione Tipologia dell Accordo/Programma di Collaborazione Sviluppo della Ricerca Scientifica e Tecnologica. Descrizione dell Accordo/Programma di Collaborazione Premessa Nella complessa problematica degli studi sul ciclo globale del carbonio, la quantificazione delle emissioni di CO 2 dal suolo (indicata anche come respirazione del suolo) e le ricerche sui fattori guida di questo processo assumono un ruolo di primo piano. Il contenuto in carbonio, tra suolo e biomassa, è circa 3 volte quello dell atmosfera e le emissioni di CO 2 dal suolo giocano un ruolo di primo piano nel ciclo globale del carbonio. Questo processo, secondo come quantità di CO 2 scambiata solo alla fotosintesi lorda, muove ogni anno mediamente qualcosa come Pg di carbonio. La produzione di CO 2 nel suolo è dovuta fondamentalmente all attività microbica e radicale e, in misura minore, all attività di ossidazione chimica, mentre la forza che guida il flusso di CO 2 dal suolo è il gradiente di concentrazione. In generale, i tassi di rilascio di CO 2 dal suolo sono in relazione alle caratteristiche dei diversi suoli; la temperatura e l umidità sono due tra i fattori guida più importanti in quanto influenzano in misura diretta i processi alla base della produzione di CO 2 nel suolo. Nonostante il processo rivesta una importanza di primo piano nel ciclo globale del carbonio, solo in questi ultimi anni si nota un certo interesse negli studi sulla respirazione del suolo, volti da un lato alla quantificazione del contributo dei diversi ecosistemi, sia agrari sia forestali, e dall altro agli aspetti metodologici delle tecniche di misura. Risultano inoltre interessanti gli studi sui fattori che regolano questo flusso, anche in funzione della modellizzazione a scala spaziale e temporale del processo. Le misure di respirazione del suolo, effettuate in combinazione con altre tecniche di misura degli scambi di materia ed energia tra vegetazione ed 3

4 atmosfera (quali ad esempio l Eddy Covariance), sono inoltre fondamentali per separare il contributo del suolo da quello delle altre componenti epigee del sistema. Obiettivi L obiettivo principale di questo programma di ricerca è lo sviluppo di una metodologia di misura della respirazione del suolo e di una procedura di analisi dei dati. Lo studio del processo di respirazione del suolo e la quantificazione del flusso di CO 2 effettuate in un ecosistema naturale appartenente alla rete europea di monitoraggio del progetto CARBOEUROPE e i dati di alcune campagne di monitoraggio effettuate in Sardegna costituiranno la base dati dell analisi. Il sito europeo, ubicato in Germania, presenta alcune peculiarità. In particolare, mostra tassi respirativi insolitamente alti in comparazione a siti simili. Le misure che saranno effettuate forniranno quindi informazioni fondamentali anche in funzione di un analisi di tipo metodologico, ovvero serviranno per spiegare se questa anomalia nei tassi respirativi è una caratteristica del sito o se si tratta di una deriva metodologica. Il problema non è di secondaria importanza, in quanto, a tutt oggi, uno dei fattori che limita le conoscenze sulla respirazione del suolo è proprio la mancanza di una metodologia standard di misura. Attività Realizzate e/o Previste Nell ambito del programma Master and Back il tirocinante/stagista lavorerà, in accordo con i ricercatori già impegnati nel progetto in due fasi: un primo periodo, della durata di circa 4 mesi, dove verrà messa a punto la tecnica ottimale per le misure di campo e verrà effettuata la campagna sperimentale di misure e un secondo periodo, di circa 2 mesi, che prevede l analisi dei dati raccolti e la messa a punto di un modello spaziale di respirazione del suolo. Risultati Attesi Un primo risultato atteso è la messa a punto di una metodologia di misura affidabile e ripetibile, adottabile anche in tutti gli altri siti. Ci si attendono, inoltre, risultati capaci di spiegare e definire meglio la complessa problematica legata alle misure in siti difficili, ovvero con condizioni di contorno al limite delle condizioni teoriche ottimali per l esecuzione delle misure. In terzo luogo, l ottenimento di un modello spaziale rappresenta uno strumento di indubbia utilità in questo tipo di studi Piano di Lavoro Il piano di lavoro è stato concordato con i responsabili scientifici del progetto CARBOEUROPE e sarà articolato nelle seguenti fasi: 1. studio della strumentazione e delle tecniche di misura della respirazione del suolo 2. messa a punto della metodologia di misura 3. raccolta dei dati sperimentali 4. analisi dei dati e verifica dei risultati ottenuti 5. messa a punto di un modello spaziale di respirazione del suolo Risorse Professionali Impegnate Nell attività di tirocinio/stage proposta sarà impegnato un tirocinante/stagista che verrà ospitato nelle strutture dell Istituto di Biogeochimica Max Planck (MPI-BGC) di Jena (Germania) per un periodo di 6 mesi. L Istituto rappresenta un centro di eccellenza nel settore degli studi sui cicli biogeochimici, in particolare sugli aspetti legati agli ecosistemi naturali ed agrari. In questo periodo l attività di ricerca sarà coordinata dal Dr. Werner Kutsch, coordinatore dei siti tedeschi del progetto CARBOEUROPE e dal Prof. E. D. Schulze, Direttore dell Istituto. 4

5 Risorse Finanziarie Impegnate Nessuna Modalità di formalizzazione dell accordo/programma di Collaborazione La collaborazione tra le due istituzioni scientifiche è stata formalizzata mediante un accordo bilaterale firmato dalle due parti interessate (Allegato: Agreement of Cooperation). Piano del Tirocinio/Stage Metodologie e modelli per la quantificazione delle emissioni di CO 2 dal suolo negli ecosistemi agrari e forestali Obiettivi Formativi Il tirocinante/stagista, lavorando presso l Istituto di Biogeochimica Max Planck (MPI-BGC), acquisirà nuove competenze nel settore della micrometeorologia, in particolare per quanto riguarda le tecniche di misura ed elaborazione dei dati di respirazione del suolo. Avrà la possibilità di lavorare con ricercatori qualificati in questo settore e svilupperà competenze nel settore della modellistica dei processi di rilascio di CO 2 dal suolo. Obiettivi Professionali Il tirocinante/stagista, acquisite competenze innovative di notevole interesse nel campo dell agrometeorologia e del monitoraggio ambientale, potrà contribuire ad ampliare questo settore in vista di un suo inserimento lavorativo e professionale nella ricerca scientifica. Piano Analitico delle Attività Formative e Professionali 1. studio della strumentazione e delle tecniche di misura della respirazione del suolo 2. messa a punto della metodologia di misura 3. raccolta dei dati sperimentali 4. analisi dei dati e verifica dei risultati ottenuti 5. messa a punto di un modello spaziale di respirazione del suolo G L A S O N Requisiti Professionali Richiesti 5

6 Laurea Specialistica in Scienze e Tecnologie Agrarie 5 Dottorato di ricerca in Agrometeorologia 15 Esperienza nel settore della micrometeorologia comprovata dalla 15 partecipazione ad attività sperimentali specifiche del settore e/o progetti di ricerca Esperienza documentata nell analisi di data set micrometeorologici 5 Costi del Tirocinio/Stage Costi vitto e alloggio ( 1.200/mese) per 6 mesi = Costi di viaggio fino ad un massimo di Partecipazione Finanziaria degli Organismi Proponenti Non sono previsti costi per la frequenza del tirocinante/stagista presso il MPI-BGC. Il DESA si farà carico di eventuali costi aggiuntivi inerenti al programma di ricerca, attualmente non quantificabili. Il MPI-BGC metterà a completa disposizione del tirocinante/stagista le attrezzature scientifiche e tecniche necessarie all esecuzione del programma proposto. Piano di Valorizzazione Professionale del Tirocinante/Stagista Le competenze acquisite dal tirocinante/stagista saranno valorizzate all interno del Dipartimento di Economia e Sistemi Arborei o di altri Enti quali ARPA, CNR, Enti Parco, per il proseguimento dell attività di ricerca nel settore della micrometeorologia e del monitoraggio ambientale. Data di Presentazione delle Candidature per il Tirocinio/Stage Le candidature dovranno essere presentate entro il 26 Giugno 2006 Data di Inizio del Tirocinio/Stage Il Tirocinio/Stage avrà inizio in Luglio Durata del Tirocinio/Stage (mesi) Il Tirocinio/Stage avrà la durata complessiva di 6 mesi. Il Direttore del Dipartimento (Prof. Piero Deidda) 6

7 Si autorizza la Regione Autonoma della Sardegna, anche attraverso i Soggetti Attuatori del Programma Master and Back, a: pubblicizzare sul sito internet del Programma Master and Back e su altra documentazione specifica la presente scheda relativa al Programma di Tirocinio/Stage per il quale si richiede l erogazione del voucher; fornire i propri riferimenti di posta elettronica ai Soggetti interessati a partecipare al Programma di Tirocinio/Stage presentato nella presente scheda. Data, 5 aprile 2006 Prof. Pietro Deidda (Direttore del Dipartimento) Prof. Alessandro Maida (Rettore)