INDICATORI VEGETALI DI CAMBIAMENTO CLIMATICO (CCIV)

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1 INDICATORI VEGETALI DI CAMBIAMENTO CLIMATICO (CCIV) Giovanni Dal Monte, Roberta Alilla, Chiara Epifani, Riccardo Scano

2 ricerca n 8 CCIV PRODOTTI PREVISTI - fenologica (sezione dati fenologici della BDAN del SIAN) - Acquisizione serie storiche di dati fenologici con priorità per le aree test del progetto - Modelli fenologici operativi - Analisi di serie storiche (normali fenologiche, andamento nel passato e tendenze in atto) - Scenari fenologici

3 Modelli e carte fenologiche

4 Modelli e carte fenologiche Obiettivo Realizzare un ambiente di analisi e previsione fenologica multi-modello per la produzione operativa di carte fenologiche nazionali, che siano di supporto alle decisioni agronomiche e permettano anche la produzione di scenari fenologici basati sugli scenari climatici previsti. Modalità Inserimento di nuovi modelli fenologici nel Sistema Informativo Agricolo Nazionale (SIAN) del MiPAAF e potenziamento del sistema, con la produzione anche di carte previsionali oltre che di analisi. Dagli anni '90 all'interno del SIAN del MiPAAF sono attivi alcuni modelli fenologici di colture (mais precoce e tardivo, girasole, soia, barbabietola da zucchero, orzo, frumento duro e tenero). Tali modelli sono utilizzati per la stima dell evapotraspirazione delle colture -come subroutine all interno dei modelli di bilancio idrico e di stima delle rese- e per la produzione di carte fenologiche di analisi.

5 Modelli e carte fenologiche NUOVI MODELLI: a partire da quelli sviluppati nell ambito del progetto IPHEN (Italian Phenological Network (cma.entecra.it/iphen/) per vite, olivo, sambuco, cipresso e robinia. Perché i modelli IPHEN? Sono modelli (Mariani et al., 2012) sviluppati e calibrati con serie storiche provenienti da differenti aree del territorio nazionale, caratterizzati da: - parsimonia (in termini di variabili di input), - parametrizzazione minimale (in ragione della ridotta disponibilità di serie storiche fenologiche), - robustezza (in quanto è possibile ottenere le carte anche con dati di input incompleti), -- flessibilità (in termini di adattabilità a un vasto insieme di specie e varietà), -- output standard: fase fenologica nella scala BBCH (Meier, 2001), che costituisce attualmente il riferimento internazionale Obiettivo: trasformare il sistema IPHEN (prototipale, semiautomatico, a scansione settimanale) in un sistema operativo, automatico,con produzione giornaliera di analisi e previsioni fenologiche.

6 Modelli e carte fenologiche Modelli operativi Specie Cardinali ( C) Equazioni NHH-BBCH Vitis vinifera cv. Chardonnay (fasi vegetative) 12, 24, 26, 35 BBCH = 7E-05 NHHsum NHHsum NHHsum BBCH = 3E-08 NHHsum 3-7E-05 NHHsum NHHsum Vitis vinifera cv. Chardonnay (fasi riproduttive) Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon (fasi vegetative) Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon (fasi riproduttive) Olea europaea 7, 26, 35 12, 24, 26, 35 BBCH = 1 E-08 NHHsum 3 4 E-05 NHHsum NHHsum , 24, 26, 35 BBCH = -5E-06 NHHsum NHHsum NHHsum BBCH = 2E-08 NHHsum 3-6E-05 NHHsum NHHsum , 24, 26, 35 BBCH =1 E-08 NHHsum 3 5 E-05 NHHsum NHHsum BBCH = Ln (NHHsum) (Lat-38.2) (NHHsum / 3000) Robinia pseudoacacia 10, 22, 28 BBCH = NHHsum Sambucus nigra 1, 20, 32 BBCH = NHHsum Cupressus sempervirens 0, 8, 17 BBCH = NHHsum *Lat(utm)

7 Modelli e carte fenologiche Attività svolte: Passaggio dall ambiente Delphi di IPHEN all ambiente C del SIAN Confronto e validazione modelli a 30 Km Passaggio da 30 km a 10 km Pagine informative: /pages/serveblob.php/l/it/idpagina/6101

8 Modelli e carte fenologiche Attività in corso: Verifica e ricalibrazione modelli IPHEN 2.0 Implementazione modelli per Oryza sativa, Lobesia botrana,

9 Modelli e carte fenologiche Attività da svolgere: Validazione nelle aree test di Agroscenari (necessità di dati rilevati in loco) Normali fenologiche Scenari fenologici a partire da scenari climatici

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11 In Italia, nonostante siano molte le istituzioni coinvolte nello studio della fenologia e nei rilievi fenologici (Giardini Fenologici Italiani, Università, Enti di Ricerca, Agenzie Regionali, ecc.) non esiste una Banca Dati che abbia il compito di raccogliere sistematicamente i dati provenienti da queste realtà. All interno del Progetto di ricerca Agroscenari, il CRA-CMA ha realizzato la Banca Dati Nazionale di dati Fenologici (Dal Monte et al., 2010) con lo scopo di raccogliere, controllare, standardizzare e mettere a disposizione dei servizi di sviluppo agricolo e della ricerca i dati fenologici prodotti a livello nazionale. Questa Banca Dati rappresenta la Sezione di Fenologia della Banca Dati Agrometeorologica Nazionale (BDAN) del Sistema Informativo Agricolo Nazionale (SIAN) del Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali.

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13 Caratteristiche: inserimento on-line dei dati ; caricamento dei dati storici attraverso procedure automatiche (procedure batch); procedure di controllo di qualità del dato : l operatore controlla completezza coerenza e formato del dato al momento dell inserimento; l immissione manuale del dato avviene tramite elenchi a tendina che contengono solo gli eventi relativi alla specie trattata; il software opera un controllo di coerenza temporale (fase fenologica nel periodo appropriato e in sequenza corretta rispetto ai dati già inseriti); l accesso ai dati archiviati avviene a differenti livelli: gli utenti autorizzati (fornitori di dati, ricercatori, ecc.) possono accedere alla banca dati per i dati di loro competenza; per gli altri utenti saranno realizzate pagine web con informazioni e statistiche generali sui dati; scala di riferimento: BBCH; possibilità di archiviare anche dati rilevati con altre scale fenologiche, con conversione in BBCH al momento dell estrazione del dato.

14 DATI PRESENTI: Progetto IPHEN Vitis vinifera (Chardonnay e Cabernet sauvignon): 30 siti dal 2006; Sambucus nigra: 13 siti dal 2006 Cupressus sempervirens: 27 siti dal 2008; Cupressus arizonica: 15 siti dal 2010; Olea europaea: 26 siti (13 cvv) dal 2010; Robinia pseudoacacia: 20 siti dal 2010 Università di Bologna Sambucus nigra, Robinia pseudoacacia e altre specie spontanee, dal 1975; Università di Perugia 8 specie dal 1997 del Giardino Fenologico di S. Apollinare (PG); 8 specie dal 2008, 2 Giardini Fenologici di Rieti; ARPA-Emilia Romagna Triticum durum 228 siti, Triticum aestivum 394 siti, Zea mays 275 siti, Hordeum vulgare 213 siti, Beta vulgaris 348 siti, Solanum lycopersicum 250 siti, Glycine max 11 siti, Medicago sativa 212 siti, Sorghum vulgare 9 siti, Solanum tuberosum 30 siti, Allium cepa 21 siti, Helianthus annuus 25 siti, dal 1869 al 1997 della Stazione Agrofenologica; 41 specie dal 1990 del Giardino Fenologico di S. Pietro Capofiume, Molinella (BO); Fondazione Mach Istituto Agrario San Michele (TN) Vitis vinifera (Chardonnay) 3 siti dal 1986 al 2007

15 sito Internet con informazioni e statistiche sulla banca dati 1/2

16 sito Internet con informazioni e statistiche sulla banca dati 2/2

17 Attività in corso: automatizzazione acquisizione dati digitalizzazione dati pregressi (a oggi osservazioni) Acquisizione nuove serie storiche (Marche, Piemonte, Sardegna, ) Interrogazione combinata dati fenologici e meteorologici Semplificazione accesso ai dati

18 Semplificazione accesso ai dati ricerca n 8 CCIV BOLOGNA 11 aprile 2013 prendendo spunto dalla complessità, sia per i gestori sia per gli utenti, del sistema SIAN di gestione degli accessi tenendo conto degli attuali processi di delocalizzazione e dematerializzazione dei domini d interesse per: - migliorare efficienza ed efficacia degli utilizzatori del DB - consentire un maggior livello di condivisione e di integrazione delle varie realtà di interesse attraverso un approccio modulare, diversificato ed evolutivo del contesto, Le scelte per lo sviluppo del Web Information Systems sono state rivolte alle architetture distribuite e alle basi dati eterogenee, per i relativi vantaggi di interoperabilità, flessibilità, scalabilità e affidabilità del sistema.

19 Semplificazione accesso ai dati Schema architetturale (in fase di analisi): - lato CLIENT : le web user interface al momento in fase di studio sono del tipo minimal UI per i dispositivi desktop e portatili, mentre per i dispositivi mobili sono di tipo open. Per l inserimento dei dati, l utente è guidato attraverso una serie di selezioni ed inserimenti controllati a secondo della tipologia del tematismo trattato. Inoltre, per la fase d interrogazione è prevista una maschera di composizione query personalizzata, a seconda del livello dei permessi assegnati all utente. - lato SERVER : è basato sui moduli Php integrati nel web server open Apache. - DBMS: nella prima fase di progettazione concettuale e logica è stato utilizzato MS Access 2007, mentre per lo schema fisico in produzione è stato adottato MySQL con i relativi adattamenti strutturali. L interoperabilità tra la base dati fenologica operativa ed ufficiale (DB Oracle gestito dal SIAN) e il nostro nodo d integrazione finalizzato ai rilievi fenologici, dovrà essere effettuata attraverso uno scambio dati in formato XML ed eventualmente, nel caso di esposizione pubblica dei dati stessi (open data), attraverso l uso di web services.

20 Semplificazione accesso ai dati maschere immissione dati

21 Collegamenti europei: PEP (Pan European Phenological database)

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