Impatto ambientale dei sistemi
colturali di collina: problematiche
aperte e ipotesi di scenari futuri
Pier Paolo Roggero
Università Politecnica delle Marche
Ancona
II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/03
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Introduzione
• Profondi cambiamenti hanno segnato l’agricoltura della
collina italiana dal dopoguerra ad oggi
– Calo degli addetti
– Aumento superficie aziendale
– Cambio generazionale
• Ulteriori elementi di incertezza
– mutamento degli indirizzi di politica agricola e territoriale
– nuovi ruoli assegnati all’agricoltura (Buckwell & Sotte, 1998)
– impatto dei cambiamenti climatici (Olesen & Bindi, 2002)
• I sistemi colturali basati su seminativi rappresentano una
quota molto rilevante dell’uso del suolo
– impatto del suolo nudo sul bilancio idrologico e dei nutrienti
– flessibilità e capacità di adattamento elevate
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Obiettivo del lavoro
• Riflessione sulle strategie e gli approcci della
ricerca sull’impatto ambientale dei sistemi
colturali di collina, nell’ottica di supportare il
cambiamento verso sistemi più sostenibili
• Sintesi su alcune emergenze agroambientali della
collina italiana
– esperienza maturata nelle Marche, supportata da
un’analisi della letteratura scientifica
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Sistemi colturali: hard+soft!
• L’impatto dei sistemi colturali emerge
dall’interazione tra sistemi hard e soft
(Pearson & Ison, 1997; Roggero & Silvestri, 2001)
• Soft
• Hard
– ambiente biofisico
– agrotecniche
– avvicendamenti
colturali
– fattori storico-culturali
– evoluzione tecnologie
– contesto politico e socioeconomico
– attitudini, consapevolezza e
capacità degli attori
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Impatto ambientale e sistemi
colturali in collina
• Acqua
– deflusso superficiale ed erosione del suolo
– bilancio idrico
•
•
•
•
Ciclo dell’azoto e del carbonio
Ciclo del fosforo
Impatto dei cambiamenti climatici
Biodiversità
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Scala di indagine
• spazio
– dalla parcella al microbacino
– dal microbacino al bacino imbrifero
– spazializzazione dell’uso del suolo in relazione a fattori ecologici
limitanti
– implicazioni sulle dinamiche sociali ed economiche delle aree rurali
• tempo
– analisi degli scenari storici
– monitoraggio dello stato di salute ambientale
– ipotesi sugli scenari futuri
• modelli di simulazione
• effetti a lungo termine (es. sul suolo)
– effetti di cambiamenti gestionali ritardati nel tempo
– sperimentazioni di lunga durata
» contemporanea evoluzione delle tecnologie (cv, diserbo ecc.)
» modifica
trattamenti
speriementali
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Deflusso superficiale ed erosione
• Modelli di simulazione afflussi-deflussi a livello
di bacino
– precisione variabile con la scala
– spesso poco sensibili al tipo di coltura, i cui effetti sono
limitati alla “scabrezza”
– esperienze positive nella collina marchigiana con
TOPKAPI
– previsione e prevenzione eventi calamitosi
– rilevanza della diversificazione spaziale delle colture
– gestione delle fasce vegetate al margine dei campi
coltivati
– supporto alla progettazione e gestione delle
sistemazioni idrauliche
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Erosione
• Calibrazione di modelli di simulazione a base
fisica per la valutazione comparativa della
distribuzione di probabilità di erosione nel tempo
(Roggero et al., 2003)
– Monitoraggio deflusso superficiale a livello parcellare e
di bacino (in tempo reale)
• Esperienze positive nelle Marche con EUROSEM
– input necessari alla calibrazione/applicazione
– funzioni pedo-transfer
– scarse applicazioni a livello nazionale (forte sito specificità)
– Sperimentazioni parcellari di lunga durata
• Enfasi non solo sulla perdita di fertilità a monte
ma anche sugli effetti a valle (Uri, 2001)
– es.: 137Cs per studi sulla sedimentazione ed erosione a
lungo termine (es.: Sogon et al., 1999)
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Lisciviazione nitrati
• Vulnerabilità associata a clima, suolo e sistema
colturale (forma di azoto utilizzata
Foresta < Prato permanente < Pascolo < Seminativo <
< Aratura pascolo/taglio foresta < Orticoltura (Di & Cameron, 2002)
• Origine NO3 nelle acque non sempre direttamente
dai fertilizzanti ma più spesso da mineralizzazione
• Max perdite
– suolo lavorato nel periodo autunnale
– piogge abbondanti subito dopo concimazione
– pascoli con alti carichi (concentrazione urine)
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Lisciviazione nitrati
• Prevenzione
– ridurre il carico di azoto minerale nel suolo prima della
stagione piovosa
• avvicendamento colturale, lavorazioni
• epoca, dosi e distribuzione nello spazio del fertilizzante
• gestione dei residui colturali
– gestione dei reflui zootecnici e dei carichi di bestiame
– approccio integrato (BPA) con pianificazione della
distribuzione delle colture nello spazio e la gestione
delle aree non coltivate
• es.: orticoltura non va concentrata in aree di ricarica delle falde
– Valorizzazione dell’azotofissazione simbiontica
• leguminose prative capaci di immobilizzare azoto minerale dal
terreno in misura non inferiore alle specie non azotofissatrici
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Lisciviazione nitrati
• Alcune questioni aperte (Di & Cameron, 2002):
– come far fronte all’aumento del fabbisogno di cibo a
livello globale minimizzando l’impatto dell’azoto sulla
qualità delle falde idriche?
– quali prospettive dall’introduzione di OGM e quali
esigenze azotate delle nuove varietà?
– quali impatti dei cambiamenti climatici sul ciclo
dell’azoto?
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Fosforo
• Diffusa eutrofizzazione delle acque superficiali nei
bacini imbriferi di aree agricole
• Evoluzione delle fonti di fosforo nelle acque
superficiali:
– da puntiformi (industriali e urbane) a diffuse (agricole,
aree verdi suburbane es. golf, giardini ecc.) (Sharpley et al.,
2001)
– Agricoltura: da sink a fonte di P
• spesso reflui zoot dimensionati per N ed eccedenti in P
• Deflusso superficiale ed erosione
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Fosforo
• Alcune questioni aperte:
– Quantificazione del contributo all’eutrofizzazione del
fosforo legato al particolato
– Concentrazione dei carichi di bestiame
• specializzazione dei sistemi produttivi ha spostato le perdite
dalle colture alle produzioni zootecniche
– calibrazione delle razioni alimentari zootecniche
– BPA nella gestione dei reflui e nella concimazione
minerale
• Ruolo delle fasce vegetate di margine nella
mitigazione
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Biodiversità e sistemi colturali di collina
• Biomonitoraggio della salute degli ecosistemi
– vegetazione, insetti, anfibi
– alla portata dell’agricoltore
• Gestione integrata del diserbo (Mortensen et al., 1999)
– integrazione diserbanti conoscenza della biologia ed ecologia delle
infestanti
– gestione integrata della popolazione di infestanti
– modellazione dei processi di competizione accoppiata a
sperimentazione sul campo
– metodi agronomici e tattiche di controllo
– gestione a lungo termine della dinamica delle successioni vegetali
nelle aree non coltivate
– Approccio sistemico interdisciplinare
– Tempi lunghi
– Imparare “insieme” agli agricoltori vs. istruire
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Problematiche aperte
• Teoria e pratica
– pratiche agricole e agrotecniche
•
•
•
•
implementazione regolamenti comunitari
disciplinari agroambientali
assistenza tecnica e TOT
ruolo dei consumatori/fruitori dei prodotti e degli
spazi rurali
• diffusione della cultura agronomica
• Costruzione sociale di problemi e priorità
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Priorità agroambientali
• p.d.v. ricercatore
• p.d.v. agricoltore
– Ciclo dell’acqua e dei
nutrienti
• nitrati
• fosforo
• deflussi ed erosione
– gestione fertilità
agronomica dei suoli
– sostenibilità a lungo termine
– gestione aree non coltivate
e interfilari frutteti
–
–
–
–
–
misure agroambientali
incertezza climatica
fattori ecologici limitanti
fertilità del suolo
disponibilità di acqua
irrigua
– gestione aree sottoposte a
vincoli ambientali
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Priorità agroambientali
• p.d.v. ambientalista
– tutela vegetazione
spontanea e fauna selvatica
– tutela elementi naturalistici
del paesaggio
– gestione dei rifiuti e
inquinamento
– sicurezza alimentare
– tutela modelli gestionali
tradizionali
• p.d.v.
fruitore/consumatore
– fruibilità degli spazi rurali
– impatto delle infrastrutture
aziendali sul paesaggio
– impatto sulla qualità
dell’aria
– gestione vegetazione
spontanea nei corsi d’acqua
– selvaggina/pesca
– tutela elementi del
paesaggio “familiari e
rassicuranti”
– sicurezza alimentare
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Priorità e percezioni
• Priorità dipendono dalla prospettiva di analisi
• Percezione del “pubblico” spesso più rilevante
sulle scelte politiche del p.d.v. di attori
(agricoltori) e ricercatori
• Confusione sul concetto di “sostenibilità”
• Rapidi cambiamenti in corso richiedono nuove
strategie, approcci e organizzazioni
• Ruolo della conoscenza scientifica agronomica
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Ruoli della ricerca agronomica
• Supportare con conoscenze scientifiche il
cambiamento verso sistemi colturali più
sostenibili
• Imparare dagli insuccessi
• Imparare ad imparare “con” gli agricoltori
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Supportare il cambiamento verso
sistemi colturali più sostenibili
– ricerca riduzionistica (scala parcellare) per la corretta
interpretazione dei processi biofisici
– monitoraggio biofisico su scala idonea (es. di lungo
termine a livello di bacino)
– “pensare sistemico”: attori e i fattori che li
condizionano sono parte integrante dei sistemi colturali
– coinvolgimento degli stakeholder sin dalle prime fasi
della ricerca, con ruolo attivo (es monitoraggio)
– integrazione con analisi del contesto politicoistituzionale
– uso dei risultati delle ricerche sui processi biofisici per
facilitare il dialogo tra stakeholder
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Imparare dagli insuccessi
– regolamenti, tasse, sanzioni e altre azioni coercitive o di
monitoraggio “di stato” generano forti resistenze (Walker et al.,
1996)
– sussidi per azioni volontarie poco efficaci nelle aree con sistemi
colturali più impattanti (Roggero et al., 2003)
– definire COSA si DOVREBBE fare (Olesen & Bindi, 2002)
• non aiuta a definire COME
• non tiene conto dell’attitudine degli attori
• poco efficace per le molteplici interazioni tra fattori, difficilmente
formalizzabili in un modello universale
– la consapevolezza non è sufficiente a generare un cambio di
atteggiamento (Wilkinson & Cary, 1993)
– Per un cambio di atteggiamento non bastano i sussidi, bisogna che
l’agricoltore sia consapevole, abbia familiarità e sia convinto
dell’utilità della tecnologia.
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Imparare ad imparare
• pensare “sistemico” (Pearson & Ison, 1993)
• facilitare comunicazione e dialogo tra stakeholders
(Ison & Russell, 2000)
• rendere visibili gli effetti what if…agli attori del
sistema nel loro specifico contesto (Joerin et al, 2001; )
• sperimentare su scala spazio-temporale che tenga
conto di tutti gli elementi di complessità (Roggero &
Silvestri, 2002)
• Valorizzare le specifiche conoscenze degli attori
(Wilkinson & Cary, 1993)
• Creare spazi per l’apprendimento sociale (Maarleveld &
Dangbègnon, 1999)
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Esempi di attività
• Monitoraggio pluriennale a livello di bacino imbrifero dei
principali processi biofisici che controllano le relazioni
agricoltura-ambiente
–
–
–
–
–
–
–
acque superficiali e profonde (nitrati, fosforo, erosione)
pratica dei sistemi colturali
bilancio dei nutrienti a livello di campo, azienda e bacino
dinamica dell’azoto minerale nel terreno
parametri climatici
serie storiche (dati meteo, avvicendamenti, bilanci nutrienti)
analisi della vegetazione spontanea e della fauna selvatica delle
aree non coltivate
• Calibrazione e validazione di diversi modelli di
simulazione per l’analisi di scenario a livello di bacino
imbrifero
– EUROSEM, TOPKAPI, CROPSYST, CRITERIA
• Analisi per la valutazione multicriteriale delle opzioni
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Esempi di attività
• Sessioni interattive di “GIS” partecipativo,
utilizzando i modelli non solo “a supporto delle
decisioni” ma anche “a supporto della riflessione
collettiva”
• Interviste semi strutturate, focus group e workshop
interattivi con i principali stakeholder
• Analisi della percezione dei problemi da parte
degli stakeholder
• Attività interattive di comunicazione di massa per
aiutare il pubblico a riflettere sulle questioni di
interesse e a costruire le priorità di intervento
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FARMERS
POLICY MAKERS
EU
OWNERS
CONTRACTORS
LOCAL
AUTHORITY
PART-TIME
OTHER
ECONOMIC
ACTIVITIES
INDUSTRY
ITALIAN
GOVT
REGIONAL
GOVT
PLATFORMS
TAVOLO
REGULATORS
FARMERS
FARMERS’
UNIONS
TECHNICIANS
ATO
SERVICES
ARPAM
ASSAM
CLIENTS
INHABITANTS
BASIN
AUTHORITY
CONSUMERS
Mappa sistemica dei principali attori del sistema
individuato per il problema “nitrati nelle acque”
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SOFT-SYSTEM
HARD SYSTEM
PP-GIS
NEWSLETTERS
SEMINARS
“TAVOLO”
CROPPING SYSTEMS
MONITORING
WELLS
SOIL
WATER
SEMINAR IN
MONTECAROTTO
RUNOFF
MEASUREMENTS
CLIMATE
CROPPING SYSTEMS
BIO-INDICATORS
MATH MODELLING
MULTICRITERIAL ANALYSIS
SH ANALYSIS
SOCIO-ECONOMIC ANALYSIS
FARM SURVEYS
ANALYSIS OF
POLICIES
RURAL
SOCIO-ECONOMIC
PROFILE
Strumenti di analisi utilizzati per lo studio della questione
“inquinamento da nitrati di origine agricola” nella collina marchigiana
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Riferimenti bibliografici
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