PROTOCOLLO DI KYOTO:
PRIME VALUTAZIONI A LIVELLO NAZIONALE SUL CONTRIBUTO DI SUOLI AGRARI E
FORESTALI ALL’ARRICCHIMENTO DI CO2 DELL’ATMOSFERA
Benedetti A., Pompili L., Nisini L.
Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante, Via della Navicella, 2 - 00184 Roma, Italia
INTRODUZIONE
Già nel 1896 Svante Arrhenius aveva intuito che
la variazione delle concentrazioni di alcuni gas
atmosferici, poteva influenzare la temperatura
del pianeta ed essere responsabile di ciò che egli
stesso chiamò “Effetto Serra”. Il maggiore
responsabile di questo effetto è la CO2. E’
opinione diffusa che le attività agricole
contribuiscano ad alimentarne il contenuto
atmosferico. In realtà non si è attualmente in
AREE DI STUDIO
Suoli agrari dell'Emilia Romagna a lavorazione intensiva (0-30)cm
0
10
15
20
0
200
400
Sui parametri sperimentali
considerati,
sono
state
calcolate le misure empiriche
di correlazione lineare. Tale
misura statistica evidenzia il
grado
ed
il
tipo
di
associazione tra coppie di
variabili. I coefficienti di
correlazione
sono
stati
ricavati dalla totalità dei dati
grezzi considerati nel lavoro.
600
2.6
Sostanza
organica (%)
2.1
1.6
Rappresentazione Scatter
delle variabili oggetto di
studio e coefficiente di
correlazione
20
definizione del ruolo dell’agricoltura italiana nei
processi di mitigazione delle emissioni ad effetto
serra ci è sembrato un obiettivo necessario per
l’analisi a livello del suolo dell’impatto dei
differenti tipi di gestione del territorio sul ciclo
del carbonio.
r= -0,29
15
Resp. Basale
10
(mg C-CO2/ kg suolo)
5
0
8000
4000
2000
600
0
r= 0,42
r= 0,62
r= -0,04
400
Respirazione
cumulativa
(mg C-CO2/ kg suolo)
200
0
1.6
2.1
2.6
0
2000 4000 6000 8000 10000
Suoli forestali del litorale laziale (0-20) cm
2
12
22
32
100
300
500
700
3
Suoli a prato pascolo del litorale laziale (0-20)cm
5
10
15
20
25
1
r = 0,50
32
Resp. basale
24.0
Sostanza
Organica (%)
c
(mg C-CO2/Kg suolo)
22
21.5
19.0
12
15
(mg C-CO2 / Kg suolo)
•
10
5
r= 0,94
150
Resp. basale/S.O.
r= 0,36
r= 0,64
1250
r= 0,98
r=0,87
750
500
250
r= 0,53
700
100
500
50
300
0
100
r = 0,97
Respirazione
cumulativa
STATO DELL’ARTE
(mg C-CO2/Kg suolo)
1
2
3
4
5
250
500
• fine anni ‘70: Ginevra, Prima Conferenza
750 1000 1250
Respirazione
cumulativa
500
400
(mg C-CO2 / Kg suolo)
200
0
10
20
30
40
200 400 600 800 1000 1200
100
0
50
100
150
35
Sostanza
organica (%)
25
40
Resp. basale
(mg C-CO2/Kg suolo)
20
10
Suoli forestali dell'entroterra siciliano (0-10) cm
10
30
50
70
90
110
1000
2000
0
3000
r= -0,21
r= 0,04
4000
900
Resp. basale/S.O.
500
15
300
1200
r= 0,92
r= 0,43
r= 0,20
1000
Resp. basale
600
Respirazione
cumulativa
400
(mg C-CO2/Kg suolo)
(mg C-CO2/Kg suolo)
200
5
r= 0,85
110
90
70
800
50
•
•
5
30
10
700
600
Resp. basale/S.O.
25
r= 0,17
500
r= 0,66
400
•
300
r= 0,95
4000
15
700
20
10
r= 0,89
r= 0,30
3000
Respirazione
cumulativa
2000
(mg C-CO2/Kg suolo)
15
25
35
300
500
700
900
5
10
15
20
25
300
400
500
600
RISULTATI
(0-20) (20-40) (0-20) (20-40) (0-10) (10-30) (0-30) (0-60)
Respirazione basale
(mg C-CO2 /kg suolo)
100
a
b
80
c
d
60
e
40
20
0
(0-20) (20-40) (0-20) (20-40) (0-10) (10-30) (0-30) (0-60)
Profondità del sito (cm)
Respirazione cumulativa
(mg C-CO2 /kg suolo)
3000
2000
1000
0
(0-20) (20-40) (0-20) (20-40) (0-10) (10-30) (0-30) (0-60)
I valori della sostanza organica variano
con i siti e la profondità. I valori
cumulativi di respirazione mostrano un
andamento a volte meno correlato con
il contenuto in sostanza organica. Ciò
indica che i tassi di mineralizzazione
della sostanza organica non dipendono
dall’ammontare di questa, ma da altri
fattori che influenzano le condizioni in
cui si trovano i microrganismi. Ad
esempio il sito (b) (0-20) cm, che con
un contenuto in s. o. del 19,12% ha
un tasso di mineralizzazione di circa
sette volte inferiore rispetto al sito (c)
(0-10) cm.
Gli alti valori di correlazione riportati
negli scatter della figura in alto,
mostrano
un
certo
grado
di
dipendenza tra le due variabili in
gioco, tipica di suoli forestali, già
maturi. Al contrario i suoli agrari
mostrano basse misure di correlazione,
talvolta negative o prossime allo zero,
le quali sembrano evidenziare una
scarsa dipendenza tra le variabili
oggetto di studio.
I dati di laboratorio sono stati trasformati in dati di campo, usando
l’equazione C0·k·Cu (Benedetti, 1985) che tiene conto dei parametri
climatici. Infatti:
Cu = coefficiente di umidità calcolato dai valori di capacità di
ritenzione capillare, ricavati dalle medie mensili di piovosità ed
evapotraspirazione;
k = costante cinetica di velocità di reazione, ricavata dall’equazione di
Arrhenius della teoria cinetica dei gas, ed inversamente proporzionale
alla temperatura, espressa in gradi Kelvin. (klog10 (1/T)).
C0 = dato sperimentale mensile di respirazione basale (ottenuto
moltiplicando x30 giorni il valore di respirazione del 14° giorno),
espresso in mg C-CO2 /kg suolo.
Andamento annuo dei tassi di mineralizzazione della
sostanza organica (mg C-CO2 / kg suolo)
16
14
a
12
b
Rio de Janeiro, approvazione
“Convenzione Quadro sui Cambiamenti
Climatici delle Nazioni Unite”;
• 1994:
l’Italia rende
Convenzione Quadro;
operativa
la
Berlino, Prima Conferenza delle
BIBLIOGRAFIA ESSENZIALE
•Benedetti A. (Anno 1985 - 1986) Alcune
note sulla concimazione azotata nell’ambito
del modello della produttività potenziale.
Roma - Vol. XIII- n° 5 - ISNP.
•Ministero dell’Ambiente (1997) Seconda
Comunicazione
Nazionale
per
la
Convenzione Quadro sui Cambiamenti
Climatici
•Framework Convention on Climate Change
of United Nation (Kyoto, 1-10 December
1997) Kyoto protocol to the united nations
framework convention on climate change.
•Joint Working Party of the Committee for
Agriculture and the Environment Policy
Committee (22 August 1997) The climate
implications of agricultural policy reform.
c
d
6
• 1992:
Kyoto con delibera CIPE 137/98 “Linee
Guida” per l’attuazione del Protocollo di
Kyoto .
TRASFORMAZIONE IN DATI DI CAMPO
8
Ginevra, Seconda Conferenza sul
• 1997: Kyoto, elaborazione del Protocollo;
• 1998: ufficializzazione degli impegni di
700
10
Clima;
Parti;
5
0
• 1990:
• 1995:
1000
10
‘80:
incontri
internazionali,
istituzione IPCC (Gruppo Intergovernativo
sui Cambiamenti Climatici) e “Primo
Rapporto sul Clima”;
r= 0,24
30
Medie e deviazioni standard dei
valori sperimentali
20
• anni
15
5
Sostanza
organica (%)
(%)
sul
Clima
organizzata
da
WMO
(Organizzazione Meteorologica Mondiale) e
“Programma Mondiale sul Clima”;
Suoli agrari siciliani lavorati ad agrumeto (0-60)cm
300
14.0 16.5 19.0 21.5 24.0 26.5
(c) Suoli forestali dell’entroterra
siciliano (monti Sicani, Ragusa):
profilo separato negli strati (0-10)
e (10-30) cm.
r= 0,66
25
Sostanza organica
e
1000
Resp. basale/S.O.
Resp. basale
r= -0,09
r= -0,25
(b) Suoli a prato pascolo del
litorale laziale (Castelporziano,
Roma): profilo separato negli
strati, (0-20) e (20-40) cm.
(e) Suoli agrari ad agrumeto
(Catania e Siracusa): profilo a
lavorazione profonda, campione
unico (0-60)cm.
d
2
r= 0,24
20
600
b
2
100 200 300 400 500 600
26.5
25
a
4
(a) Suoli forestali del litorale
laziale (Castelporziano, Roma):
profilo separato negli strati, (020) e (20-40) cm.
(d) Suoli agrari a lavorazione
intensiva (Modena e Reggio
Emilia): profilo trattato come
campione unico (0-30) cm.
5
Sostanza
Organica (%)
14.0
studiare gli scambi di anidride carbonica tra
i microrganismi del suolo e l’atmosfera,
analizzando gli indicatori biochimici di fertilità
dei suoli (sostanza organica, respirazione
basale e cumulativa);
 calcolare indicatori statistici descrittivi
(media campionaria e deviazione standard ),
supportati da misure di correlazione empirica;
 trasformare i dati sperimentali in dati di
pieno campo e calcolare i tassi mensili ed
annui di mineralizzazione della sostanza
organica.
Resp. basale/S.O.
6000
16.5
FINALITA’
10000
r= 0,54
r= -0,48
•
•
grado di definire esattamente le dimensioni dei
flussi di carbonio attraverso il suolo. La

5
•CIPE 137/98, “Linee guida per le politiche e
misure nazionali di riduzione delle emissioni
di gas serra”.
e
4
2
0
gen
feb
mar
apr
mag
giu
CONCLUSIONI
Questo studio non fornisce dati assoluti di emissioni nazionali di CO2 da suoli agrari, ma richiama l’attenzione
sull’entità dei tassi di mineralizzazione della sostanza organica in suoli agrari e forestali, tenendo conto delle
variazioni di alcuni parametri climatici (temperatura e umidità). Le informazioni disponibili sono state ricavate da
oltre 500 curve respirometriche di suoli a diversa gestione e provenienti dalla caratterizzazione routinaria della
fertilità biologica dei suoli, effettuata in venti anni di ricerche condotte dalla Sezione di Nutrizione Azotata e
Microbiologia del Terreno dell’ISNP. L’ampia raccolta di dati, utilizzata nell’ambito del Progetto Finalizzato “Climagri
- Cambiamenti Climatici ed Agricoltura”, permetterà di acquisire maggiori conoscenze sul ruolo dell’agricoltura nei
processi di mitigazione delle emissioni di gas serra. Tale obiettivo sarà supportato dalla predisposizione di scenari
futuri, in grado di descrivere quali potranno essere le trasformazioni che l’attività agricola dovrà subire per
orientarsi verso uno sviluppo sostenibile.
Il presente lavoro si colloca nell’ampio Progetto Finalizzato “CLIMAGRI- Cambiamenti Climatici e
Agricoltura”, finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali (MiPAF) e coordinato dal
Dott. Domenico Vento, Direttore dell’Ufficio Centrale di Ecologia Agraria di Roma (UCEA).
lug
ago
set
ott
nov
dic
TIPOLOGIE DI SUOLO
PROFONDITÀ (0-10) CM
Suoli forestali del litorale
laziale (Castelporziano – RM)
Suoli a prato pascolo del
litorale laziale
(Castelporziano – RM)
TASSO DI MINERALIZZAZIONE
ANNUO PREVISTO
(mgC-CO2/kg suolo)
9,16
8,16
Suoli agrari a lavorazione
intensiva (MO – RE)
3,26
Suoli agrari ad agrumeto
(CT – SR)
4,63
Normalizzazione
dei tassi di
mineralizzazione
della sostanza
organica nello
strato (0-10) cm
per i diversi siti