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II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/031 Impatto ambientale dei sistemi colturali di collina: problematiche aperte e ipotesi di scenari futuri Pier Paolo Roggero.

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1 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/031 Impatto ambientale dei sistemi colturali di collina: problematiche aperte e ipotesi di scenari futuri Pier Paolo Roggero Università Politecnica delle Marche Ancona

2 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/032 Introduzione Profondi cambiamenti hanno segnato lagricoltura 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 allagricoltura (Buckwell & Sotte, 1998) –impatto dei cambiamenti climatici (Olesen & Bindi, 2002) I sistemi colturali basati su seminativi rappresentano una quota molto rilevante delluso del suolo –impatto del suolo nudo sul bilancio idrologico e dei nutrienti –flessibilità e capacità di adattamento elevate

3 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/033 Obiettivo del lavoro Riflessione sulle strategie e gli approcci della ricerca sullimpatto ambientale dei sistemi colturali di collina, nellottica di supportare il cambiamento verso sistemi più sostenibili Sintesi su alcune emergenze agroambientali della collina italiana –esperienza maturata nelle Marche, supportata da unanalisi della letteratura scientifica

4 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/034 Sistemi colturali: hard+soft! Limpatto dei sistemi colturali emerge dallinterazione tra sistemi hard e soft (Pearson & Ison, 1997; Roggero & Silvestri, 2001) Soft –fattori storico-culturali –evoluzione tecnologie –contesto politico e socio- economico –attitudini, consapevolezza e capacità degli attori Hard –ambiente biofisico –agrotecniche –avvicendamenti colturali

5 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/035 Impatto ambientale e sistemi colturali in collina Acqua –deflusso superficiale ed erosione del suolo –bilancio idrico Ciclo dellazoto e del carbonio Ciclo del fosforo Impatto dei cambiamenti climatici Biodiversità

6 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/036 Scala di indagine spazio –dalla parcella al microbacino –dal microbacino al bacino imbrifero –spazializzazione delluso 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

7 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/037 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

8 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/038 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.: 137 Cs per studi sulla sedimentazione ed erosione a lungo termine (es.: Sogon et al., 1999 )

9 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/039 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 NO 3 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)

10 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0310 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 dellazotofissazione simbiontica leguminose prative capaci di immobilizzare azoto minerale dal terreno in misura non inferiore alle specie non azotofissatrici

11 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0311 Lisciviazione nitrati Alcune questioni aperte (Di & Cameron, 2002) : –come far fronte allaumento del fabbisogno di cibo a livello globale minimizzando limpatto dellazoto sulla qualità delle falde idriche? –quali prospettive dallintroduzione di OGM e quali esigenze azotate delle nuove varietà? –quali impatti dei cambiamenti climatici sul ciclo dellazoto?

12 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0312 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

13 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0313 Fosforo Alcune questioni aperte: –Quantificazione del contributo alleutrofizzazione 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

14 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0314 Biodiversità e sistemi colturali di collina Biomonitoraggio della salute degli ecosistemi –vegetazione, insetti, anfibi –alla portata dellagricoltore 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

15 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0315 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

16 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0316 Priorità agroambientali p.d.v. ricercatore –Ciclo dellacqua e dei nutrienti nitrati fosforo deflussi ed erosione –gestione fertilità agronomica dei suoli –sostenibilità a lungo termine –gestione aree non coltivate e interfilari frutteti p.d.v. agricoltore –misure agroambientali –incertezza climatica –fattori ecologici limitanti –fertilità del suolo –disponibilità di acqua irrigua –gestione aree sottoposte a vincoli ambientali

17 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0317 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 dellaria –gestione vegetazione spontanea nei corsi dacqua –selvaggina/pesca –tutela elementi del paesaggio familiari e rassicuranti –sicurezza alimentare

18 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0318 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

19 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0319 Ruoli della ricerca agronomica Supportare con conoscenze scientifiche il cambiamento verso sistemi colturali più sostenibili Imparare dagli insuccessi Imparare ad imparare con gli agricoltori

20 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0320 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 politico- istituzionale –uso dei risultati delle ricerche sui processi biofisici per facilitare il dialogo tra stakeholder

21 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0321 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 dellattitudine 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 lagricoltore sia consapevole, abbia familiarità e sia convinto dellutilità della tecnologia.

22 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0322 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 lapprendimento sociale (Maarleveld & Dangbègnon, 1999)

23 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0323 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 dellazoto 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 lanalisi di scenario a livello di bacino imbrifero –EUROSEM, TOPKAPI, CROPSYST, CRITERIA Analisi per la valutazione multicriteriale delle opzioni

24 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0324 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

25 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0325 FARMERS OWNERS CONTRACTORS PART-TIME POLICY MAKERS PLATFORMS TAVOLO FARMERS TECHNICIANS OTHER ECONOMIC ACTIVITIES INDUSTRY SERVICES EU ITALIAN GOVT LOCAL AUTHORITY REGIONAL GOVT CLIENTS INHABITANTS CONSUMERS REGULATORS ATOFARMERS UNIONS ARPAM ASSAM BASIN AUTHORITY Mappa sistemica dei principali attori del sistema individuato per il problema nitrati nelle acque

26 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0326 SOFT-SYSTEM PP-GIS NEWSLETTERS SEMINARS TAVOLO SEMINAR IN MONTECAROTTO SH ANALYSIS HARD SYSTEM CROPPING SYSTEMS MONITORING WELLS SOIL WATER RUNOFF MEASUREMENTS CLIMATE CROPPING SYSTEMS BIO-INDICATORS MATH MODELLING MULTICRITERIAL ANALYSIS SOCIO-ECONOMIC ANALYSIS FARM SURVEYS ANALYSIS OF RURAL POLICIES SOCIO-ECONOMIC PROFILE Strumenti di analisi utilizzati per lo studio della questione inquinamento da nitrati di origine agricola nella collina marchigiana

27 II Workshop CLIMAGRI 3-4/4/0327 Riferimenti bibliografici Buckwell A., Sotte F., Coltivare lEuropa. Per un nuova politica agricola e rurale comune. Associazione Alessandro Bartola, Ancona. Di & Cameron, Nitrate leaching in temperate agroecosystems: sources, factors and mitigating strategies. Nutrient cycling in agroecosystems, Ison, R.L., Russel, D.B. (eds.), Agricultural extension and rural development: breaking out of traditions. Cambridge University Press, Cambridge, UK. Joerin, F., M. Theriault, and A. Musy Using GIS and outrankingmulticriteria analysis for landuse suitability assessment. InternationalJournal of Geographical Information Systems 15(2), p Lichtenberg E., Penn T.N., Prevention versus treatment under precautionary regulation: a case study of groundwater contamination under uncertainty. Amer. J. Agr. Econ. 85(1): Maarleveld & Dangbegnon, Managing natural resources: a social learning perspective. Agriculture and human values 16: Mortensen, Bastiaans & Sattin, The role of ecology in the development of weed management systems: an outlook. Weed research, 40, Olesen & Bindi, Consequences of climate change for European agricultural productivity, land use and policy. Eur. J. Agron., 16, Pearson, C.J., Ison, R.L., Agronomy of grassland systems. In: Pearson, C.J., Ison, R.L. (eds), Agronomy of grassland systems, Cambridge University Press Robinson & Sutherland, Post-war changes in arable farming and biodiversity in Great britain. J. Appl. Ecol., 39, Roggero P.P., Silvestri N., Elementi per unanalisi integrata dei sistemi colturali. In: Verso un approccio integrato allo studio dei sistemi colturali, a cura di Bonari E. e Ceccon P., Franco Angeli ed., Milano, Sharpley et al., Phosphorus loss from land to water: integrating agricultural and environmental land management. Plant & Soil, 237; Uri N., A note on soil erosion and its environmental consequences in the United States. Water, Air and soil Pollution, Wilkinson & Cary, Monitoring soilcare in North East Victoria. Report of the School of Agriculture and Forestry, University of Melbourne, Australia


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