Candidata: Silvia Mecca Relatrice: Maria Letizia Costantini SICUREZZA ALIMENTARE GLOBALE E CONSERVAZIONE DELLA BIODIVERSITÀ NEGLI AGROECOSISTEMI CURRICULUM BIOECOLOGICO Candidata: 1240332 Silvia Mecca Relatrice: Prof.ssa Maria Letizia Costantini

A partire dal Secondo Dopoguerra, con la RIVOLUZIONE VERDE…. Agroecosistema pre-industriale Agroecosistema industriale ETEROGENEO Uso a bassa intensità delle terre Appezzamenti di terreno a misura d’uomo delimitati da siepi arborescenti Rotazione delle colture Sistematici apporti di letame CONTROLLO NATURALE DEGLI ORGANISMI NOCIVI NESSUNA ENERGIA SUSSIDIARIA OLTRE AL LAVORO UMANO ED ANIMALE FRAMMENTATO Specializzazione colturale Appezzamenti a misura di macchina e abbattimento delle siepi Eliminazione delle colture promiscue e semplificazione del paesaggio CONTROLLO ARTIFICIALE DEGLI ORGANISMI NOCIVI NOTEVOLI INPUT DI ENERGIA SUSSIDIARIA SOTTO FORMA DI COMBUSTIBILI FOSSILI, FERTILIZZANTI E PESTICIDI CHIMICI

PERDITA DI BIODIVERSITÀ L’ ELEVATA PRODUTTIVITÀ di questi agroecosistemi, implica però dei COSTI non indifferenti: Specializzazione colturale e semplificazione del paesaggio Uso di fertilizzanti e pesticidi Acquisizione di resistenze da parte dei PEST Uso di OGM di cui il 70% è modificato per resistere ai fitofarmaci Effetti deleteri sulle specie benefiche (es: impollinatori, naturali nemici dei PEST…) PERDITA DI BIODIVERSITÀ

SICUREZZA ALIMENTARE 1°- DISPONIBILITÀ di alimenti 2°- USO del cibo 3°- ACCESSO al cibo da parte di tutta la popolazione (Gustavsson et al., 2014 ; Foley et al., 2001) “il 30-50% della produzione cerealicola globale è riservata agli allevamenti” (FAO, 2006; Shutter, 2011) “Circa 852 milioni di persone che soffrono vive nei paesi in via di sviluppo” (FAO, 2014) (grafico FAOSTAT) “La disponibilità pro-capite è aumentata del 27% negli ultimi 50 anni” (Sonnino, 2013) 4° STABILITÀ nel tempo della disponibilità e dell’accesso “La base operativa del funzionamento di un ecosistema e della sua capacità di RESILIENZA non è altro che la BIODIVERSITÀ “ (Follke et al., 2004)

NATURALE CONTROLLO DEI PEST SERVIZI DI APPROVIGIONAMENTO: SERVIZI DI SUPPORTO: AGROECOSISTEMA struttura e fertilità del suolo riciclo di nutrienti rifornimento d’acqua DIVERSITÀ GENETICA A DA Cibo Acqua potabile Fibre Carburante “i benefici multipli forniti dagli ecosistemi al genere umano” (MEA, 2005) DISSERVIZI: Danni da parte dei PEST Competizione con altri ecosistemi per acqua e impollinazione DISSERVIZI: Frammentazione dell’habitat Perdita di nutrienti Danneggiamento da pesticidi delle specie non-target SERVIZI DI REGOLAZIONE: Capacità del suolo di trattenere acqua Impollinazione Interramento dello sterco Habitat e fonti di cibo per gli insetti benefici Purificazione dell’acqua Regolazione atmosferica NATURALE CONTROLLO DEI PEST SERVIZI FUORI MERCATO: Conservazione del suolo Mitigazione dei cambiamenti climatici Valori estetici e culturali Habitat per la vita selvatica 50x109 €/anno COSTO DEL DETERIORAMENTO DEI SERVIZI ECOSISTEMICI (CE, 2008.)

CONTROLLO BIOLOGICO CONSERVATIVO Conservazione della biodiversità e delle relazioni trofiche tra parassiti predatori e competitori CONTROLLO DEI PEST ad opera dei loro NATURALI NEMICI GESTIONE DEL LANDSCAPE AGRICOLO

Gli insetti nocivi e i loro naturali nemici si comportano come METAPOPOLAZIONI: le specie si distribuiscono in patches discreti le popolazioni locali hanno un’alta probabilità di estinzione i patches non occupati sono disponibili alla colonizzazione e le sottopopolazioni tendono a fluttuare in modo sincrono (Elliot et al., 2008) Le diverse risposte delle popolazioni alla FRAMMENTAZIONE DELL’HABITAT dipendono da: proporzione di habitat favorevoli correlazione spaziale tra questi caratteristiche delle specie d’interesse (Hirzel et al., 2007) Madeira et al., 2014

Cosa s’intende per ‘HABITAT FAVOREVOLI’ ? Zone lasciate alla vegetazione naturale meno soggette a perturbazioni rispetto ai campi coltivati LEGNOSI (Boschi e siepi) ERBOSI (Bordi dei campi, margini delle strade, terreni incolti e pascoli) Rifugio per specie intolleranti alle alte temperature o per specie che vanno in letargo Habitat per l’accoppiamento e la riproduzione Sorgenti di cibo (nettare, polline, linfa e semi) Sorgente di prede/ospiti alternativi 9 su 10 specie AUSILIARIE necessitano di queste aree in almeno una fase del loro ciclo vitale; mentre questo vale per solo 1 su 2 specie di PEST. (Keller e Hani, 2000)

PIÙ EFFICIENTE CONTROLLO BIOLOGICO DEI PEST Bianchi et al. (2006) hanno selezionato 28 articoli che quantificano il livello di soppressione dei pest e la promozione dei suoi naturali nemici in funzione della composizione del paesaggio. 24 ARTICOLI quantificano gli effetti della COMPLESSITÀ del paesaggio sui NATURALI NEMICI dei pest 10 ARTICOLI quantificano gli effetti della COMPLESSITÀ del paesaggio sui PEST 74% 45% frequenza frequenza 40% 21% 15% 5% + - + - Frequenza relativa dei potenziali fattori paesaggistici: habitat legnosi, habitat erbosi e patchiness 80% 100% 71% 70% 54% 56% frequenza frequenza 32% 25% 23% 22% 22% 16% 14% 4% 4% 7% + 0 - + 0 - + 0 - + 0 - + 0 - + 0 - ERBOSI PATCHINESS LEGNOSI ERBOSI LEGNOSI PATCHINESS Maggiore proporzione di habitat naturali + Maggiore complessità del paesaggio = PIÙ EFFICIENTE CONTROLLO BIOLOGICO DEI PEST

Scelta delle specie vegetali da utilizzare per il CBC: studio della Michigan State University Entomology Farm (2005) 5 PIANTE ANNUALI NON NATIVE PIÙ CONSIGLIATE PER LA GESTIONE DELL’HABITAT PIANTE NATIVE PERENNI CON PERIODI DI FIORITURA SOVRAPPOSTI A QUELLI DELLE SPECIE NON NATIVE VS Es: Vicia faba ; Lobularia maritima Es: Apocynum cannabinum L ; Epatorium perfoliatum al fine di compararne il grado di efficienza in 3 periodi differenti : METÀ LUGLIO INIZIO AGOSTO FINE AGOSTO Numero medio di naturali nemici dei PEST/m2

CONTROLLO BIOLOGICO CONSERVATIVO COSTI E BENEFICI DEL CONTROLLO BIOLOGICO CONSERVATIVO Per l’agricoltore Risparmio costi d’applicazione dei pesticidi, fertilizzanti e semi + sussidi per la produzione organica o premi biologici certificati Riduzione del raccolto vendibile a causa dalla conversione di parte della terra produttiva in habitat idonei al controllo dei pest Per la società Riduzione di: Danni ambientali problemi di salute negli operatori tracce di prodotti chimici nel foraggio e negli alimenti Aumento prezzi beni alimentari

Estratto della graphic novel ‘Ruins’ del fumettista statunitense Peter Kuper Il fenomeno va avanti da secoli, ma ora è in pericolo la loro stessa esistenza. Negli ultimi 3 anni, con i cambiamenti climatici e la scomparsa del loro habitat, la popolazione è drasticamente calata. Senza farfalle e altri insetti, le piante di cui ci nutriamo non vengono impollinate. La nostra sopravvivenza è direttamente legata alla loro.