II° WORKSHOP Progetto “Cambiamaneti Climatici e Agricoltura - CLIMAGRI” Prima Sessione “L’impatto del clima sulla produzione agricola” Conoscenze attuali del possibile impatto dei cambiamenti climatici sulla produzione agricola Roma, 3 - 4 Aprile 2003

Argomenti presentazione Relazioni tra cambiamenti climatici ed ecosistema agricolo Stumenti di studio Risposta componenti sistema agricolo Aree vulnerabili Strategie di adattamento Attivita’ future di ricerca e politica agricola

settori economici e dei sistemi ambientali Effetto cambiamenti climatici settori economici e dei sistemi ambientali

Cambiamenti climatici e Agricoltura Effetto diretto + indiretto Effetto diretto (var. gas-serra) Effetto indiretto (var. climatiche) CO2 Possibili Benefici dei Cambiamenti Climatici sull’Agricoltura Allungamento periodo di crescita Incremento precipitazioni Incremento Assimilazione Efficienza idrica Più frequenti e severi Eventi siccitosi Possibili Svantaggi dei Cambiamenti Climatici sull’Agricoltura Crescita più veloce,periodi di crescita più corti Stress termici Innalzamento livello dei mari, incremento alluvioni e salinizzazione terreni

Componenti del sistema agricolo Effetto cambiamenti climatici Componenti del sistema agricolo Impatto sul sistema agricolo attraverso la loro azione sui vari componenti del sistema agricolo:

Strumenti e obiettivi di studio Risposta colture agricole Strumenti e obiettivi di studio Camere di crescita (ambiente controllato) FACE (condizioni di campo) Tunnel (CO2 temperatura) Gennaio Tmed. > 4°C Luglio Tmed > 22°C e < 30°C Precip. Ann. > 200 mm Bindi e Ferrini, 1992 Variazioni variabili clim. (Temp., Rad., Precip.) GCMs Fattori ambientali lim. crescita Variazione areale coltivazione Impatti Strumenti Obiettivi

Risposta delle componenti del sistema agricolo: Piante Effetto CO2 Incremento rese unitarie delle maggiori colture agrarie ( tasso fotosintetico;  efficienza WUE): C3  30 % C4  10% Effetto variazioni climatiche Modifica areali di coltivazione (espansione areale di coltivazione olivo e vite) Variazione lunghezza periodo crescita Riduzione rese unitarie colture a ciclo determinato Aumento rese unitarie colture a ciclo indeterminato

Risposta delle componenti del sistema agricolo: Piante Effetto combinato (CO2 + variazioni climatiche) Produzione media Specie C3 (ortaggi, frumento, vite)  Specie C4 e colture estive (mais, girasole)  Variabilita’ produzione  Qualita’ produzione 

Risposta delle componenti del sistema agricolo: Suolo Fertilità del suolo ed erosione Incremento temperature:  decomposizione sostanza organica e conseguente riduzione di fertilità  ciclo degli elementi nutritivi (carbonio, azoto, fosforo, potassio) nel sistema suolo-pianta-atmosfera (aumento emissione gas serra, es. CO2 and N2O). Aumento CO2:  processi di fissazione dell’azoto per l’aumento sviluppo radicale  sequestro sostanza organica per l’aumento biomassa accumulata Variazioni Precipitazioni:  erosione eolica per una riduzione crescita radicale e decomposizione s.o (minori precip. estive).  erosione idrica (aumento frequenza ed intensita’ di eventi piovosi estremi)

Risposta delle componenti del sistema agricolo: Acqua Disponibilità acqua La disponibilità di acqua () per la contemporanea variazione delle precipitazione e per l’aumento dell’evapotraspirazione (altri fattori degradazione suoli e sedimentazione per erosione) (es. –20% precip. aumento del rischio di approvvigionamento di acqua dal 1% al 38%; <1000 m3 a persona in vaste aree del sud ed est del Med.) La domanda di acqua per irrigazione () determinando una piu’ accentuata competizione con gli altri settori (civile, industriale) (es. aumento domanda del 7% con riduzioni precip. 10% e aumenti temp. 2°C) Picchi di domanda per irrigazione () per una piu’ accentuata presenza di ondate di calore Qualità acqua Rischio di salinizzazione delle acque () a causa di maggiori livelli evaporativi, aumento livello mare, aumento prelievi (es. 1 m. aumento livello mare riduzione del 40% riserve idriche, Malta) Inquinamento delle acque () a causa della riduzione livello fiumi e laghi.

Risposta delle componenti del sistema agricolo: Fitopatie e Infestanti incremento temperature potrà favorire la proliferazione degli insetti parassiti (stagione di crescita più lunga, maggiori probabilità di sopravvivenza durante il periodo invernale) Aumento concentrazioni CO2 potrà influire sui fabbisogni nutritivi dei insetti parassiti attraverso una azione sulla quantità e la qualità della biomassa della pianta ospitante (aumento del rapporto C/N) Alterazioni delle caratteristiche dei venti potranno cambiare la diffusione sia dei parassiti che dei batteri e dei funghi agenti delle malattie delle colture. Infestanti La diversa risposta delle specie coltivate e di quelle infestanti potrà portare ad alterazioni delle interazioni competitive infestante-coltura: L’incremento di concentrazione del CO2 stimolerà la fotosintesi nelle specie C3, sia coltivate che infestanti, ed aumenterà il risparmio di uso dell'acqua sia nelle specie C3 che in quelle C4 Variazioni di temperatura, precipitazioni, vento e umidità dell’aria potrà interferire con l’azione di controllo degli erbicidi

Risposta delle componenti del sistema agricolo: Allevamento di bestiame Effetti diretti azione sulla salute, sviluppo e riproduttività degli animali Effetti indiretti variazioni della disponibilità e dei prezzi degli alimenti vegetali (cereali, leguminose, ecc.) variazioni della produttività dei pascoli e delle colture foraggere (impatto positivo dell’aumento delle concentrazioni di CO2 sulla produzione di latte ottenuto da animali con una alimentazione a base di leguminose, es. trifoglio) Spese di alloggiamento del bestiame (isolamento ambienti e condizionamento dell ’aria) Turn-over e perdite delle sostanze nutritive per la produzione di concime animale (aumento della volatilizzazione dell'ammoniaca con l'aumento della temperatura) Variazioni della distribuzioni delle malattie che agiscono sul bestiame

Risposte sistema agricolo: Aree Vulnerabili Le aree marginali Settentrionali e Meridionali per la produzioni di colture tradizionali risulteranno particolarmente sensibili e vulnerabili ai cambiamenti climatici: Aree settentrionali Benefici introduzione nuove colture incremento produzioni espansione aree utilizzabili per la coltivazione Svantaggi incremento della protezione delle piante incremento rischio di lisciviamento accelerazione decomposizione s.o. Aree meridionali introduzione nuove specie riduzione produzioni incremento variabilita’ produzione riduzione aree utilizzabili per colture tradizionali

Strategie di adattamento Strategie Economiche e Agronomiche avranno un ruolo rilevante per ridurre le perdite o accentuare i guadagni dovuti ai cambiamenti climatici: Strategie economiche prevedono di rendere i costi agricoli inferiori in funzione delle variazioni che si verificheranno a carico delle produzioni Strategie agronomiche prevedono di evitare totalmente o parzialmente la riduzione delle produzioni agricole Strategie agronomiche Aggiustamenti a breve-termine Adattamenti a lungo-termine

Strategie di adattamento: Aggiustamenti a breve-termine Primi interventi di difesa contro gli effetti dei cambiamenti climatici che prevedono di ottimizzare la produzione con variazioni minime (come costi) del sistema agricolo, attraverso modifiche: gestione dei sistemi colturali conservazione dell'umidità del suolo Gestione dei sistemi colturali: impiego contemporaneo di varietà con caratteristiche diverse (ridurre variabilità produzione) cambio varietà cambio pratiche agronomiche (data di semina) cambio tipo e/o modalità di impiego di fertilizzanti e pesticidi Conservazione umidità del suolo: introduzione tecniche di conservazione dell'umidità (no tillage, pacciamatura, ecc. ) gestione irrigazione (ammontare ed efficienza)

Strategie di adattamento: Adattamenti a lungo-termine Interventi che prevedono di ovviare alle avversità determinate dai cambianti climatici attraverso modifiche strutturali del sistema produttivo agricolo: Cambio dell’uso-suolo per ottimizzare o stabilizzare produzione (es. Sostituzione di colture con alta variabilità inter-annuale (frumento) con colture a più bassa variabilità (pascoli)) Sviluppo di nuove cultivar per adattarsi agli stress indotti dai cambiamenti climatici piu’ velocemente (miglioramento genetico tradiz. o biotecnologie) Sostituzione colture per conservare meglio l'umidità del suolo (es. mais con sorgo) Modifiche del microclima per migliorare l’efficienza dell’uso dell’acqua (es. frangivento, colture intercalari, ecc.)

Valutazione dell’effetto strategie di adattamento Livello 1 di adattamento: data di semina di meno di un mese, cultivar, irrigazione (+ acqua) Livello 2 di adattamento: data di semina di piu’ di un mese, cultivar nuove, irrigazione (installazione) fertilizzanti

Aspetti da esaminare in dettaglio Attività di Ricerca: Aspetti da esaminare in dettaglio Sviluppo di scenari climatici futuri che forniscano informazioni sull’incidenza degli eventi isolati estremi (grandine, forti venti, alluvioni, stress termici) e della variabilità climatica Impatto sui fattori secondari delle produzione agricola (es. suolo, infestanti, agenti patogeni, ecc.) Impiego delle tradizionali tecniche genetiche o delle nuove biotecnologie per rispondere alle variazioni climatiche (siccità, salinizzazione acque, ondate di caldo, gelate tardive, ecc.) Studio dell’impatto dei cambiamenti climatici a livello di sistema colturale e aziendale e non solo a livello di singola coltura

Strategie politiche: Risorse su cui agire Riformare la politica agricola per incoraggiare un uso flessibile dei terreni agricoli (Risorsa: Terreno). Riformare la gestione acqua per incoraggiare un più prudente uso delle risorse idriche (Risorsa: acqua) Migliorare l’efficienza della produzione di cibo ed esplorare nuove fonti energetiche alternative per aumentare accumulo di carbonio nelle piante e nel suolo (Risorsa: energia) Conservare il germoplasma di piante ed animali (Risorsa: biodiversita’) Incoraggiare la ricerca per l’adattamento e sviluppo di nuovi sistemi aziendali e lo sviluppo di nuove varietà, specie ecc. (Risorsa: capacita’ di ricerca)

Conclusioni Le correnti differenze di capacita’ produttive tra le aree settentrionali e meridionali si accentueranno sempre di più La variabilita’ delle produzioni agricole crescerà, in special modo nelle aree più meridionali dove si accentueranno del condizioni di stress idrici Le strategie di adattamento potranno essere impiegate per ridurre gli svantaggi introdotti di cambiamenti climatici L’attività di ricerca dovrà orientarsi verso l’analisi dettagliata degli effetti sui fattori secondari della produzione e su studi a livello di sistema colturale ed aziendale La futura politica agricola dovrà favorire un impiego delle risorse piu’ flessibile (terreno) ed adeguato (acqua) in modo tale da sopperire alla diminuzione produzione quali-quantitativa e ad aumenti della variabilità produttiva