Climate change e agricoltura: ENEA coordina il progetto MED-GOLD

Quanto incidono i cambiamenti climatici sulla produzione agricola? Quali effetti ne derivano, oltre a quelli sulla produzione? A rispondere è Luigi Ponti, membro del gruppo di ricerca del progetto MED-GOLD

In cosa consiste il progetto di ricerca MED-GOLD coordinato dall’ENEA, e perché le aree prescelte sono vite, olivo e grano duro?

Il nome esteso del progetto è Turning climate-related information into added value for traditional MEDiterranean Grape, OLive and Durum wheat food systems (MED-GOLD) (in italiano “Trasformare le informazioni legate al clima in valore aggiunto per i sistemi agroalimentari mediterranei tradizionali vite, olivo e grano duro”).

Si tratta di un progetto di ricerca e innovazione della durata di quattro anni, finanziato per cinque milioni di euro dal programma quadro dell’Unione Europea Horizon 2020. È il principale progetto di ricerca europeo sui sistemi agroalimentari resilienti ai cambiamenti climatici.

MED-GOLD consiste precisamente nello sviluppare prototipi di servizi climatici per le tre colture rappresentative del sistema agroalimentare mediterraneo: vite, olivo e grano duro. I servizi climatici in agricoltura consistono nel trasformare informazioni e dati legati al clima – oggi così abbondanti da rasentare la definizione di big data – in prodotti personalizzati a supporto delle decisioni e di una migliore gestione in agricoltura.

È importantissimo sostenere queste tre colture e i prodotti alimentari che ne derivano, poiché i binomi vite/vino, olivo/olio d’oliva e grano duro/pasta hanno una rilevanza primaria dal punto di vista ecologico, economico e culturale, sia per il Bacino del Mediterraneo che a livello globale.

Da una parte vino, olio d’oliva e pasta sono elementi chiave della dieta mediterranea, che è patrimonio dell’umanità tutelato dall’Unesco, e sono quindi parte fondamentale di quello straordinario, complesso e inestimabile patrimonio ecologico, economico e culturale che è il Bacino del Mediterraneo.

Dall’altra questi tre prodotti alimentari hanno un mercato globale e sono legati a colture mediterranee ormai diffuse a livello planetario. Questo li rende unici per la loro capacità di contrastare la crescente omogeneità delle derrate alimentari a livello globale, con ripercussioni positive su sicurezza alimentare e salute, riducendo al contempo l’impronta ecologica del sistema agroalimentare mondiale.

Quali sono i partner del progetto? Sappiamo che sono coinvolte alcune aziende: perché e quali?

Il progetto è coordinato da ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, che è il più grande ente pubblico di ricerca tecnologico in Italia.

Il team ENEA di coordinamento scientifico del progetto (contattabile all’indirizzo med-gold.project@enea.it) è composto da: Alessandro dell’Aquila, Laboratorio Modellistica climatica e impatti; Sandro Calmanti, Laboratorio Modellistica climatica e impatti; Luigi Ponti, Laboratorio Sostenibilità, qualità e sicurezza delle produzioni agroalimentari; Matteo De Felice, Divisione Modelli e tecnologie per la riduzione degli impatti antropici e dei rischi naturali.

I partner del progetto sono:

1. ENEA
2. Barilla (Italia)
3. BeeToBit (Italia)
4. Barcelona Supercomputing Centre (Spagna)
5. Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italia)
6. Dcoop (Spagna)
7. ec2ce (Spagna)
8. GMV Aerospace (Spagna)
9. Horta (Italia)
10. Joint Research Centre (Commissione Europea)
11. Met Office (Regno Unito)
12. National Observatory of Athens (Grecia)
13. Sogrape Vinhos (Portogallo)
14. Universidad Militar Nueva Granada (Colombia)
15. University of Leeds (Regno Unito)
16. University of Thessaly (Grecia)

Sono molte le aziende coinvolte, perché MED-GOLD è un progetto collaborativo che richiede il contributo attivo di esperti e portatori di interesse di tutto il settore agroalimentare. Solo lavorando in maniera partecipativa è infatti possibile sviluppare servizi climatici che forniscano un valore aggiunto reale in termini di efficacia, creazione di valore, ottimizzazione delle opportunità e minimizzazione dei rischi.

La catena di valore dei servizi climatici in agricoltura è rappresentata per intero nella partnership MED-GOLD. Il progetto ha un consorzio davvero multidisciplinare che comprende partner industriali di primo piano, piccole e medie imprese, sociologi, economisti, agronomi e modellisti del clima.

Una delle principali novità del progetto è che i tre partner industriali che guidano i casi di studio su vite, olivo e grano duro sono anche leader mondiali nei rispettivi settori commerciali: Sogrape, la maggiore azienda vitivinicola portoghese a proprietà familiare; Dcoop, una cooperativa spagnola che raccoglie migliaia di aziende olivicole a conduzione familiare ed è il più grande produttore di olio d’oliva al mondo; Barilla, rinomato gruppo a proprietà familiare e di gran lunga il maggior produttore di pasta a livello mondiale.

Quanto incidono i cambiamenti climatici sulla produzione agricola? Quali effetti ne derivano, oltre a quelli sulla produzione?

Il clima è il fattore chiave dell’agricoltura, e questo la rende il settore economico più fortemente influenzato dalla variabilità climatica. I cambiamenti climatici non faranno che rendere le produzioni agricole ulteriormente vulnerabili ai mancati raccolti e ai danni da parassiti. Per questo MED-GOLD prende in considerazione anche i rischi legati ai parassiti delle colture, oltre a quelli di mancata produzione direttamente riconducibili al clima.

Va sottolineato un concetto fondamentale: l’impatto principale dei cambiamenti climatici sulla produzione agricola rende il lavoro dell’agricoltore di una complessità senza precedenti. I campi coltivati, per quanto semplificati dall’uomo, sono e rimangono ecosistemi dotati di una notevole complessità. Gli ecosistemi agrari (o agroecosistemi) includono infatti una complessa rete di interazioni tra le numerose specie presenti, quali piante coltivate, piante spontanee, animali erbivori (ad esempio gli insetti dannosi che si nutrono di piante coltivate), animali carnivori (ad esempio gli insetti utili che si nutrono di quelli dannosi), e microrganismi (ad esempio i microrganismi patogeni che causano malattie delle piante coltivate).

Ognuna delle specie presenti in un campo coltivato ha requisiti climatici diversi per crescere, svilupparsi e riprodursi. Pertanto i cambiamenti climatici esercitano un effetto diverso su ognuna delle specie presenti in un campo coltivato. Tuttavia questo è solo l’effetto diretto. Infatti i cambiamenti climatici esercitano su ogni singola specie anche un effetto indiretto attraverso la rete di interazioni che essa stabilisce con le altre specie (due specie interagiscono, ad esempio, quando una si nutre dell’altra o se competono tra loro per lo stesso alimento). E poiché i cambiamenti climatici influenzano le specie in maniera diversa, essi influenzano così anche l’esito delle interazioni tra specie favorendo una rispetto all’altra. Questo vale non solo per i campi coltivati, ma per gli ecosistemi in generale, tanto che rappresenta una delle principali fonti di incertezza nella valutazione degli effetti dei cambiamenti climatici sul nostro pianeta, come confermato dai rapporti di valutazione del Gruppo Intergovernativo sul Cambiamento Climatico delle Nazioni Unite (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC). A causa della complessità degli ecosistemi (ovvero la rete di interazioni tra specie), prevedere l’impatto dei cambiamenti climatici in agricoltura è un rebus perlopiù ancora irrisolto.

Se le ripercussioni del climate change cambiano in rapporto alle aree geografiche, quali sono in Europa le più esposte a patire danni rilevanti?

A questo proposito è utile notare come studi promossi da ENEA abbiano messo in evidenza che la distribuzione geografica del clima Mediterraneo (definizione Köppen-Geiger), con uno scenario di emissioni medio-basse di gas serra, si sposterà verso Nord in maniera significativa. Il risultato sarà che una parte consistente delle aree che oggi consideriamo a clima Mediterraneo potrebbero sperimentare un clima arido entro la fine del secolo. Altro aspetto importante è che il Bacino del Mediterraneo è un cosiddetto hot spot non solo dal punto di vista climatico, ma anche da quello delle invasioni biologiche da parte di specie esotiche che possono causare danni alle piante coltivate. Ciò è dovuto sia alla globalizzazione degli scambi di persone e merci, sia al fatto che i cambiamenti climatici (incremento delle temperature compreso) tendono ad accentuare il fenomeno delle invasioni biologiche: ne sono un esempio le numerose specie di insetti tropicali dannosi di recente insediamento nel Bacino del Mediterraneo.

È probabile che in Europa nessuna regione subirà le conseguenze dei cambiamenti climatici in maniera così drammatica come quella mediterranea, poiché qui il cambiamento climatico atteso è più forte che altrove e minaccia una diversità biologica e culturale estremamente ricca ed interconnessa, oltre ad aumentare la vulnerabilità ai disastri naturali e alle invasioni da parte di specie esotiche. Per questo il progetto MED-GOLD si concentra sui sistemi agroalimentari rappresentativi della regione mediterranea.

La sfida per i popoli che abitano il Bacino del Mediterraneo è aumentare la resilienza dello straordinario e complesso patrimonio ecologico, economico e culturale di questa regione in un’epoca di risorse sempre più scarse e cambiamenti climatici. L’agricoltura ha un ruolo chiave nel rispondere a questa sfida perché è il settore economico più fortemente influenzato da variabilità e cambiamenti climatici. Rendere l’agricoltura mediterranea, europea e globale più resiliente ai cambiamenti climatici significa anche sviluppare servizi climatici che trasformino informazioni e dati climatici in valore aggiunto, aiutando agricoltori grandi e piccoli a prendere specifiche decisioni operative minimizzando i rischi legati al clima ma anche, perché no, massimizzando le opportunità disponibili.

Quando si parla di cambiamenti climatici si pensa soprattutto ai danni derivati da eventi estremi come siccità o alluvioni, ma ci sono anche fenomeni correlati di altro tipo. Ad esempio, l’innalzamento delle temperature o il loro sbalzo in periodi anomali ha un effetto sulla riproduzione degli insetti e quindi sui danni che essi arrecano alle colture? In caso affermativo, quale strada seguire che non sia solo quella di incrementare l’uso pesticidi?

ENEA ha guidato uno studio per valutare a livello di Bacino del Mediterraneo gli effetti ecologici ed economici che i cambiamenti climatici potrebbero avere sulla coltura dell’olivo, dimostrando come una simile valutazione debba necessariamente considerare il ruolo giocato dal principale parassita di questa coltura, la mosca delle olive.

L’impatto dei cambiamenti climatici sull’agroecosistema olivo è stato valutato tenendo conto sia del particolare clima tipico del Bacino del Mediterraneo, sia della rilevante complessità biologica che caratterizza l’interazione tra olivo e mosca delle olive. Si tratta della prima valutazione d’impatto dei cambiamenti climatici ad aver rappresentato in maniera realistica l’interazione tra più specie a scala sub-continentale utilizzando come input dati meteorologici giornalieri ad alta risoluzione ottenuti mediante un modello climatico regionale messo a punto da ENEA, che riproduce bene la variabilità climatica tipica del Mediterraneo – cosa che i modelli climatici globali ancora non riescono a fare.

Il dato di fondo dell’analisi è che il riscaldamento del clima avrà un impatto diverso su resa dell’olivo e infestazioni da mosca in zone diverse del Bacino del Mediterraneo, determinando un ventaglio piuttosto ampio di impatti ecologici ed economici. Questo risultato non sarebbe emerso senza considerare gli effetti indiretti dei cambiamenti climatici, ossia valutando l’interazione mediata dal clima tra olivo e mosca delle olive.

L’olivo è probabilmente la coltura mediterranea che meglio si adatta a stress idrici e termici. Nonostante ciò, lo studio indica che gli effetti dei cambiamenti climatici su questa coltura potrebbero essere significativi, particolarmente se calati nel relativo contesto ecologico, economico e sociale. Ad esempio, effetti negativi anche lievi sul reddito potrebbero accentuare l’abbandono di molte piccole aziende olivicole comuni in aree collinari marginali. In queste aree la vitalità delle aziende olivicole tradizionali garantisce servizi ecosistemici chiave, quali la conservazione di suolo e biodiversità e la riduzione del rischio di incendi. È pertanto ragionevole attendersi che altre colture mediterranee meno tolleranti dell’olivo a caldo e siccità, come vite e grano, subiranno effetti ancora più marcati.

La metodologia utilizzata in questo studio, basata su una rappresentazione quanto più realistica possibile della complessità presente negli agroecosistemi ottenuta mediante modelli demografici basati sulla fisiologia (physiologically based demographic models, PBDMs, come spiegato dall’organizzazione Casasglobal), è una componenete tecnologica chiave del progetto MED-GOLD.

Come affrontare l’impatto dei cambiamenti climatici sugli insetti dannosi in agricoltura? La risposta di MED-GOLD sono i servizi climatici. Prendiamo spunto da come i cambiamenti climatici stiano incidendo pesantemente sulle interazioni tra olivo e mosca delle olive, come è accaduto nel 2014 che è stato definito “l’anno nero dell’olio italiano” proprio a causa delle fortissime infestazioni da mosca. Sapere in anticipo se la prossima stagione sarà molto calda e siccitosa o al contrario mite e umida consentirebbe agli olivicoltori di mettere in atto le contromisure necessarie. Generare informazioni su scala stagionale è uno dei focus principali del progetto, e naturalmente è una priorità per Dcoop — partner industriale MED-GOLD per il settore olivicolo — che nel 2014 ha affrontato, come tutti gli olivicoltori europei, un anno disastroso per le gravissime infestazioni da mosca legate in larga misura a condizioni climatiche favorevoli a questa avversità. Si tratta di un insetto antico quanto i millenari olivi ma che prolifera con estati miti e umide, inusuali per il clima mediterraneo. Ciò significa che il fattore fondamentale che ne determina il livello di popolazione e quindi la dannosità è proprio il clima.

Esiste comunque una strategia di base preventiva per cercare di evitare il crescente impiego di pesticidi dovuto ad un clima che cambiando tende a favorire gli insetti dannosi alle colture. Per prima cosa è necessario capire i meccanismi e la razionalità ecologica che sono alla base della sostenibilità dei sistemi agricoli mediterranei tradizionali. Solo così è possibile affrontare la minaccia dei cambiamenti climatici in maniera pienamente efficace dal punto di vista economico ed ambientale. In particolare i sistemi agricoli tradizionali del Bacino del Mediterraneo possono fornire indicazioni importanti su come rendere l’agricoltura intrinsecamente più resiliente ai cambiamenti climatici (mentre i servizi climatici costituiscono una forma di resilienza estrinseca) attraverso un utilizzo mirato e razionale della biodiversità presente nei campi coltivati e nel paesaggio che li circonda. Questo paradigma che mira a incrementare la resilienza intrinseca degli agroecosistemi va sotto il nome di agroecologia.

Quali sono gli obiettivi di medio-lungo periodo di MED-GOLD e quali risultati è realistico aspettarsi?

L’obiettivo a lungo termine di questo progetto coordinato dall’ENEA è di aumentare resilienza, sostenibilità ed efficienza del sistema agroalimentare europeo mediante lo sviluppo di servizi climatici in grado di minimizzare i rischi e cogliere le opportunità associate alla variabilità del clima e ai cambiamenti climatici. A medio termine è realistico aspettarsi che dai tre casi di studio MED-GOLD scaturiscano progetti dimostrativi finalizzati alla diffusione su vasta scala dei risultati del progetto, e che l’approccio proposto sia poi replicato in altre colture agrarie. È questo il senso dell’ultima fase del progetto che estenderà la metodologia MED-GOLD ad un altro prodotto di larghissimo consumo, il caffè, per rafforzare la dimensione globale del progetto anche al di fuori dell’area mediterranea e gettare le basi per fornire servizi climatici alla commodity agricola più importante al mondo.

Riferimenti bibliografici (PDF)