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S. Maria di Sala (Venezia) 29.5.2018
Cambiamenti climatici e
agricoltura: facciamo il
punto della situazione
Dr. Marco Moriondo
CNR-IBIMET Firenze
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Argomenti
1. Cause Cambiamenti climatici
2. Entità ed effetti dei cambiamenti
climatici
3. Impatti dei cambiamenti climatici sui
principali agro-ecosistemi
4. Clima futuro ed impatti attesi
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1. Cause Cambiamenti
climatici
2. Entita' ed effetti dei cambiamenti climatici
3. Impatti dei cambiamenti climatici sui principali
ecosistemi
4. Clima futuro ed impatti attesi
Argomenti
![Page 4: Cambiamenti climatici e agricoltura: facciamo il punto ... · 6 ppt - 3,66 4 15 10000 0,00 0.04 11100 *= Preindustriale. Effetto sul bilancio radiativo . Argomenti 1. Cause Cambiamenti](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022040701/5d59fa8988c99304078bc46a/html5/thumbnails/4.jpg)
Alterazione Bilancio
radiativo
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Costituenti
dell’atmosfera
ed effetto serra
vapor d’acqua
gas serra
(CO2, CFCs, N2O, CH4)
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UNIVERSITY OF FLORENCE –Department of Agri-Food Production and Environmental Sciences (DiSPAA)
Domanda mondiale di energia primaria
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Fattori concomitanti
mai registrati
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Variazione gas serra
Caratteristiche dei principali gas a
effetto serra (GHGs) GHG Formula Conc.
PI*
Conc.
2005
Conc.
2011
Variaz.
2011-PI
(%)
Variaz.
2011-
2005
(%)
Tempo di
permanenza
in atmosfera
(anni)
FR (W m-2
)
(2011)
Contr. %
al FR
totale
Effetto
potenziale
rispetto a
CO2 in 100
anni
Biossido di carbonio CO2 ppm 288 379 391 36 3 120 1,82 64.3 1
Metano CH4 ppb 848 1774 1803 113 2 12.4 0,48 16.9 28
Protossido di azoto N2O ppb 285 319 324 14 2 121 0,17 6.00 265
CFC-11 CCl3F ppt - 251 238 -5 45 0,06 2.19 4600
CHFC-22 CHClF2 ppt - 169 213 26 11.9 0,04 1.58 1760
Esafluoruro di zolfo SF6 ppt - 5,64 7 29 3200 0,00 0.14 23500
Perfluoroetano C2F6 ppt - 3,66 4 15 10000 0,00 0.04 11100
*= Preindustriale
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Effetto sul bilancio radiativo
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Argomenti
1. Cause Cambiamenti climatici
2. Entita' ed effetti dei
cambiamenti
climatici
3. Impatti dei cambiamenti climatici sui
principali ecosistemi
4. Clima futuro ed impatti attesi
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UNIVERSITY OF FLORENCE - DiSPAA - Department of Agri-Food Production and Environmental Sciences
Variazioni osservate (T and CO2)
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UNIVERSITY OF FLORENCE - DiSPAA - Department of Agri-Food Production and Environmental Sciences
Cambio nelle temperature
estreme
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Variazioni climaticheVariazioni osservate (Europa):
Valori medi:Temperatura:
+ 1,3°C (2002-2011 vs PI)
+ 0.41°C per decade (1977-2000)
Precipitazioni:
NW e NE (fino a 70 mm/decade)
S
restante parte del mediterraneo
Valori estremi:Temperatura:
giorni freddi e con gelate
giorni con alte temperature
Precipitazioni:
intensita’ eventi piovosi
Klain Tank et al., 2002
Trend temperature
Intensita’ pecipitazioni
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Variazioni climatiche:
l’esempio del 2015Aumento di temperatura rispetto 1981-2010)
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Variazioni climatiche:
l’esempio del 2015
Variazione «summe days» e «frost days» rispetto 1981-2010)
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Variazioni climatiche:
l’esempio del 2015
Blocco di alta pressione centrato sul Mediterraneo
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Impatti CC
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Relazioni tra Cambiamenti
Climatici e Produzioni Agricole
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Effetto diretto
- Biomassa
+ Consumo acqua
+ Area Fogliare
+ Biomassa
- Consumo acqua
+ Efficienza Uso Acqua
+ Biomassa
+ Assimilati a disposizione
+ Fotosintesi
Anidride carbonica
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Effetto indiretto
- Biomassa
+ Evapotraspirazione
+ Temperatura
+ Biomassa
+ Precipitazioni
+ Umidita'
+ Biomassa
+ Temperatura notturna- Respirazione
+ Nuvolosita'
- Biomassa
- Fotosintesi
- Radiazione
Clima
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Argomenti
1. Cause Cambiamenti climatici
2. Entita' ed effetti dei cambiamenti
climatici
3. Impatti osservati dei
cambiamenti
climatici
4. Clima futuro ed impatti attesi
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Modifica delle fasi fenologiche della
vite (germogliamento, fioritura,
invaiatura, raccolta) in Francia
(Châteauneuf du Pape, 1945-2012) e
Italia (Veneto, 1964-2009).
Duchene and Snaieder, 2005; Tommasi et al., (2013); van
Leeuwen and Darriet (2013)
VITE-Fenologia
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Serie temporali per valori medi di resa (hl/ha):Bock et al., (2016)
VITE-rese
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Jones et al., (2005)
Qualità
Temperature ottimali previste per la stagione di crescita per a) i vini
bianchi dell'Alsazia, b) i vini bianchi dolci della Valle della Loira, c) i
vini rossi del Medoc e Graves di Bordeaux, e d) i vini rossi del Barolo.
Le linee tratteggiate rappresentano il modello quadratico ottimale
per ciascuna regione mostrata.
VITE-qualità
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Lento ma costante incremento della superficie coltivata in Emilia Romagna.
Olivo-coltivazione
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Variazione superfici coltivate
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
1960 1970 1980 1990 2000 2010
M t
Mais Frumento Barbabietola da zucchero
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1960 1970 1980 1990 2000 2010
M h
a
Mais
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
1960 1970 1980 1990 2000 2010
M h
a
Frumento
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
1960 1970 1980 1990 2000 2010
M h
a
Barbabietola da zucchero
(da FAOSTAT, 2011)
Ruolo delle strategie di adattamento e mitigazione ai cambiamenti
ambientali nell’evoluzione dei sistemi colturali
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Variazione rese
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
1960 1970 1980 1990 2000 2010
M t
Mais Frumento Barbabietola da zucchero
0
2
4
6
8
10
12
1960 1970 1980 1990 2000 2010
t /
ha
Mais
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
1960 1970 1980 1990 2000 2010
t /
ha
Frumento
0
10
20
30
40
50
60
70
1960 1970 1980 1990 2000 2010
M h
a
Barbabietola da zucchero
(da FAOSTAT, 2011)
Ruolo delle strategie di adattamento e mitigazione ai cambiamenti
ambientali nell’evoluzione dei sistemi colturali
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Rese vs. sviluppo tecnologico, incremento
CO2 e variazioni climaticheFrumento (1961-2009)
1.5
2
2.5
3
3.5
4
1960 1970 1980 1990 2000 2010
t /
ha
Tecn + CO2 + Clim
Tecn
Tecn + CO2
Rese 1961
(elaborazione secondo Ewert et al., 2005)
Ruolo delle strategie di adattamento e mitigazione ai cambiamenti
ambientali nell’evoluzione dei sistemi colturali
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Argomenti1. Cause Cambiamenti climatici
2. Entita' ed effetti dei cambiamenti
climatici
3. Impatti dei cambiamenti climatici sui
principali ecosistemi
4. Clima futuro ed
impatti attesi
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AR5 - Un nuovo set di scenari
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Variazioni medie future
(temperature fino 2100)
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Variazioni medie future
(piogge fino 2100)
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Variazioni estreme future
(temperature fino 2100)
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Variazioni estreme future
(piogge fino 2100)
![Page 35: Cambiamenti climatici e agricoltura: facciamo il punto ... · 6 ppt - 3,66 4 15 10000 0,00 0.04 11100 *= Preindustriale. Effetto sul bilancio radiativo . Argomenti 1. Cause Cambiamenti](https://reader030.vdocumenti.com/reader030/viewer/2022040701/5d59fa8988c99304078bc46a/html5/thumbnails/35.jpg)
Aree Vulnerabili
Aumento Temperature Riduzione Precipitazioni
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Impatti (futuri): disponibilita’ acqua
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Impatti (futuri): frequenza siccita’
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Variazioni climatiche
– Valori medi:
•Temperatura: (RCP4.5 - 2100)
– - 2.3-4.5°C
– estate; inverno
•Precipitazioni: (RCP4.5 - 2100)
– - 19 a 4%
– estate; inverno
– Valori estremi:
•Temperatura:
– giorni freddi e con gelate
– giorni con ondate di calore
(intensita’, frequenza e durata)
•Precipitazioni:
– giorni piovosi, intensita’ eventi piovosi,
periodi asciutti
Variazioni previste per il futuro (Europa):RCP4.5
Month YearTemperature (°C) Precipitation (%)
Region min 25% 50% 75% max min 25% 50% 75% max
No
rd E
uro
pa
DJF 2035 –0.3 0.6 1.3 2.3 3.0 –4 2 4 6 12
DJF 2065 –0.5 1.8 2.7 3.5 5.7 –1 3 8 11 24
DJF 2100 –3.2 2.6 3.4 4.4 6.0 2 7 11 14 25
JJA 2035 0.2 0.6 0.9 1.3 2.6 –6 2 4 6 11
JJA 2065 0.0 1.2 1.8 2.5 3.6 –10 2 3 8 18
JJA 2100 –1.1 1.6 2.2 3.0 4.7 –4 2 5 8 23
Annual 2035 0.1 0.8 1.1 1.6 2.7 –2 2 3 6 12
Annual 2065 –0.5 1.6 2.0 2.8 3.8 –5 3 5 9 17
Annual 2100 –2.3 2.1 2.7 3.5 4.5 1 5 8 10 24
Cen
tro E
uro
pa
DJF 2035 –0.4 0.6 1.2 1.7 2.5 –4 0 3 5 11
DJF 2065 0.3 1.4 2.1 2.7 3.6 –3 2 6 10 17
DJF 2100 –0.8 2.0 2.6 3.4 5.1 –4 3 7 11 18
JJA 2035 0.3 0.9 1.1 1.5 2.4 –8 –3 0 4 9
JJA 2065 0.4 1.7 2.0 2.6 4.3 –13 –4 1 3 8
JJA 2100 0.4 2.0 2.7 3.0 4.6 –16 –6 0 5 13
Annual 2035 0.3 0.7 1.1 1.4 2.3 –3 –1 2 3 8
Annual 2065 0.4 1.5 1.9 2.4 3.2 –6 0 3 5 9
Annual 2100 –0.3 2.0 2.6 3.1 4.0 –5 0 4 6 14
Su
d E
uro
pa
/ Med
iterra
ne
o
DJF 2035 –0.1 0.6 0.8 1.0 1.5 –11 –4 –2 2 8
DJF 2065 0.1 1.2 1.5 1.8 2.3 –15 –6 –3 0 7
DJF 2100 –0.2 1.5 2.0 2.4 3.0 –19 –7 –4 –1 9
JJA 2035 0.6 0.9 1.2 1.4 2.9 –16 –7 –4 –1 5
JJA 2065 1.0 1.9 2.2 2.6 4.3 –24 –12 –9 –4 5
JJA 2100 1.2 2.3 2.8 3.3 5.5 –28 –17 –11 –6 2
Annual 2035 0.3 0.8 1.0 1.2 2.0 –12 –4 –2 0 3
Annual 2065 0.7 1.5 1.7 2.1 3.1 –14 –8 –5 –2 3
Annual 2100 0.6 2.0 2.3 2.7 4.0 –19 –10 –6 –3 4
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Fraga et al., (2016)
Modello STICS
applicato per
valutare il
rendimento (t ha-1) in
Europa in riferimento
al periodo 2041-2070,
insieme alle
differenze rispetto al
periodo passato
(1980-2005)
Modello STICS
applicato per
valutare la data di
raccolta (giorni) in
Europa in riferimento
al periodo 2041-2070,
insieme alle
differenze rispetto al
periodo passato
(1980-2005)
Fenologia e rese
Applicazione di un modello
meccanicistico
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Areale futuro• Baseline
• Simulato: 3 finestre temporali
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Rese vs. sviluppo tecnologico, incremento
CO2 e variazioni climaticheFrumento (dal 2000 al 2080)
(da Ewert et al., 2005)
Ruolo delle strategie di adattamento e mitigazione ai cambiamenti
ambientali nell’evoluzione dei sistemi colturali
Trend tecn. + CO2 +CC
Trend tecn.
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(Scenario + 2°C Moriondo et al., 2010)
Strategie di addattamento: anticipo
semina
Con adattamento
Senza adattamento Soft wheat
Sunflower Soybean
Durum wheat
Ruolo delle strategie di adattamento e mitigazione ai cambiamenti
ambientali nell’evoluzione dei sistemi colturali
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Conclusioni
Il Mediterraneo è considerato un «hot-spot» del
cambiamento climatico dove saranno più evidenti
variazioni in temperatura e regime idrico
Preoccupano non solo i valori medi di
incremento/decremento dei singoli parametri ma
soprattutto la loro varibilità
Gli impatti sulle coltivazioni sono dipendenti dalla
tipologia di coltura e dal microclima presente