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Cambiamento climatico e sicurezza alimentare. 2) Il bacino dell’ Indrawati, Himalaya.

Il cambiamento climatico può impattare la produzione agricola ed il consumo d’acqua sul pianeta, mettendo a rischio la sicurezza alimentare. Si mostra qui il secondo di due casi di studio esemplari in Europa ed Asia, dove le modifiche del clima futuro potranno portare ad effetti rilevanti sulla produzione agricola e sul consumo di acqua nella prima metà del secolo.

 

Nonostante la grande distanza e le differenza climatiche e topografiche, una potenziale evoluzione comune unisce Europa ed Asia, ed il cambiamento climatico potrebbe giocare un ruolo fondamentale.

Palazzoli et al. (2014;in review) hanno studiato l’impatto di potenziali cambiamenti climatici sull’agricoltura non irrigua nel bacino del fiume Indrawati, Nepal (Figura 1), utilizzando il modello SWAT. Il fiume ha origine nella fascia nevosa dell’Himalaya (a 5854 m slm) ed il territorio presenta una conformazione montuosa, con qualche zona pianeggiante in cui viene svolta l’attività agricola. Cereali come il riso, grano (frumento), il mais e il miglio sono le colture predominanti e l’economia agricola si base sulla vendita del raccolto (cash crop). Il riso è la coltura principale della regione, ma anche la coltivazione di frumento e mais è diffusa nel territorio. La complessa topografia del Nepal lo rende suscettibile agli effetti del cambiamento climatico, a fronte anche di una scarsa capacità di adattamento (Bhatt et al., 2013). Secondo studi recenti (WWF, 2012) il bacino dell’Indrawati si può considerare un’area povera in termini idrici, con rilevanti difficoltà di accesso all’acqua per via della topografia complessa e delle scarse politiche di supporto del governo. L’indice di povertà idrica, atto a misurare la possibilità di accesso all’acqua è valutato in quest’area pari a WPI = 52.5/100, mediamente povero. A titolo di esempio, secondo studi specifici condotti a livello nazionale su 147 paesi (Lawrence et al., 2002), valori estremi (massimo, minimo) dell’indice WPI sono stati valutati per la Finlandia (WPI = 77) ed Haiti (WPI = 35). L’Italia (WPI = 61) è classificata al 52° posto, mentre il Nepal (WPI = 54) è all’89° posto.

 

               

 

                                                       Figura 1. Bacino dell’Indrawati, Nepal.

 

In Figura 2, si riporta la produttività agricola media (1995-2004) simulata tramite SWAT a confronto con i valori medi del raccolto ricavato dal report dell’IWMI (International Water Management Institute), che mostrano un accordo accettabile, con una possibile sottostima per il frumento.
In seguito il modello SWAT è stato utilizzato per stimare le conseguenze di tre potenziali scenari di cambiamento climatico. Tre diversi modelli climatici sono stati adottati (CCSM4, EC-Earth, ECHAM6), ognuno secondo tre scenari RCPs (Representative Concentration Pathways, RCP26., RCP4.5, RCP8.5) del report AR5 dell’IPCC. L’analisi degli impatti dovuti alle diverse proiezioni climatiche è stata svolta in relazione ad un decennio a metà secolo (2045-2054). In Figura 3, si riporta la produttività media e relativa variabilità (deviazione standard) per i modelli detti, confrontata con il periodo di controllo (CO).

Figura 2. Produttività agricola nel bacino dell’Indrawati, per Riso, Mais, Frumento, simulata con modello SWAT (mod) e confrontata con valori medi di letteratura (lett).

 

a)

 

b)

c)

 

Figura 3. Bacino dell’Indrawati, proiezioni di scenario produttivo per il 2045-2054, e confronto con il periodo presente di controllo (CO). a) Mais. b) Riso. c) Grano. Le bande di confidenza indicano la deviazione standard.

 

Per quanto riguarda il mais, il modello CCSM4 prevede un decremento notevole sotto RCP2.6 e RCP4.5, dovuto ad un diminuito apporto di precipitazione primaverile (da -36% a- 45% a seconda dell’RCP). Tale consistente diminuzione dell’apporto piovoso non si osserva per gli altri modelli, che forniscono raccolti in sostanza congruenti con la situazione attuale. Si osservi però come, per il modello EC-Earth e soprattutto per il modello ECHAM6, l’elevata deviazione standard mostra una potenziale maggiore instabilità futura del raccolto.
Il riso (coltivato in Primavera sotto i 1200 mslm ed in Estate anche a quote maggiori) tende a rimanere leggermente più produttivo in futuro, per tutti i GCM e scenari RCP. Tale effetto può essere legato all’aumento della CO2 in atmosfera. Mentre il mais è poco sensibile alla variazione di CO2 in atmosfera (specie di tipo C4), il riso mostra infatti una risposta fotosintetica di tipo C3 (Morrison, 1999), con maggiore chiusura stomatica e maggiore produzione di biomassa in risposta ad aumenti della CO2 (al 2050, la CO2 prevista è pari a 443 ppm, secondo RCP2.6, 487 ppm, RCP4.5, 540 ppm, RCP8.5, contro 330 ppm al presente). Tale effetto compensa la potenziale diminuzione di precipitazione, ove attesa. Si osservi anche qui come, per il modello EC-Earth e soprattutto per il modello ECHAM6, l’elevata deviazione standard mostra una potenziale maggiore instabilità futura del raccolto. Simulazioni ulteriori (Palazzoli, 2013, non mostrate qui) hanno mostrato come, proseguendo verso fine secolo, un aumento di temperatura rilevante potrebbe comportare forte stress idrico, con conseguente diminuzione del raccolto.

Per quanto riguarda il frumento, il modello CCSM4 proietta un raccolto ridotto nel caso di RCP2.6 e RCP4.5, mentre nel caso di RCP8.5 si verificherebbe un incremento. Il frumento è coltivato da Novembre a Maggio e la diminuzione delle precipitazioni potrebbe abbatterne il raccolto. Anche il modello EC-Earth prevede nell’RCP2.6 una diminuzione del raccolto, potenzialmente connesso ad una rilevante diminuzione della pioggia invernale (dell’ordine del 50%). Le proiezioni di raccolto risultano assai variabili, in particolare secondo i modelli EC-Earth ed ECHAM6, ad indicare una minore affidabilità su base annua.

La sicurezza alimentare nel bacino dell’Indrawati, ove vivono circa 200 mila persone, è quindi a potenziale rischio. Sebbene si osservi una potenziale crescita del raccolto medio sotto particolari condizioni climatiche, in tutti i casi è atteso un aumento della variabilità, con potenziali squilibri annuali. Alcune specie mostrano inoltre un forte potenziale medio di riduzione, in funzione degli scenari RCP.

 

Un destino comune ?

Un destino comune forse attende la valle del Po (vedi il post precedente) e le valli dell’Himalaya. Entrambe le aree sono vulnerabili a potenziali cambiamenti climatici. L’evoluzione del clima, con temperature più elevate in media e precipitazioni decrescenti, ove si verificasse potrebbe portare a maggiore stress idrico per le colture e diminuzione dei raccolti, oltre che ad una forte variabilità interannuale. In pianura padana il mais è alla base di una complessa filiera alimentare, per l’allevamento e la produzione casearia e rappresenta quindi una coltura critica. L’incremento della domanda di acqua per l’uso irriguo potrebbe mettere i sistemi di accumulo e distribuzione in forte difficoltà. In Himalaya è chiaramente necessario l’avvento di sistemi irrigui funzionali, a tamponare le potenziali carenze idriche.
L’incertezza insita nelle proiezioni di scenario non permette di tracciare conclusioni sicure, tuttavia i risultati qui mostrati, coerenti con la letteratura presente, rappresentano un importante campanello di allarme. Lo staremo a sentire ?

 

Bibliografia

  1. Bhatt, D., Maskey, S., Babel, M.S., Uhlenbrook, S. Prasad, K.P., 2013. Climate trends and impacts on crop production in the Koshi River basin of Nepal, Reg. Environ. Change, doi.: 10.1007/s10113-013-0576-6.
  2. Fischer, f., Shah, M., Tubiello, F.N., van Velhuizen, H., 2005. Socio-economic and climate change impacts on agriculture: an integrated assessment, 1990-2080, Phil. Trans. R. Soc. B., 360, 2067-2083.
  3. Lawrence, P., Meigh, J., Sullivan, C., 2002. The water poverty index: an international comparison.
  4. Morrison, J. I. L., 1999. Interactions between increasing CO2 concentration and temperature on plant growth, Plant, Cell & Environment, 22, 6, 659-682.
  5. Palazzoli, I., Bocchiola, D. Nana, E., Maskey, S., Uhlenbrook, S., 2014. Assessing the impact of climate change upon hydrology and agriculture in the Indrawati Basin, Nepal, EGU2014-12732, Abstract, EGU Assembly 2014.
  6. Palazzoli, I., Maskey, S. Uhlenbrook, S., Nana, E., Bocchiola, D., 2014 (in review). Impact of prospective climate change on water resources and crop yields in the Indrawati, Agricultural Systems.
  7. WWF, 2012. Water poverty of Indrawati basin; analysis and mapping, 64 pp.

 

 

Testo di Daniele Bocchiola e Irene Palazzoli

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