Il Progetto RIADE sulla desertificazione

Il Progetto RIADE sulla desertificazione
a ENEA, Unità Tecnica Sviluppo Sostenibile ed Innovazione del Sistema Agro-Industriale

Prefazione

La definizione ufficiale di “desertificazione” è stata elaborata durante la Conferenza delle Nazioni Unite su Ambiente e Sviluppo (Rio, 1992), in termini di “degrado delle terre nelle zone aride, semi-aride e sub-umide secche, attribuibile a varie cause, fra le quali le variazioni climatiche e le attività antropiche”. Questa definizione, recepita nell’ambito della Convenzione Internazionale delle Nazioni Unite sulla lotta alla Siccità e Desertificazione (UNCCD), è considerata profondamente innovativa per tre motivi principali:
1) il degrado riguarda sia la perdita delle caratteristiche bio-chimico-fisiche del suolo, sia la redditività economica;
2) le terre aride, semi-aride e sub-umide secche individuano le aree del pianeta più vulnerabili, escluse le aree artiche ed antartiche, nelle quali il rapporto tra le precipitazioni annuali e l’evapotraspirazione potenziale si situa tra 0.05 e 0.65;
3) la desertificazione può essere determinata dal sovrapporsi di cause di origine naturale ed antropica.
Fino al decennio scorso la desertificazione era percepita non tanto come elemento strutturale di una evoluzione ecologica preoccupante, ma come un elemento congiunturale attribuito a dei “periodi” di siccità. Si era verificata la siccità negli anni tra il 1968 e il 1973, poi il periodo di scarse precipitazioni tra il 1974 e il 1983 e infine la terribile annata del 1984. È solo a partire da questa data che la coscienza del fenomeno diviene di dominio pubblico ed assume la connotazione di un problema globale, seppure caratterizzato da cause locali.
Dati forniti dall’UNEP (Programma Ambientale delle Nazioni Unite) hanno mostrato che attualmente:

  • il 39% circa della superficie terrestre è affetta da desertificazione;
  • 250 milioni di persone sono direttamente a contatto con la degradazione della terra nelle regioni aride;
  • più di cento paesi nel mondo sono interessati da questo fenomeno;
  • la perdita di reddito imputabile alla desertificazione è di circa 50 miliardi di euro ogni anno;
  • il 70% dei terreni aridi utilizzati in agricoltura è già degradato;
  • la desertificazione riduce le possibilità di produzione alimentare (ogni anno 12 milioni di ettari vengono persi);
  • la desertificazione impoverisce la biodiversità.

Alla luce di questa drammatica situazione, tutti i Paesi colpiti più o meno gravemente dalla desertificazione hanno sempre più sentito la necessità di monitorare e mitigare l’aumento progressivo di questo fenomeno, elaborando strategie e piani di gestione sostenibile degli ecosistemi.
L’approccio seguito in questo lavoro tende ad evidenziare le cause del fenomeno, che afferiscono ai recenti cambiamenti climatici e all’attività dell’uomo, riportando alcuni dei risultati conseguenti nel corso del progetto di ricerca RIADE (www.riade.net) sui possibili interventi di mitigazione e di adattamento.

La desertificazione in Italia

L’Agenzia Ambientale Europea (EEA) ha realizzato, grazie ad un progetto a cui ha partecipato anche l’ENEA, una carta della sensibilità dei Paesi del bacino del Mediterraneo alla desertificazione. Dalla carta in Figura 1 si riporta la situazione relativa al territorio italiano (ENEA, CNR, APAT), che evidenzia come il 3,7% del territorio è molto vulnerabile, il 32,15% è vulnerabile ed il 64.11% è poco vulnerabile nelle presenti condizioni climatiche e con gli attuali utilizzi del territorio. Le aree poco vulnerabili saranno soggette ad incrementare la loro vulnerabilità in alcune delle condizioni di cambiamento climatico previste dagli scenari futuri.
La situazione più critica si riscontra nelle regioni meridionali ed insulari dove le condizioni ambientali sono più sfavorevoli e dove l’agricoltura, la pastorizia e le altre attività dell’uomo incidono sulle condizioni del territorio.

Figura 1 - Mappa della sensibilità alla desertificazione

Fonte: EEA, 2001

La metodologia utilizzata per l’individuazione della sensibilità alla desertificazione, attraverso l’Indice ESA (Environmentally Sensitive Areas), ci consente di discriminare l’incidenza del fattore climatico (CQI) rispetto alle altre componenti che entrano in gioco (Suoli SQI, Vegetazione VQI e Sistemi di Gestione MQI) nella determinazione del valore finale (compreso tra 1 e 2), attraverso una valutazione quali-quantitativa di specifici indicatori/parametri (Figura 2).

Figura 2 - Contributo dei singoli Indici di Qualità ESA

Nota: Per ogni punto è possibile risalire al contributo degli Indici di Qualità (QI) o dei singoli parametri tramite l’informazione contenuta nell’associato database
ESA = (1,56 * 2,00 * 1,86 * 1,73)^ (1/4) = 1,78
Fonte: Sciortino, Iannetta, et al., 2002

I differenti valori di aridità climatica, determinati dalla simultanea variazione di precipitazioni e temperature, sono documentati grazie ai dati che l’Ufficio Idrografico Regionale ha messo a disposizione per le attività di ricerca che l’ENEA ha condotto in Sicilia. Dalla Figura 3 si evince che la superficie di territorio semi arido è progressivamente aumentata dal 1921 al 2000 arrivando a superare il 20% del territorio regionale. Parallelamente, i territori classificati “umidi” sono diminuiti fino al 30%.
Questo cambiamento dell’aridità è attribuibile principalmente all’incremento delle temperature, aumentate significativamente su tutto il territorio regionale. Le variazioni delle precipitazioni risultano in alcune località meno significative, sebbene l’Ufficio Idrografico abbia stimato che nell’arco degli ultimi due trentenni ci sia stata una diminuzione media sul territorio regionale di 30 mm/anno.
Gli studi effettuati dall’ENEA nell’ambito del progetto RIADE, di seguito descritto, hanno inoltre approfondito la conoscenza dei più importanti processi di desertificazione, che interessano le aree maggiormente vulnerabili delle regioni meridionali (Esempio nella Figura 4).
L’effetto combinato delle peggiorate condizioni climatiche e della intensivizzazione delle attività antropiche, soprattutto lungo le fasce costiere e nelle aree pianeggianti, nel corso degli ultimi 40 anni, ha innescato un trend crescente di degrado quali-quantitativo delle risorse naturali (acqua, suolo ed ecosistemi vegetali). Al contrario, le zone collinari e montane si stanno invece rinaturalizzando per un processo di abbandono. I due processi in atto non si compensano, ma generano problemi di gestione diversi che vanno affrontati con una politica di territorializzazione puntuale degli interventi.

Figura 3a - Indici di aridità della regione Sicilia

Fonte: Sciortino et al., 2007

Figura 3b - Variazione della percentuale di territorio della regione Sicilia interessata da condizioni di aridità

Nota: Variazione delle superfici semi aride, sub-umide secche ed umide in Sicilia dal 1931 al 2000 e proiezione delle variazioni rispetto al trentennio 1961-1990 secondo due senari al 2050: scenario A - temperatura media annua +2,5 °C, precipitazione media annua -50 mm; scenario B - temperatura media annua +5°C, precipitazione media annua -100 mm
Fonte: Sciortino et al., 2007

Figura 4a - Carta del cambiamento del rischio di degradazione delle terre

Fonte: Iannetta et al., 2005

Figura 4b - Carta delle tendenze del rischio di degradazione delle terre 1960/2000

Fonte: Iannetta et al., 2005

Il progetto RIADE sulla desertificazione

Il Ministero dell’Università e della Ricerca ha promosso e cofinanziato il progetto RIADE (Ricerca Integrata per l’Applicazione di tecnologie e processi innovativi per la lotta alla DEsertificazione), nell’ambito del Programma Operativo Nazionale di "Ricerca, Sviluppo Tecnologico ed Alta Formazione" 2000 - 2006.
L'obiettivo del Progetto RIADE è lo sviluppo di un sistema informativo integrato e tecnologicamente innovativo per il monitoraggio dei processi di desertificazione localizzati in aree del Mezzogiorno d'Italia, in grado di contribuire alla determinazione dei rapporti di causa - effetto nei fenomeni in esame e promuovere interventi di salvaguardia del territorio. La partnership è composta da:

  • Advanced Computer Systems A.C.S. S.p.A.;
  • ENEA (Ente per le Nuove tecnologie, l'Energia e l'Ambiente);
  • Nucleo Ricerca Desertificazione (NRD) dell'Università degli Studi di Sassari (UNISS).

La ricerca ha avuto una durata di 48 mesi, con inizio ottobre 2002 e le regioni italiane coinvolte sono state Basilicata, Puglia, Sardegna e Sicilia. Un Master Universitario di primo livello, finalizzato alla Formazione metodologica e tecnologica di esperti della desertificazione, è stato associato alle attività del progetto. Il Master si è svolto, per la sua parte teorica, in Sardegna presso l’Università degli Studi di Sassari ed ha avuto una durata di 15 mesi a decorrere dal 8 ottobre 2003.

Sintesi del progetto

Malgrado il patrimonio considerevole di esperienza e di conoscenze relative alla desertificazione, soltanto raramente i risultati degli studi sono stati trasformati poi in sistemi strutturati e integrati. Ciò è in gran parte dovuto alla focalizzazione dell’attenzione degli esperti sulle condizioni locali e sui diversi processi più che sulla loro interazione complessiva.
Nello sforzo di comprendere il fenomeno della desertificazione, la sinergia tra le diverse discipline è un punto chiave.
Il progetto è difatti fortemente multidisciplinare sia nelle applicazioni tecnologiche sia nelle conoscenze impegnate e sviluppate. Da un lato, propone l’integrazione di tecnologie tradizionalmente applicate in campi molto diversi come il telerilevamento, la spettrometria laser e le analisi isotopiche, dall’altro affronta una tematica che richiede l’integrazione di discipline quali la meteorologia, la pedologia, la geologia, l’idrologia, la biologia, l’archeologia, ecc..
Le attività del progetto possono essere suddivise nelle seguenti fasi:

  • analisi dei diversi livelli di desertificazione che caratterizzano l’Italia del Sud, nelle zone di studio più rappresentative, attraverso l’installazione di adeguati sistemi di monitoraggio e l’utilizzo di metodologie in grado di valutarne le dinamiche e i trend in maniera spaziale.
  • Sviluppo di procedure innovative per il monitoraggio di aspetti rilevanti del processo di desertificazione (uso integrato di dati a terra e da satellite per la stima delle piogge, per ricostruire le dinamiche della vegetazione e per la misura dell’evapotraspirazione reale, uso di sprettrometria laser e analisi isotopiche per valutare l’erosione del suolo e la dinamica delle acque sotterranee, ecc.).
  •  Sistematizzazione di indicatori chiave sulla desertificazione.
  • Realizzazione di un sistema di supporto alle decisioni (DSS), condiviso con le amministrazioni locali, per la definizione degli interventi di lotta alla desertificazione.

Tra le attività svolte vi è anche quella di formazione con l’attivazione di un corso di Master Diciotto studenti, affiancati dai ricercatori impegnati nel progetto, hanno elaborato delle tesi di Master su aspetti specifici del progetto RIADE. Il master RIADE è stato l’avvio di un attività di spin-off, che vede la partecipazione di quattro ragazzi, attualmente impegnati nella costituzione di una nuova impresa.

Metodologia

La metodologia di studio è caratterizzata dalla implementazione coordinata delle seguenti azioni:

  • Definizione delle aree di studio: per l’identificazione di varie tipologie di fenomeni di desertificazione in Italia e l’individuazione di aree in cui realizzare e gestire un sistema di monitoraggio ambientale integrato.
  • Installazione di una rete di rilevamento: per la messa a punto di tecniche, protocolli e sistemi innovativi di rilevamento dei dati/parametri fisici, storici e strutturali, individuati nelle aree pilota.
  • Raccolta dati: mediante integrazione di dati da archivio (storico-archeologico), da telerilevamento e a terra, attraverso reti di rilevamento in situ, supportate da strumenti, tecnologie e processi innovativi.
  • Sviluppo di un modello di simulazione: per la realizzazione di un prodotto software che potesse essere utilizzato dagli esperti di desertificazione al fine di esplorare i dati, effettuare analisi e ricavare informazioni riguardo ai rapporti di causa-effetto governanti il fenomeno.

Allo scopo si è proceduto secondo le seguenti fasi:

  • Definizione di un set strutturato di indicatori: per la descrizione dei fenomeni oggetto di studio, rappresentativi delle diverse tipologie di processi in corso, per la diagnosi ed il monitoraggio dei fenomeni di desertificazione.
  • Visualizzazione ed analisi dati: lo studio di nuove tecnologie di rappresentazione dell’informazione ha consentito una gestione ed un utilizzo sufficientemente agevoli dei dati, favorendo la fruibilità e la comprensione da parte di un’ampia fascia di utenti.
  • Modelli matematici: la formulazione di modelli matematici ha avuto lo scopo di consentire l’elaborazione di una metodologia di calcolo semplice ed efficiente per valutare la risposta integrata degli strati informativi e applicare il risultato ottenuto alla specifica realtà presa in esame.
  • Sistema di supporto alle decisioni: studio ed implementazione del prototipo di sistema informativo idoneo a fornire un valido contributo agli esperti impegnati nella lotta alla desertificazione e agli amministratori locali che devono intervenire sul territorio. Il sistema è supportato da un modello di simulazione in grado di valutare gli effetti ambientali e socio-economici degli interventi ipotizzati e di evidenziare la soluzione migliore in termini di gestione integrata e sostenibile dell’area presa in esame.

Risultati

Alla conclusione del progetto RIADE, i risultati sono stati principalmente di due tipi:
1) Risultati scientifici: conoscenze e metodologie che arricchiscono il patrimonio della comunità scientifica impegnata nella lotta alla desertificazione, in particolare su:

  • la comprensione delle relazioni di causa ed effetto dei più importanti processi di desertificazione e definizione di modelli interpretativi da utilizzare per la simulazione del fenomeno, a supporto delle decisioni da parte delle amministrazioni locali chiamate a pianificare e gestire il territorio;
  • la messa a punto di nuove tecniche di analisi e processi innovativi per il rilevamento, l’estrazione e la determinazione di variabili climatiche, ambientali e antropologiche e lo sviluppo di metodi innovativi di elaborazione dei dati.

2) Strumenti software: ricerca e sviluppo di prodotti software destinati al:

  • supporto alla ricerca con strumenti avanzati di analisi dei processi di desertificazione;
  • supporto ai processi decisionali a livello delle Amministrazioni locali.

Tutti i dati raccolti sono confluiti in un sistema che ha come cuore un archivio centralizzato con funzioni di Analisi e Visualizzazione Avanzate che sono state utilizzate da differenti tipologie di utenti (es. ricercatori, amministratori, ecc.) per rilevare relazioni di causa/effetto tra i fenomeni osservati nei dati archiviati.
Tale sistema è stato denominato RVA (Repository Visualizzatore Analizzatore).
La principale complessità deriva dalla forte eterogeneità dei dati che sono stati raccolti nell’ambito della ricerca. Essi sono, infatti, molto diversi dal punto di vista del contenuto, della risoluzione ed estensione spaziale e temporale.
Ne deriva la realizzazione del prototipo di sistema di supporto alle decisioni (DSS), che è stata avviata mediante un percorso iterativo a spirale che concretizza il punto d’incontro ottimale fra tre elementi fondamentali: i requisiti dell’utente finale, la disponibilità effettiva dei dati e i modelli di simulazione. L’utente finale ha nel percorso un ruolo attivo in quanto è colui che, da una parte, indica le necessità cui il DSS deve rispondere, dall’altra, è un soggetto centrale nella fase di validazione e sperimentazione.
Il sistema DSS di RIADE ha, tra le sue caratteristiche, quella di essere flessibile e versatile, ciò consente di implementare nel tempo altri modelli aggiuntivi/alternativi o versioni modificate degli stessi. La flessibilità e la versatilità sono caratteristiche indispensabili, in quanto sia l’applicazione che la validazione di un DSS in un dato ambito territoriale, devono essere connesse e adattate alle particolari caratteristiche locali, e ciò risulta chiaro dalle seguenti considerazioni:

  • nel tempo cambiano i fenomeni di interesse da osservare e le priorità di analisi indicate dai decision makers locali;
  • è necessario effettuare una calibrazione locale sulla base di parametri caratteristici;
  • la disponibilità di dati in quantità e qualità è differente in contesti territoriali diversi.

Per questo motivo è stato parallelamente sviluppato un Environmental Model Builder (EMB) che consente ai ricercatori di implementare rapidamente nuovi modelli e configurare facilmente i modelli esistenti. Il tutto genera un sistema integrato che è in grado di produrre scenari futuri secondo le esigenze di indagine. Nell’ambito del progetto RIADE è stato inoltre messo a punto CASPER: un sistema ad alta tecnologia per il controllo degli inquinanti nelle acque che può affiancare la sensoristica già utilizzata per le analisi tradizionali delle strutture locali, i cui possibili utenti possono essere sia i gestori delle opere di idraulica civile (gestore di bacini o pozzi di acque potabili, dighe, ecc.), che le amministrazioni centrali o periferiche responsabili del monitoraggio delle acque ai fini della sicurezza del territorio. Il prototipo di questo sistema è stato brevettato nel 2005 ed è stato proposto per un’iniziativa di spin-off ENEA, avviata da studenti del Master RIADE, per favorire la nascita di nuove imprese high-tech.
Gli importanti risultati ottenuti dal progetto sono stati pubblicati e disponibili sotto forma di monografie, sia in formato cartaceo, rivolgendosi all’ENEA (www.enea.it, pubblicazioni, volumi, Riade - desertificazione), che in formato digitale (www.riade.net). Dai titoli stessi delle monografie possiamo inquadrare le principali linee di ricerca:

  • caratterizzazione tipologica dei fenomeni di desertificazione nell’Italia meridionale: indicatori e modelli interpretativi.
  • Tecnologie innovative per l’analisi di variabili climatiche e per lo studio della vegetazione.
  • Valutazione dell’erosione dei suoli mediante analisi isotopiche.
  • Sostanza organica e desertificazione.
  • Studio sulla gestione sostenibile delle risorse idriche: dall’analisi conoscitiva alle strategie di salvaguardia e tutela.
  • Salinizzazione e qualità delle acque: impatti e ipotesi di mitigazione.
  • Lettura dinamica delle relazioni tra territorio, insediamenti umani e utilizzo delle risorse naturali: sistematizzazione e riproposizione in chiave innovativa delle conoscenze e tecniche tradizionali.
  • Modellistica ambientale e sistemi di supporto alle decisioni per la lotta alla desertificazione.

La collaborazione con le Pubbliche Amministrazioni, gli enti di ricerca nazionali ed internazionali, gli enti locali, le imprese e i cittadini, ha costituito un momento centrale del progetto, per lo sviluppo dei risultati raggiunti: sono già nate importanti collaborazioni e nuovi progetti di ricerca, nazionali e internazionali, soprattutto sul tema più specifico che riguarda il rapporto tra desertificazione ed agricoltura.

Desertificazione ed agricoltura

L’Agenzia Europea per l’Ambiente evidenzia come nel corso degli ultimi 30 anni sia diminuita la disponibilità di acqua nelle regioni meridionali del continente e sia contestualmente aumentato il relativo indice di sfruttamento (Figura 5).

Figura 5a - Variazioni nella disponibilità di acqua in Europa 1970-2000


Fonte: EEA, Eionet, IRENA

Figura 5b - Indice di sfruttamento dell'acqua in Europa


Fonte: EEA, Eionet, IRENA

In termini di gestione sostenibile degli ecosistemi e quindi di interventi di mitigazione ed adattamento ai processi di degrado quali-quantitativo della risorsa acqua, nell’ambito del progetto RIADE è stato sviluppato un sistema di supporto alle decisioni (SSD) per la gestione razionale delle risorse idriche nell’area della Nurra in Sardegna.
Il SSD si basa su un modello di tipo logico - matematico, che utilizza un insieme di parametri e funzioni per simulare la situazione che si viene a determinare nell’aria della Nurra in riferimento alla gestione della risorsa idrica per uso civile, agricolo, industriale.
Si tratta di un modello a-spaziale in cui tutte le variabili sono espresse sotto forma di grandezza numerica definita da uno scalare dipendente dal tempo. I risultati dipendono dalle condizioni impostate al momento del calcolo o ad istanti precedenti ad esso.
Il modello rappresenta lo strumento alla base del SSD che consente di simulare scenari futuri ma anche situazioni passate, valutare le conseguenze degli interventi nella gestione della risorsa, quantificarne l’impatto e variarne idealmente l’incidenza per eseguire stime rapide ed efficaci dell’accuratezza della soluzione ricercata dall’intervento.
L’utente finale cui è destinato il sistema è un gestore locale.
Poiché l’area di studio in cui sono stati condotti gli studi è la Nurra il sistema è stato riferito al gestore delle acque individuato nel Consorzio di Bonifica della Nurra, che amministra la risorsa idrica per soddisfare le necessità dei consorziati (agricoltori) e fornisce acqua per uso civile secondo gli accordi in atto tra Consorzio ed altri Enti locali.
La filosofia del modello si basa sul principio che è sempre l’utente (gestore della risorsa acqua) a decidere il tipo d’intervento, il momento più idoneo e la misura necessaria. Il SSD non lo sostituisce mai nelle scelte, passando automaticamente da uno scenario di utilizzo all’altro, ma semplicemente simula e calcola gli effetti dell’intervento, proponendo i risultati sotto forma di grafici numerici.
Nell’ambito del lavoro svolto sul SSD sono stati presi in considerazione i seguenti aspetti:

  • disponibilità della risorsa acqua e suo utilizzo, al fine di valutarne la relativa compatibilità e l’uso competitivo sul territorio (civile, industriale, agricolo, turistico);
  • conoscenza dei sistemi di stoccaggio e distribuzione di acqua (problema infrastrutturale);
  • ipotesi di ottimizzazione nell’uso dell’acqua: modalità, tempi e fabbisogni.

Da questi elementi ne discendono altri, quali:

  • efficienza nell’uso dei fattori di produzione per la gestione sostenibile degli ecosistemi;
  • colture e varietà più tolleranti allo stress idrico e salino.

Con particolare riferimento a questo ultimo punto il Rapporto pubblicato dalla Commissione Europea il 10 gennaio 2007 “Limiting Global Climate Change to 2 degrees Celsius. The way ahead for 2020 and beyond”, nel capitolo 4 “Cost of action for Europe” attraverso il progetto PESETA del JRC si sottolineano gli impatti del cambiamento climatico in relazione all’agricoltura. In termini di produzione agricola i cambiamenti previsti al 2020 e al 2080 determinerebbero una diminuzione delle rese nelle aree del sud Europa variabili dall’1,9% al 22,4% circa, a causa soprattutto della “riduzione del periodo di crescita, eventi estremi più frequenti durante le fasi del ciclo produttivo, in particolare precipitazioni intense durante la semina, stress da calore durante la fioritura e periodi asciutti più lunghi”. Pertanto, le aree già attualmente affette da scarsità di acqua saranno sottoposte a condizioni sempre più critiche con processi accentuati di salinizzazione delle falde acquifere e conseguentemente dei suoli laddove l’acqua viene utilizzata per l’irrigazione (Figure 6 e Tabella 1).

Figura 6 - Processi di salinizzazione in Europa

Fonte: EEA, 2002

Tabella 1 - Hot spot sulla salinizzazione in Italia, da progetto RIADE

Fonte: Colonna, Palucci, Iannetta, 2006

Relativamente alla scelta delle colture agrarie, gli elementi di maggiore criticità ed interesse sono quindi rappresentati da: maturazione precoce, resistenza/tolleranza alla carenza idrica e alla salinità dei suoli.
Le colture erbacee più indicate per questi ambienti sono quelle a ciclo autunno-primaverile, periodo in cui la disponibilità di acqua di pioggia è massima e la domanda evapotraspirativa dell’ambiente è minima. Per quanto riguarda la resistenza alla scarsità di disponibilità idrica si possono riportare le seguenti indicazioni orientative:

  • rumenti: i duri più resistenti dei teneri; i precoci più dei tardivi;
  • orzi: più resistenti dei frumenti;
  • avene: le varietà precoci più resistenti delle tardive;
  • legumi, in ordine decrescente: fava, lupino bianco, lenticchia, cece, pisello;
  • erbai: veccia, favetta, fieno greco, più resistenti del trifoglio incarnato;
  • prati, in ordine decrescente di resistenza: sulla, medica, lupinella, trifoglio pratense.

Una migliore comprensione degli effetti della siccità sulle piante è vitale per migliorare sia le pratiche agricole, in relazione ad un ottimale utilizzo delle risorse idriche, che gli sforzi di incrocio e selezione dei "breeders" per ottenere varietà sempre più adattate alle mutate situazioni climatiche.
Molto lavoro in questo campo è stato fatto negli ultimi venti anni per individuare le strategie usate dalle piante, per controllare il bilancio idrico e i processi fisiologici e biochimici, alla base delle risposte in condizioni di deficit idrico e di stress ossidativo. Grandi progressi sono anche stati fatti sull'interpretazione delle relazioni tra struttura e funzione delle foglie e morfologia delle radici in carenza di acqua. Gli strumenti della biologia molecolare e i progetti di genomica, per il sequenziamento completo di alcune specie vegetali, hanno fortemente contribuito ai grandi progressi che sono stati compiuti nella comprensione dei meccanismi molecolari che sono alla base della risposta fisiologica delle piante allo stress abiotico (salinità, carenza di acqua, ecc.). Il quadro che si va delineando è molto complesso, un network in cui sono coinvolte molte vie metaboliche interconesse a vari livelli, basato su centinaia di geni con attività sia funzionale (per la produzione di proteine che servono a proteggere le cellule dalla disidratazione o dal cambiamento di temperatura) che regolatoria dell'attività di altri geni.
Nell’ambito del progetto RIADE dell’ENEA è stato condotto sul grano duro uno studio molecolare di quei geni che a vario livello sono coinvolti nella risposta della pianta alle varie sollecitazioni ambientali e climatiche, quali la siccità, l’alta salinità e le alte temperature.
Nel corso di questo lavoro sperimentale, è stato individuato nel grano duro un nuovo gene, denominato TdDRF1, appartenente alla famiglia dei geni DREB correlati allo stress idrico, omologo al gene DREB2A di Arabidopsis, e caratterizzato da un meccanismo di splicing alternativo analogo a quello del gene HvDRF1 di orzo.
Parallelamente allo studio in piante soggette a deidratazione in serra controllata, sono in corso esperimenti in campo con questi e altri genotipi (sperimentali e non) di grano duro, per valutare la modulazione dell'espressione di questo gene in condizioni più vicine possibili alla situazione in campo. Tali esperimenti sono stati condotti sia in Italia che presso i campi sperimentali del CIMMYT in Messico, nell'ambito di una collaborazione in atto con l’ENEA. Sono tuttora in corso prove sperimentali in campo presso la stazione sperimentale di Obregon, situata nella zona desertica nel nord ovest del Messico.
Altri campi sperimentali sono stati realizzati presso l'ENEA Casaccia e presso il CRAS (Centro Regionale Agrario Sperimentale, Sardegna) con l'obiettivo di testare situazioni di campo in ambiente mediterraneo più variabile.
Sempre nell’ambito del progetto RIADE dell’ENEA, oltre alle varietà di grano, sono state studiate altre specie di interesse agronomico per un programma di breeding orientato a selezionare quelle varietà capaci di adattarsi meglio ai cambiamenti climatici in atto.

Conclusioni

Al termine di questo lavoro si può affermare che la desertificazione, alle nostre latitudini, è un processo di degrado delle terre lento, ma allo stesso tempo in sensibile evoluzione. Questo fenomeno è determinato soprattutto dall’impatto antropico, mentre le componenti climatica e fisiografica rappresentano fattori più o meno predisponenti. La lotta al degrado delle risorse naturali ad opera delle diverse attività produttive, deve rappresentare un impegno sociale, un onere per tutti i soggetti interessati a mantenere un presidio vitale sul territorio. Tra le azioni da considerare con priorità vi è sicuramente l’ampliamento dei comprensori irrigui, contestuale ad un maggiore controllo degli emungimenti abusivi, nell’assunzione consapevole che una corretta gestione dell’acqua, che curi l’interesse della collettività, rappresenti un valido sistema di lotta alla desertificazione.
Un secondo elemento è rappresentato dalle misure di conservazione dei suoli, contestualizzate a livello territoriale sulla base delle diverse caratteristiche pedoclimatiche, orografiche e di gestione aziendale, in termini di compatibilità ambientale ed economica.
L’ultimo aspetto riguarda la salvaguardia degli ecosistemi naturali, che hanno subito profonde trasformazioni nel corso degli ultimi cinquanta anni e rappresentano un patrimonio di inestimabile valore in termini di biodiversità e di tutela del territorio.
RIADE ha pertanto proposto e realizzato un avanzamento non solo nelle conoscenze settoriali, ma nell’approccio integrato e multidisciplinare, indispensabile per una tematica così complessa come la desertificazione.

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  • Sparnocchia S., Schiano M.E., Picco P., Bozzano R., Cappelletti A., 2006 - The anomalous warming of Summer 2003 in the surface layer of the Ligurian Sea (Western Mediterranean). Ann. Geophys. 24: 443 – 452.
  • Dossier su “ENEA per lo studio dei cambiamenti climatici e dei loro effetti” realizzato con il coordinamento di M. Garozzo ed i contributi di: F. Antonioli, V. Artale, C.A. Campiotti, S. Cocito, R. Delfanti, N. Colonna, B. Della Rocca, G. Delmonaco, G. Di Sarra, M. Frezzotti, C. Giraudi, M. Iannetta, C. Margottini, S. Marullo, P. Menegoni, B. Narcisi, A. Peirano, P. Picco, P. M. Ruti, M. Sciortino, M. V. Struglia, E. Valpreda, V. Verrubbi. Workshop ENEA 20.03.2007.
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