ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie TEMI EMERGENTI Cambiamenti climatici ed eventi estremi: una sfida per la statistica ufficiale Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie COMPORTAMENTI INDIVIDUALI E RELAZIONI SOCIALI IN TRASFORMAZIONE UNA SFIDA PER LA STATISTICA UFFICIALE 23 GIUGNO | R. Gismondi, L. De Gaetano, F. Truglia, D. Vignani | ISTAT S. Auci | Università di Palermo

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 2 Sommario -Connessioni tra clima e agricoltura (2) -Dati statistici (3) -Caso studio 1: umidità e cereali (7) -Caso studio 2: fattori climatici e produzione agricola (5) -Prospettive (1)

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 3 Effetti dei cambiamenti climatici in agricoltura Modifica delle pratiche agricole come risposta al generale avanzamento fenologico Scelta di varietà e colture diverse Diminuzione della produttività agricola In particolare, riduzione delle «rese» (produzioni per ettaro) Sfruttamento di nuove aree agricole Ottimizzazione dell’uso dell’acqua – deficit idrico  Maggiore variabilità nei raccolti  Meno aree disponibili per le coltivazioni tradizionali Crescita dei costi di produzione Abbandono progressivo delle aree svantaggiate

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 4 L’impatto dell’agricoltura sul cambiamento climatico Emissioni di anidride carbonica e ossido di diazoto La riduzione di tali emissioni dipende da:  Sostituzione dei combustibili fossili con biocarburante  Miglior controllo della dieta e delle deiezioni animali  Irrigazione controllata e migliore gestione dei nutrienti  Uso generalizzato della rotazione colturale e della policoltura  Riduzione e razionalizzazione nell’uso dei fertilizzanti minerali (azoto,…)  Recupero dei suoli torbosi e di aree degradate  Uso di macchinari più efficienti  Semina senza aratura o con aratura minima

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 5 La statistica ufficiale – Agricoltura e clima Sostanziale ritardo rispetto alle necessità informative Scarsa integrazione tra regolamentazioni relative ai singoli contesti tematici dell’ambiente e delle statistiche agricole Tuttavia, le ultime indagini strutturali in agricoltura (SPA 2013; SPA 2016) rilevano:  Produzione di energia da fonti rinnovabili  Irrigazione per tipo di coltivazione e sistema di irrigazione  Fonti di approvigionamento dell’acqua  Uso di prodotti energetici per la produzione corrente  Tecniche di applicazione degli affluenti zootecnici  Agricoltura biologica  Uso di fitosanitari per tipo di coltivazione ed intensità (2016)

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 6 La statistica ufficiale e non – Agricoltura e irrigazione Istat, Stima delle superfici e produzioni delle coltivazioni agrarie, floricole e piante intere da vaso superfici coltivate, produzione raccolta, rese Istat, Indagine sulla struttura e produzione delle aziende agricole (SPA) aree irrigate, numero di giornate di lavoro in azienda Istat VI° Censimento dell’Agricoltura 2010 aree irrigate, numero di giorni di lavoro in azienda, Volumi di acqua per usi irrigui (per il solo anno 2000) Istat, Rilevazione sulla distribuzione per uso agricolo dei fertilizzanti quantità di fertilizzanti utilizzati Istat, Rilevazione sulla distribuzione per uso agricolo delle sementi quantità di sementi utilizzate CREA: SIGRIA Sistema Informativo Gestione Risorse Idriche in Agricoltura Regioni: concessioni ai prelievi di acqua dai corpi idrici in termini di volumi autorizzati e punti di prelievo Consorzi di bonifica e di irrigazione: dati e informazioni legate alla distribuzione per usi irrigui ARPA: agenzie Regionali per la protezione dell’ambiente

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 7 La statistica ufficiale e non – Dati meteo-climatici e idrologici Istat, Rilevazione dei dati meteo-climatici ed idrologici (include dati CREA) precipitazione totale media annua temperatura minima media annua ISPRA: banca dati meteoclimatici CREA: banca dati di agro-metereologia ARPA: agenzie Regionali per la protezione dell’ambiente

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 8 Caso studio 1: umidità e cereali Il Regolamento CE 543/2009 governa la produzione di dati statistici su superficie, produzioni agricole e rese per circa 240 tipologie di colture, al fine di raccogliere dati armonizzati e confrontabili per tutti gli Stati UE Vengono inoltre richiesti dati sul grado di umidità per alcune tipologie di cereali (cereali escluso il riso, riso, legumi secchi e colture proteiche, colza, girasole, soia, semi di lino, semi di cotone, cereali raccolti allo stato verde) Gli Stati membri possono inviare a Eurostat sia i dati sul contenuto di umidità nazionale, sia i dati di produzione corretti per tenere conto dell’effetto dell’umidità sul peso effettivo delle produzioni agricole immesse sul mercato

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 9 Caso studio 1: umidità e cereali Non esiste una metodologia di stima del grado di umidità condivisa a livello UE I singoli stati adottano tecniche diverse in funzione della disponibilità di risorse e di basi informative La misurazione del grado di umidità può essere effettuata tramite specifici apparecchi usati di norma dai principali produttori di cereali Finora l’Italia non ha potuto fornire i dati sull’umidità (gli esperti delle Regioni non riescono a fornire tali stime) E’ però possibile applicare specifici modelli di stima

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 10 Esempio: il modello francese (ISOP) INRA (Istituto nazionale per la ricerca in agricoltura), Meteo France e Ministero Agricoltura francese Stime giornaliere della produzione al netto del grado di umidità per le principali coltivazioni e regioni nazionali Variabili di input:  Condizioni meteo (radiazione globale, temperature max-min, precipitazioni, vento, umidità, evapotraspirazione potenziale)  Tipologia di terreno (profondità del suolo, riserva di acqua, densità apparente, contenuto di argilla, albedo, carbonato di calcio, contenuto di azoto organico)  Sistema produttivo agricolo (caratteristiche dell’azienda, modalità di raccolta, frequenza di raccolta, senescenza della copertura vegetale)

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 11 La formula da applicare (1) La produzione riferita all’umidità standard è più elevata (bassa) delle produzione se l’umidità rilevata al raccolto è più bassa (elevata) rispetto all’umidità standard Un esempio comparativo: StatoHarvested production Standard HUHarvested HUNet production A %0% x 100/35 = B %15% x 85/35 = C %80% x 20/35 = D % x 35/35 =

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 12 Il contesto operativo ColtivazioniContenuto di umidità standard secondo Eurostat (StandardHU) Cereali (escluso il riso), legumi secchi e colture proteiche, soia14% Riso13% Colza, girasole, semi di lino, semi di cotone9% Occorre stimare HarvestedHU per le principali tipologie di cereali, almeno a livello di Regione Nel breve-medio periodo non è possibile inserire domande specifiche in indagini su aziende agricole/imprese nè applicare modelli sofisticati del tipo francese E’ però possibile sviluppare un modello semplificato basato su dati già disponibili e sull’ipotesi di applicare il grado di umidità locale a quello specifico che caratterizza i singoli raccolti

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 13 Kriging Metodo di interpolazione che consente di stimare la variabilità spaziale di fenomeni a partire dai dati rilevati in specifici luoghi. Il processo di interpolazione kriging si articola in tre fasi: 1)esplorazione dei dati e verifica assunti di base (normalità della distribuzione, stazionarietà) 2)analisi della variabilità e della dipendenza spaziale, con particolare riferimento alla presenza/assenza di trend, stazionarieta e isotropia (variogramma) 3)identificazione del modello di interpolazione. Si tratta di adottare un variogramma “teorico” ai dati. In tal modo è possibile fare delle stime per tutta la superficie oggetto di studio. Verifica della bontà di adattamento Diversi interpolatori kriging (la scelta dipende dal tipo di dati, dalla verifica degli assunti di base e dalla presenza di particolari caratteristiche distributive) Applicazione a dati comunali ENEA 2010 Sulla base dell’umidità media disponibile solo per alcuni comuni, si stima l’umidità dei comuni non rilevati sulla base dell’umidità dei comuni limitrofi (il «vicinato» è identificato dal variogramma)

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 14 Risultati Il modello stima la scostamento tra umidità locale e umidità media nazionale sotto forma di numero indice calcolato per comune Gli indici comunali sono sintetizzati in un indice provinciale per media aritmetica semplice (non si dispone di pesi comunali) Gli indici provinciali sono sintetizzati in un indice regionale (I HU ) per media aritmetica ponderata, con pesi proporzionali alla produzione agricola provinciale della particolare coltivazione considerata A livello regionale si procede al calcolo della stima: Infine, si applica la formula (1) Ad esempio, per la produzione di frumento duro del 2014 si ottiene:

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 15 Caso studio 2: fattori climatici e produzione agricola Quali sono gli effetti dei cambiamenti climatici (CC) sulle coltivazioni italiane a livello regionale? Statistiche ufficiali su agricoltura e meteo-clima Analisi degli effetti di breve termine dei CC a livello regionale Stochastic Frontier Approach (SFA) Nel modello: La produzione agricola è posta pari alla somma di tutte le produzioni raccolte I fattori di inefficienza sono posti uguali alla deviazione della quantità di pioggia e della temperatura minima rispetto alla media Ipotesi: i prodotti agricoli necessitano di condizioni meteo-climatiche ideali

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 16 Panel  20 Regioni italiane  Periodo di riferimento  Alcuni dati stimati sulla base dei dati raccolti nelle indagini ISTAT pluriennali Fonti statistiche nel settore agricolo  Indagine Istat su coltivazioni, fiori e piante da vaso (superfici e produzioni)  Indagine Istat su struttura e produzione delle aziende agricole (FSS-SPA)  V° e VI° censimento dell’agricoltura Istat  Indagini Istat sulle sementi e sull’uso di fertilizzanti Fonti statistiche sul clima  Indagini Istat su Meteo-Clima e sulle acque

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 17 VARIABILEDEFINIZIONEFONTE Y Yields = (produzione raccolta)/(superficie coltivata) (100 kg/ha) Indagine Istat su coltivazioni, fiori e piante da vaso Kirrig_areaIrrigated areas (ha) V° e VI° censimento dell’agricoltura Istat, indagine SPA KfertFertilizers used (100 kg) Indagine annuale ISTAT sull’uso dei fertilizzanti KseedSeeds used (100 kg)Indagine annuale ISTAT sulle sementi LDays of work nelle aziende agricole V° e VI° censimento dell’agricoltura Istat, indagine SPA Citrus_areaCitrus plant cultivated areas (ettari) Indagine Istat su coltivazioni, fiori e piante da vaso Fruit_area Fresh fruit cultivated areas (ettari) Indagine Istat su coltivazioni, fiori e piante da vaso Vegetable_area Vegetable cultivated areas (ettari) Indagine Istat su coltivazioni, fiori e piante da vaso Rainfall Deviazione della quantità di pioggia annuale rispetto alla media del periodo (mm) Indagini Istat su Meteo-Clima e sulle acque Temp_min Deviazione della temperatura minima media annuale rispetto alla media del periodo (gradi Celsius) Indagini Istat su Meteo-Clima e sulle acque Dummy Ripartizioni geografiche italiane: Nord-ovest, Nord-est, Centro, Sud (le Isole sono omesse per la collinearità)

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 18 Caso studio 2: modelli Così come la seguente inefficiency function: Se si suppone che la production function assuma la forma log-lineare Cobb-Douglas, il seguente modello di produzione può essere stimato per la produzione agricola italiana:

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 19 Production function Fertilizer, Seeds, Citrusarea, Fruitarea hanno segno positivo e coefficienti significativi. Questi fattori accrescono la produzione annuale Irrigated areas e Vegetable areas mostrano segni negativi e coefficienti significativi. La produzione non può crescere con la crescita di tali input Labour Force ha un segno positivo ma non è una variabile significativa Inefficiency function Rainfall mostra segno negativo ed è significativa. Al crescere della variabilità delle precipitazioni cresce l’efficienza produttiva delle superfici coltivate Minimum Temperature ha segno positivo. Al crescere della variabilità della temperatura annuale minima decresce l’efficienza produttiva Geographical location delle regioni ha segno positivo, nel senso che vivere in una regione diversa dalle isole ha effetti positivi sull’efficienza

ROMA 23 GIUGNO 2016 AREA TEMATICA 2. TEMI EMERGENTI Effetti dei fattori climatici sulle coltivazioni agrarie 20 Conclusioni  Le statistiche ufficiali consentono, ma con margini di miglioramento, di ridurre i gap informativi di base (umidità) e di approfondire lo studio delle relazioni tra indicatori  Sussistono, tuttavia, alcuni limiti. Riguardo alle statistiche agricole:  maggiore disponibilità di stime dettagliate a livello territoriale;  devono essere accresciute le informazioni circa i diversi metodi di produzione agricola praticati e la relazione tra piani colturali annuali e dinamiche dei fattori legati al meteo-clima  Le statistiche ufficiali sull’irrigazione possono essere migliorate. I dati più recenti e completi sulle superfici agricole irrigate sono stati prodotti dal censimento dell’agricoltura 2010 e dall’indagine SPA 2013  Le variabili meteo climatiche disponibili sono poche e normalmente non sono immediatamente disponibili serie storiche lunghe e dettagliate in chiave territoriale