Modellistica della catena trofica
Servizi ecosistemici e gestione dell’ambiente lagunare
Tematica 4. Connessione ecologiche e servizi ecosistemici
L’ecosistema lagunare è un ambiente in continua evoluzione sotto l’effetto di forzanti esterne, sia marine che terrestri. Gli interventi di regolazione e gestione (come ad esempio la costruzione delle bocche di porto; la deviazione e re-immissione di alcuni fiumi) succedutisi nel secoli, hanno permesso una sua, almeno parziale, stabilizzazione. Si tratta, tuttavia, di un equilibrio che comprende forze fisiche legate alla circolazione, elementi biogeochimici derivanti dall’immissione e l’uso dei nutrienti e da aspetti biologici che interessano le numerose specie che vivono la laguna. Questo equilibrio complesso, frutto di gradienti importanti (ad esempio, di salinità, di nutrienti, di abbondanze/biomasse di organismi) si esplicita in una forte e naturale eterogeneità spaziale, cioè nella presenza in uno stesso tempo di habitat diversi. Per analizzare correttamente i processi ecologici, uno degli elementi fondamentali da considerare è la configurazione spaziale degli habitat all’interno dell’ecosistema, in quanto essa, in combinazione con la struttura delle comunità presenti, determina il funzionamento dell’intero sistema. Diviene quindi di fondamentale importanza poter affrontare questo aspetto utilizzando modelli in grado di considerare esplicitamente l’aspetto della configurazione spaziale. Allo stato attuale, questo tipo di approccio non è ancora stato implementato in laguna di Venezia. Quanto proposto si propone di colmare questo gap, per poter identificare al meglio gli elementi chiave di connessione ecologica in ambito lagunare. Poter valutare la funzionalità ecologica lagunare su base spaziale è uno degli aspetti fondamentali per poter quantificare i “Servizi Ecosistemici” (SE). I SE, infatti, sono definiti come il contributo delle strutture e funzioni dell’ecosistema al benessere dell’uomo.
Il concetto di SE permette, quindi, di analizzare il legame tra uomo e ambiente, sottolineando in particolare la dipendenza dell’uomo dai sistemi naturali, da cui derivano molti aspetti del suo benessere. Tutto ciò diviene di fondamentale importanza nel processo decisionale che porta a definire strategie di gestione dell’ecosistema, ed è cruciale nell’ambito di una “laguna regolata” quale sarà quella che emergerà dall’entrata in funzione del MOSE. Nell’ambito del progetto si intende utilizzare il concetto della “cascata dei servizi ecosistemici”. Si tratta di un modello concettuale che facilita la comprensione del rapporto tra strutture ecologiche e benefici fruiti dalla società, scomponendolo in una sorta di “catena produttiva” composta da una serie di passaggi. Dalla struttura biofisica e i processi dell’ecosistema derivano le funzioni dell’ecosistema, ovvero la capacità dell’ecosistema di fare qualcosa che possa potenzialmente essere utile all’uomo; quando la funzione incontra un beneficiario, allora essa genera dei servizi ecosistemici. Tali servizi producono un beneficio, che è possibile misurare e cui è possibile, eventualmente, attribuire un valore monetario. La tematica 4 si propone, quindi, in un’ottica di confronto tra prima e dopo l’entrata in esercizio del MOSE, di valutare e quantificare i SE forniti dalla laguna di Venezia, su base spazializzata; valutare la consistenza dei SE anche in termini monetari ed attraverso la percezione dei residenti; studiare le connessioni tra processi ecologici e SE in un contesto 2D; valutare le modifiche ecologiche indotte da regimentazione dell’idrodinamica (MOSE) e dai cambiamenti morfologici e climatici con potenziali effetti a cascata sui SE; effettuare una valutazione per scenari dei potenziali effetti sui SE.
Linea di ricerca 4.1. Modellistica della catena trofica
L’attività si prefigge di creare uno strumento che permetta di svolgere un’analisi quantitativa degli effetti multipli causati da fattori naturali e antropici sulla capacità della laguna di produrre servizi e beni ecosistemici. L’attività prevede di sviluppare e calibrare un modello innovativo, dinamico e spazialmente esplicito della rete trofica lagunare da integrare con risultati di modellistica biogeochimica e morfo-dinamica. In tal modo, il modello potrà rappresentare dinamicamente la variabilità naturale geomorfologica e di habitat e altre modifiche antropiche apportate al regime idrologico e trofico della laguna. Il modello integrato costituisce un esempio di modello end-to-end che consente di valutare gli effetti top-down della pesca, quelli bottom-up dovuti al diverso carico dei nutrienti, i cambiamenti morfologici e di habitat. L’attività, quindi, comprende l’estensione dei modelli esistenti, il miglioramento e la calibrazione con lo sviluppo di un modello 2D della rete trofica della laguna di Venezia. La rete sarà rappresentata da gruppi funzionali che descrivano il plancton ed i produttori primari bentonici, il macro-zoobenthos, la componente nectonica e l’avifauna. Ognuna delle principali attività di pesca verrà rappresentata e caratterizzata come un predatore apicale della rete trofica. Attraverso l’utilizzo di recenti innovazioni della modellistica Ecospace sarà inoltre possibile i) integrare i risultati di modellistica biogeochimica (off-line coupling) e gli effetti sia sulla produzione primaria che su tutta la rete trofica (effetti trofici); ii) rappresentare modifiche avvenute nel corso degli anni agli habitat lagunari (granulometria; elevazione rispetto al livello medio del mare; distribuzione e presenza di fanerogame e macroalghe); iii) rappresentare modifiche di estensione delle barene e relative conseguenze per i cicli biogeochimici e i processi a livello di ecosistema lagunare. I risultati del modello spazialmente esplicito saranno confrontati con altri dati di distribuzione dei diversi gruppi funzionali al fine di corroborarne le dinamiche spazio-tempo. Il modello validato sarà infine utilizzato per valutare gli impatti sull’ecosistema di scenari alternativi di gestione della pesca e del carico di nutrienti, e per valutare gli impatti dovuti ai cambiamenti degli habitat ed altri fattori che potrebbero risultare importanti. Lo strumento consentirà di valutare la capacità dell’ecosistema lagunare di produrre alcuni servizi ecosistemici (ad esempio, riciclo nutrienti e produzione ittica) in differenti scenari di gestione.
Linea di ricerca 4.2. Servizi ecosistemici e gestione dell'ambiente lagunare
L’analisi dei Servizi Ecosistemici (SE) in laguna di Venezia, considerati nel loro complesso, è ancora in una fase embrionale e limitata ad alcune attività di ricerca, che hanno iniziato a proporre la quantificazione e la mappatura a livello di bacino lagunare (Rova et al., 2015; Rova & Pranovi, 2017). In particolare, ciò che inizia a svilupparsi è l’idea che i SE possano essere utilizzati nel contesto della pianificazione e per la messa a punto di adeguate strategie gestionali, basate sull’approccio ecosistemico. In tale contesto, si inserisce anche questa linea di ricerca.
In particolare, si intende approfondire la conoscenza della ‘“fornitura”‘ di SE (regolazione, supporto, approvvigionamento e culturali) in laguna, anche in relazione allo stato ecologico delle diverse zone. La qualità e la quantità di SE forniti dall’ecosistema dipende, infatti, direttamente dalla qualità dei processi ecologici e dunque dallo ‘“stato di salute”‘ del sistema stesso. D’altro canto, occorre ricordare che lo sfruttamento di alcuni SE altera direttamente la struttura ed il funzionamento dell’ecosistema, creando così feedback negativi che devono essere analizzati, per poterli poi tenere in debita considerazione nelle diverse fasi del processo di gestione. Questo scenario, è ulteriormente complicato dall’incertezza relativa agli effetti sulla laguna del cambiamento climatico e delle chiusura temporanee alle bocche di porto causate dall’esercizio del sistema MOSE.
Per una reale implementazione di questi paradigmi risulta però opportuno considerare, oltre ai processi ecologici, anche elementi conoscitivi che consentano di utilizzare concretamente i SE nell’ambito delle politiche/strategie gestionali. Tutto ciò passa, necessariamente, anche attraverso la corretta stima economica dei SE, inclusi quelli culturali e ricreativi che sono ancora oggi poco quantificati in termini di valore economico.
Questa linea realizzerà un reale dialogo transdisciplinare, co-progettato dai ricercatori dei diversi WP, ma condiviso anche da coloro che, sotto diversi aspetti, saranno coinvolti nei vari momenti partecipativi previsti dalle attività. Tra gli scopi, infatti, c’è anche l’ambizione di ridurre il divario tra scienza e decision maker, includendo anche i cittadini, sia per quanto riguarda la conoscenza dei SE, che il riconoscimento della dipendenza da essi di molte, se non tutte, le attività umane.
Gli obiettivi prioritari della linea sono: i) l’analisi dell’offerta dei SE, ovvero la quantificazione e spazializzazione dei servizi ecosistemici lagunari, ii) lo studio della domanda dei SE, attraverso l’identificazione dei flussi, tra ecosistema, intermediari e beneficiari finali, in un’ottica di flusso attuale e flusso potenziale con il MOSE in esercizio, ed infine, iii) la valutazione economica dei SE per ottenere valori e informazioni affidabili e valide alle diverse scale temporali e spaziali da utilizzarsi anche come supporto al decision-maker nella elaborazione di politiche e strategie per la conservazione degli stessi. Per contrastare la perdita dei servizi ecosistemici è necessaria la loro conoscenza, conoscenza che si può costruire anche rendendo visibili le scelte (economiche e non) che gli attori fanno in circostanze diverse.
Il progetto mira, inoltre, a conseguire altri obiettivi importanti quali i) la messa a punto di un modello in grado di rappresentare i principali link tra servizi ecosistemici lagunari e processi ecologici/ driver antropici; ii) l’esplorazione di scenari ‘what if’ sfruttando l’approccio modellistico che vede l’integrazione tra modello spazializzato di rete trofica e modello di esplorazione dei servizi ecosistemici; iii) l’analisi di un sistema di governance della fornitura dei SE, mettendo in evidenza le competenze del sistema decisionale e gli attori con competenza concorrente, che influiscono in maniera diretta o indiretta nel flusso dei servizi ecosistemici; iv) la predisposizione di una proposta di sistema di remunerazione dei SE e la stima di un tasso di sconto da utilizzare per la valutazione di politiche e progetti pubblici (ambientali) di lungo periodo.
Le attività del progetto, condivise tra i WP a partire da un piano di coordinamento iniziale, prevedono l’utilizzo di strumenti e metodologie proprie della scienza ambientale e delle scienze sociali. In particolare, il WP 4.2.1 procederà alla mappatura e alla quantificazione dei servizi ecosistemici forniti dalla laguna di Venezia, concentrandosi sulla relazione tra stato ecologico e quantità di SE forniti. In particolare, sarà esplorata la relazione tra diversi indicatori di stato ecologico (inclusi gli elementi di qualità biologica definiti e quantificati nell’ambito della Water Framework Directive) e la fornitura integrata di SE multipli da parte dell’ecosistema lagunare. L’obiettivo generale di questo WP sarà la valutazione di tali relazioni, nonché dei potenziali effetti di cambiamenti climatici e funzionamento del sistema MOSE, così da poterli descrivere e quantificare, anche mediante l’impiego di scenari ‘what if’. Le attività del WP permetteranno di costruire un modello, che ricostruirà il flusso dai processi ecosistemici alla fornitura di SE, fino alla loro fruizione.
Il WP4.2.2, attraverso la valutazione economica e i processi ibridi di valutazione (deliberative monetary valuation), quantificherà il valore economico totale dei SE per rendere il compito della loro rendicontazione più oggettivo. La valutazione economica sarà ottenuta adottando il metodo dell’analisi congiunta, una tecnica economica appartenente alla famiglia delle preferenze dichiarate (stated preferences). Queste tecniche permettono di ricavare le preferenze delle persone e di assegnare un valore monetario ad un determinato bene chiedendo direttamente agli individui come si comporterebbero se si verificassero delle condizioni ipotetiche, piuttosto che osservare il loro comportamento sul mercato. Nell’analisi congiunta, il bene oggetto di studio è descritto da una serie di caratteristiche o attributi e si chiede al rispondente di scegliere l’alternativa preferita tra una serie di descrizioni diverse del bene. Le alternative differiscono tra loro per il livello che i diversi attributi assumono. Attraverso delle analisi statistiche delle risposte si può ricavare il valore marginale di questi attributi e la DAP (disponibilità a pagare) per ogni alternativa di interesse.
Inoltre, il WP consentirà di stimare il tasso di sconto più opportuno, informazione che potrà essere utilizzata come dato di input nella valutazione di progetti o programmi pubblici che interessano periodi di investimento medio-lunghi (quali ad esempio, il MOSE). Le attività del WP permetteranno di progettare un modello di valutazione economica dei benefici, dei costi e dei tradeoff inerenti alla conservazione e protezione della biodiversità e dei SE.
Infine, il WP 4.2.3 espliciterà il flusso dei servizi ecosistemici, tramite strumenti di supporto alle decisioni, come ad esempio le reti bayesiane, evidenziando gli intermediari e i beneficiari di SE in laguna di Venezia, e proporrà un sistema di azioni a supporto della remunerazione dei SE, mediante processi negoziati tra tutti gli attori coinvolti. Il WP consentirà di elaborare una proposta di interazione di PES nei sistemi di contabilità ambientale e urbanistica vigenti nel sistema lagunare. Il tutto sarà supportato dalla predisposizione di un processo negoziale per l’introduzione di forme di premialità a beneficio della filiera di supporto alla fornitura dei SE, con particolare attenzione al supporto finanziario per il mantenimento delle attività relative alla morfologia lagunare e funzionamento del MOSE.