Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/46460
Title: Greenhouse gas assessment of agro-silvo-pastoral system of the Mediterranean coast: the case of Castelporziano Reserve
Other Titles: Studio del bilancio dei gas clima alterati in realtà agro-silvo-pastorali dell'ambiente costiero del Mediterraneo: il caso di studio della tenuta presidenziale di Castelporziano
Authors: Grossi, Giampiero
Keywords: LCA;GHGs;C-sinks;Eco-labelling;Natural park;Gas serra;Sequestro di carbonio;Certificazione ambientale;Parco naturale;AGR/18
Issue Date: 22-Jul-2020
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 32. ciclo
Abstract: 
Despite some deniers still persist, the evidences of climate change (CC) are currently growing before our eyes, and global warming is one of the major threats to public global health. The world is way behind on its commitment to reduce greenhouse gas (GHG) emissions, and in the next decades, nations must make an unprecedented effort to cut their levels of GHG to avoid climate chaos. By providing food to about 7.7 billion of people, agriculture contributes to a significant share (11-12%) of the global GHG emissions, especially because of methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions sources. However, if it is true that agriculture is a part of the CC problem, it is equally true that agriculture could be a part of the solution. Carbon sequestration in the agriculture sector is the capacity of agricultural lands and forest to remove CO2 from the atmosphere. Specifically, CO2 is absorbed by trees, plants and crops through photosynthesis, and stored as cellulose, hemicellulose and lignin in tree trunks, branches, foliage, roots and soils. As a result, soils are the largest terrestrial carbon sink in the planet. Therefore, if on one hand a release of just 0.1% of the soil organic carbon (SOC) currently stocked in European soils would be equal to the annual emissions from 100 million cars, on the other hand, a small increase of its content would significantly reduce the CO2 concentration in atmosphere. The dynamics (i.e., increase and decrease) of SOC are highly influenced by agricultural practices, climate and soil. In this context, by employing farming practices that involve minimal disturbance of the soil and the use of organic fertilizers, farmers may be able to increase the amount of SOC in their fields, and thus contribute to both soil fertility maintenance, and global GHG mitigation. However, although SOC sequestration could be a great ally in the fight against CC, the sustainability of the agricultural sector cannot be achieved by focusing solely on the upstream processes of the system, and GHG mitigation opportunities must be identified also at later stages of the supply chain. In this regard, by allowing the evaluation of the overall environmental impacts generated along a product/service life cycle (i.e., from raw material acquisition, through production and utilization phases, to waste management), the Life Cycle Assessment (LCA) is a useful tool that could help in defining effective mitigation strategies. Nowadays, the need for verified and credible information on GHG emissions is increasing, with pressure coming from a wide range of interest groups (e.g., governmental and nongovernmental organizations) aimed on reducing greenwashing. In this respect, the environmental labels based on LCA studies are valuable tools to establish credible green marketing claims.
This thesis is composed of three studies which have used the LCA approach to investigate the GHG emissions arising from different systems involving anthropogenic activities. In the first study, the LCA approach was used to quantify the overall GHG emissions (from cradle-to-grave) generated by a local organic beef supply chain. The study identifiesthe main GHG hotspots, and suggests some mitigation practices that could be applicable along the short supply chain.
In the second study, the LCA approach allowed the evaluation of the GHG emissions (from cradle-to-farm-gate) arising from a farm that rears native beef cattle within a Mediterranean natural reserve of Italy. Specifically, in this study different agronomic practices, grazing management and
climate scenarios were evaluated for their contribution on the soil GHG emissions and sinks, and
thus the overall farm carbon footprint. Finally, the third and last study aimed at developing a standard (LCA-based) guideline to be followed when assessing the GHG emissions (from cradle-to-grave) generated by all the common activities taking place within a National park. Particularly, the feasibility and applicability of the guideline proposed, was tested using a Mediterranean natural reserve of Italy as case study. Although GHG hotspots and mitigation strategies were discussed within the paper, the final aim of the work was to propose a widely accepted LCA-based guideline to be followed in order to obtain an environmental declaration for natural parks.
The results of this PhD thesis provide interesting insights about the GHG emissions arising from typical beef systems of the Mediterranean area, and about some possible related mitigation
strategies. Although the livestock and soil emissions resulted as the main GHG hotspots of the beef supply chain, home consumption and retail phases have also shown potential room for improvement. The adoption of conservation tillage practices and the use of organic fertilizers were
shown to be effective in mitigating the GHG emissions arising from the beef farm system. While,
by providing a granular picture of the Mediterranean natural reserve’ GHG emission sources and
hotspots, the proposed LCA-based guideline shown to feasible and suitable in achieving the
planned objectives.

Nonostante l’insistenza di qualche instancabile negazionista, i cambiamenti climatici (CC) stanno avendo, e ancor di più avranno in futuro, rilevanti impatti sugli ecosistemi e sulle attività umane. Secondo l’ultimo report (2019) del Gruppo Intergovernativo sul Cambiamento Climatico (IPCC), il riscaldamento globale provocherà un aumento di siccità e piogge estreme in tutto il mondo, pregiudicando la produzione agricola e la sicurezza delle forniture alimentari. A pagarne le conseguenze saranno soprattutto le popolazioni più povere di Africa e Asia, con guerre e migrazioni. Attualmente, il mondo è indietro rispetto agli impegni presi per ridurre le emissioni di gas serra (GHG) e le nazioni devono compiere uno sforzo senza precedenti per ridurre i loro livelli di
GHG nei prossimi decenni, solo così saremo in grado di evitare il caos climatico. Fornendo cibo a circa 7,7 miliardi di persone nel mondo, l’agricoltura contribuisce ad una quota significativa (11-12%) delle emissioni globali di GHG, soprattutto a causa delle importanti fonti emissive di metano (CH4) e protossido di azoto (N2O). Tuttavia, se è vero che l’agricoltura contribuisce al cambiamento climatico, è altrettanto vero che la stessa agricoltura può diventare parte della soluzione. Con il termine sequestro di carbonio, si fa riferimento alla capacità delle terre e delle foreste di rimuovere la CO2 dall’atmosfera. Attraverso il processo della fotosintesi infatti, la CO2 assorbita da alberi, piante e colture, viene immagazzinata nella biomassa di tronchi, rami, radici e suolo. Di
conseguenza, i suoli rappresentano il più grande magazzino di carbonio del pianeta. Pertanto, se da una parte il rilascio dello appena 0,1% del carbonio contenuto attualmente nei suoli Europei può essere paragonabile alle emissioni annuali generate da 100 milioni di automobili, dall’altra, un altrettanto piccolo incremento di questo contenuto può avere effetti significativi sulla riduzione di CO2 nell’atmosfera. Le dinamiche (ovvero incremento e decremento) del carbonio organico contenuto nel suolo (SOC) sono fortemente influenzate dalle pratiche agricole, dal clima e dalla tipologia di terreno. In questo contesto, tramite l’impiego di pratiche agricole che comportano un disturbo minimo del suolo e l’utilizzo di fertilizzanti organici, gli agricoltori possono contribuire sia al mantenimento della fertilità del suolo, sia alla mitigazione globale dei GHG. Tuttavia, nonostante il sequestro di SOC rappresenti un grande alleato nella lotta al CC, la sostenibilità del settore agricolo non può essere raggiunta concentrandosi esclusivamente sui processi a monte del sistema, ma le opportunità di mitigazione dei GHG devono essere valutate e intraprese anche nelle fasi successive della catena di approvvigionamento. A questo scopo, consentendo la valutazione degli impatti ambientali generati lungo il ciclo di vita di un prodotto o di un servizio (ovvero, dall’acquisizione delle materie prime, passando per le fasi di produzione e utilizzo, arrivando fino alla gestione del rifiuto generato), la valutazione del ciclo di vita (LCA) è una tipologia di analisi che può essere di aiuto nel definire efficaci interventi e strategie di mitigazione.
Al giorno d’oggi, la necessità di informazioni verificate e credibili sulle emissioni di GHG è in costante aumento, con pressioni provenienti da una vasta gamma di gruppi di interesse (es., organizzazioni governative e non governative) determinati a ridurre le strategie di comunicazione
ingannevoli (greenwashing) che le imprese spesso utilizzano per creare una falsa immagine positiva sotto il profilo ambientale. A questo proposito, le etichette ambientali basate su studi LCA
diventano strumenti preziosi per tutte le aziende che vogliono intraprendere operazioni credibili e
verificate di marketing ambientale.
Questa tesi di dottorato si compone di tre studi che, tramite l’utilizzo dell’approccio LCA, hanno investigato le emissioni di GHG provenienti da diversi sistemi antropogenici.
Nel primo studio la metodologia LCA è stata coinvolta nella quantificazione delle emissioni GHG (dalla culla alla tomba) generate lungo una catena di approvvigionamento locale di carne bovina biologica, con lo scopo di: identificarne i principali punti emissivi (hotspots) e suggerire
interventi di mitigazione applicabili lungo tutta la filiera.
Nel secondo studio, l’analisi LCA è stata applicata alla quantificazione delle emissioni GHG (dalla culla al cancello della fattoria) derivanti da un’azienda agricola che alleva bovini di razza Maremmana all’interno di una riserva naturale Mediterranea del centro Italia. Nello specifico, in
questo studio sono state analizzate le dinamiche con cui l’adozione di diverse pratiche agronomiche, gestione del pascolo e scenari climatici futuri, possono influenzare le emissioni di GHG e gli stoccaggi di SOC, e di conseguenza l’impronta emissiva (impronta di carbonio) totale prodotta dall’azienda.
Infine, il terzo ed ultimo studio è stato incentrato allo sviluppo di una linea guida standard (basata sull’approccio LCA) da adottare al fine di valutare le emissioni di GHG (dalla culla alla tomba) generate da tutte le attività che prendono luogo generalmente all’interno di un parco/riserva nazionale. In particolare, l’applicabilità della linea guida proposta è stata testata in un caso studio
che ha interessato la riserva naturale Mediterranea menzionata precedentemente. Sebbene nel
documento siano stati discussi anche hotspots e possibili strategie di mitigazione, lo scopo finale
del lavoro è stato quello di sviluppare una linea guida in grado di fornire un approccio LCA standardizzato da poter essere impiegato dai parchi naturali per intraprendere operazioni di
marketing ambientale.
I risultati di questa tesi di dottorato forniscono interessanti spunti sulle emissioni di GHG derivanti dai tipici sistemi di allevamento di carne bovina dell’area del Mediterraneo, e su alcune delle possibili correlate strategie di mitigazione. Sebbene le emissioni di GHG generate dagli animali e dal suolo siano risultate le principali fonti di emissione lungo la catena di approvvigionamento della carne, sia i consumi domestici che la vendita al dettaglio hanno mostrato potenziali margini di miglioramento. L’adozione di pratiche agronomiche meno invasive e l’uso di fertilizzanti organici hanno dimostrato di essere efficaci nel mitigare le emissioni di GHG derivanti dal comparto agricolo. Infine, avendo fornito un quadro dettagliato dei principali hotspots della riserva naturale Mediterranea, la linea guida proposta in questa tesi ha dimostrato di essere adatta all’utilizzo dei suoi risultati per operazioni di marketing ambientale da parte dei parchi nazionali.
Description: 
Dottorato di ricerca in Scienze delle produzioni vegetali e animali
URI: http://hdl.handle.net/2067/46460
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