Biodiversità e servizi degli ecosistemi: ecologia ed economia a … · 2017-01-20 · Ecologia: le strutture biologiche più complesse IEFE 6-11-2009 Gatto - Biodiversità e servizi

Biodiversità e servizi degli ecosistemi: ecologia ed economia a confronto

Marino GattoProfessore di ecologiaPolitecnico di Milano

IEFE 6-11-2009 Gatto - Biodiversità e servizi degli ecosistemi 1

• Biodiversità ed ecologia• La complessità dell’ecologia• L’impatto globale dell’uomo• Economia ed ecologia• Il valore della biodiversità e degli

ecosistemi• Preservare la biodiversità

Sommario


Storia della vita = Storia della biodiversità

L’orologio della vita

Last Universal Common Ancestor


MolecoleCelluleTessutiOrganiOrganismi

PopolazioniComunitàEcosistemi

Biosfera

Ecologia

Ecologia: le strutture biologiche più complesse


Knight et al. (2005) Nature 437: 880-883

L’incredibile varietà delle interazioni ecologiche

Stagni di Putnam County, Florida


più comunemente usata

Diversità all’interno di livelli trofici

Gerarchie di biodiversità


Quanta biodiversità abbiamo sulla terra?

# specie catalogate:1,8 milioni

# specie stimate:3-30 milioni

Quanta biodiversità abbiamo sulla terra?

Italia: hotspot di biodiversità

Myers N. et al.(2000) Nature 403: 853-858

http://www.biodiversityhotspots.org/xp/Hotspots


Numero di specieEquiripartizione

Diversità di dimensione, colore,

forma, geni …

Misure di biodiversità

Indici di Shannon, Simpson,…


•Produttività (correlazione ben stabilita, lavori di Tilman, Loreau, Hector)

•Stabilità

Tilman et al. (2001) Science 294:843-845

Biodiversità e funzionamento degli ecosistemi


Tilman, D., Reich, P. B. & Knops, J. M. H. Biodiversity and ecosystem stability in a decade-long grassland experiment. Nature 441, 629–632 (2006).

Biodiversità e stabilità

Come misurare la stabilità?


Paine R. (1966) Food web complexity and species diversity. The American Naturalist 100:65-75

15→8 species

Stabilità strutturale


L’impatto globale dell’uomo

0

20

40

60

80

100

0

2

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8

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1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050

MiliardiMilioni

Incr

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nual

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Popo

lazi

one

tota

le

Incrementi della popolazione

Popolazione totale


Tassi di estinzione•Tempo di vita medio di una specie animale ricavata dai record fossili: 1-10 milioni di anni

•Dai tassi di estinzione documentati nel secolo scorso si ricava una riduzione del tempo di vita media a 10.000 anni

•Dai tassi di estinzione correnti si ricava un tempo di vita medio ulteriore per uccelli e mammiferi di 200-400 anni

I principali fattori di estinzioneThuiller W. 2007.Climate change and the

ecologist, Nature, 448: 550-552.


Gobbo rugginoso Aquila di mare Anchusa littorea

Najas marina

266 specie a rischio nella lista rossa 2006 dell’IUCN (International Union for Conservation of Nature)

Specie estinte in Italia


Foreste del Costarica

Foreste dell’Inghilterra

Brasile

Distruzione e frammentazione degli habitat


17 June 1975 (Landsat 2)10 July 1992 (Landsat 4)1 August 2000 (Landsat 7)

http://landsat.usgs.gov/gallery/detail/381/

Santa Cruz de la Sierra, Bolivia

Distruzione e frammentazione degli habitat


Halpern B.S. et al. 2008. Science 319: 948-952millions

Gray: total area (km2)Black: total weighted pixels

L’impatto cumulato sugli oceani


Temperature misurate da termometri

Temperature ricostruiteLoro andamento medio

Riscaldamento globale


25% delle specie mondiali estinte entro il 2050 a causa dell’azione combinata del riscaldamento globale e della degradazione degli habitat

Thomas et al. (2004), Nature 427:145-148

Alcune proiezioni per il prossimo futuro


David M. Morens, Gregory K. Folkers & Anthony S. Fauci, 2004. Nature 430:242-249

Le malattie riemergenti


• Reti di relazioni estremamente complesse e diversificate

• Scale temporali e spaziali molto diverse all’interno dello stesso sistema

• I fenomeni possono essere raramente studiati in laboratorio

• Il lavoro di campo è perciò molto importante, ma ha limiti molto severi

– Le condizioni non sono controllate

– Le condizioni non possono essere variate a piacimento

– Non c'è alcuna garanzia che si possano ripetere osservazioni di un certo fenomeno sotto le medesime condizioni

Ecologia ed economia: scienze della complessità


Mercato dei fattori

Mercato dei beni

Famiglie Imprese

Domanda di risorse

Domanda di beni e servizi Offerta di beni e servizi

Offerta di risorse

NaturaRisorse

tratte dalla natura

Residuidella produzione

Residuidel consumo

Recupero, riciclo e

riutilizzazione

Risorse tratte dalla natura

Il cambiamento dei paradigmi economici

The circular flow model

Factor market

Output market

Households Firms

CostsIncome

Expenditures Revenues

Demand for resources

Demand for goods and services Supply of goods and services

Supply of resources


Lo sviluppo è sostenibile se può essere raggiunto senza consumare i beni capitali della nazione. I beni comprendono il capitale creato dall’opera dell’uomo Km, il capitale naturale Kn, il capitale umano Kh, il capitale morale e culturale Kc

•Sostenibilità debole (Solow 1991)

La somma dei beni capitali Km+Kn+Kh+Kc rimane costante nel tempo

Perfetta sostituibilità

•Sostenibilità forte (economia ecologica)

La somma dei beni capitali Km+Kn+Kh+Kc rimane costante nel tempo

Una quantità critica di capitale naturale Kn non è sostibuile e va mantenuta costante nel tempo

Mantenere nel tempo l’abbondanza e la diversità delle popolazioni di animali e di piante e il funzionamento di tutti gli ecosistemi terrestri e acquatici. Per gli ecologi sostenibilità vuol dire attuare politiche che non influenzano significativamente i processi degli ecosistemi e che li mantengono funzionanti nel tempo.

Robert M. Solow

Lo sviluppo sostenibile

Gro Harlem Brundtland

Development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs


Servizi degli ecosistemi

http://www.millenniumassessment.org/en/index.aspx


Il sistema delle interazioni ecologiche, economiche e sociali


Servizi degli ecosistemi e benessere


Dare un valore alla biodiversità e ai servizi degli ecosistemi

Punti critici• Beni pubblici (uso non esclusivo/rivale,

Samuelson)• Esternalità• Fattore di sconto• Intangibili


La monetizzazione dei beni e servizi ambientali

Il valore economico totale di una risorsa è dato dalla somma di 3 contributi:• valore d’uso reale• valore di opzione• valore intrinseco

Metodologie:

Valori di mercato, prezzi edonici, costi di viaggio, costi di ripristino, costi opportunità, dose-risposta, metodi di valutazione contingente


Quanto valgono i servizi della natura?

Stima delle attività economiche umane e dei servizi degli ecosistemi

Source: Adapted from R. Costanza et al., "The Value of the World's Ecosystem Services and Natural Capital," Nature Vol. 387 (1997), p. 256, Table 2.

Un tentativo di monetizzazione globale

Many of the valuation techniques used in the studies covered in our synthesis are based, either directly or indirectly, on attempts to estimate the 'willingness-to-pay' of individuals for ecosystem services.Costanza et al., 1997


Unpricedenvironmental good(water quality)

YC

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WTP

WTA

Utility = U+

Utility = U-

Utility = Uo

Y0

X0− ΔX X0+ ΔXX0

MVC: disponibilità a pagare/accettare


Unfortunately, for all its theoretical attractiveness, ascribingmoney values to nature's services is only a partial solution to the present dilemma and, if relied on exclusively, may actually be counterproductive.Rees, 1998

The idea that ecosystem valuation is something that we just should not do keeps coming up. While we can certainly appreciate the many sides of this argument, ultimately, we agree with Herendeen(1998) that: "the argument that we lose our souls by economically pricing environment is silly" and ultimately counterproductive.Costanza et al., 1998

Il dibattito tra due scuole


• La definizione stessa di valore intrinseco– Attrattiva estetica, informazione incompleta

• Gruppo di riferimento– Quanti “consumatori”?

• Significatività del mercato simulato– Può funzionare la mano invisibile del mercato in un

“mercato” di unità di biodiversità?• Parte del capitale naturale è semplicemente

nonsostituibile• Il contributo preciso di molte specie è ignoto• I processi ecologici dovrebbero essere valutati nella

loro interezza, non individualmente

Limiti dei MVC


10

20

Biodiversity

A

B

C

DOpen-mindeddeveloper

Open-mindedenvironmentalist

FeasibleAlternatives

PARETO SET

Mon

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$)

-3

0

E

$

Biodiversity

DECISION

Net benefit line

Feasible Alternatives

Monetizzazione e metodi multicriteriali


Il problema del tasso di sconto

Source: Balmford et al. (2002) Science 297:950-953

Produzione di energia elettrica in Italia: costi industriali + costi esterni

Tasso di sconto 10%

Source: De Leo et al. (2001) Nature 413: 478-479


Come allocare le risorse per la conservazione al fine di assicurare il massimo “ricavo” dalle spese?Necessario identificare concentrazioni straordinarie di biodiversitàcome definite da uno o più indicatori:

Orme et al. Nature 436: 1016–1019 (2005)Hotspots aviari

a) numero di specie (ricchezza di specie)b) numero di specie rare o minacciatec) numero di specie presenti solo in una

particolare area (ricchezza di specie endemiche)

Le priorità negli sforzi per la conservazione


La ricchezza di specie endemiche sembra essere l’indicatore più rappresentativo

Altipiani

Isole e arcipelaghi

Classificare gli “hotspots”


Rodrigues et al. (2004) Nature 428: 640-643

Le aree protette del pianeta coprono ora l’ 11.5% della terraferma, ma

alcune specie in pericolo non sono comprese in nessuna area protetta

Cosa fare? Le specie “gap”


Hoekstra, J. M. et al. Ecol. Lett. 8, 23–29 (2005)

Cosa fare? La conservazione di habitat e di biomi


Source: Balmford et al. (2003) PNAS 100: 1046-1050

Source: Sachs J. et al. (2009) Science 325: 1502-1503

Conservazione della biodiversità e povertà

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