118 8.1 Il calcolo della CO2 emessa
2 ha 1 anno 1 ) note
Impianti di arboricoltura tradizionale 5-14 Impianti di arboricoltura a rapida rotazione (SRF) 18-25
Querco-carpineto planiziale 11 Popolamento maturo Pioppeto tradizionale 18-20 Turno di 10 anni
Prato stabile 5
Fustaie della Regione Veneto (valore medio) 6
Foreste di latifoglie in zone temperate (dati IPCC) 7 Solo biomassa epigea
A scala ridotta, di ecosistema forestale, sono stati applicati alcuni modelli che si concentrano sulle variabili fisiche e sulle relazioni tecniche, per evidenziare l’andamento nel tempo della capacit{ fissativa e degli stock di carbonio associati a determinate pratiche gestionali. Modelli deterministici che consentono, con modalità trasparenti, di definire e valutare diverse ipotesi di scenario e ai quali possono essere facilmente associati dati sui costi per individuare le opzioni più efficienti.
42 Per il calcolo del carbonio (C) presente nella frazione secca della biomassa, viene in questo caso considerano la biomassa viva totale (ipogea ed epigea): si usa assumere che, in media, il 50% della materia secca di un albero è formato da carbonio, con un rapporto in massa tra anidride carbonica e carbonio pari a 3,664.
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Quadro 3Modelli deterministici di scenario:Tra i modelli più impiegati possono essere ricordati (Pettenella, 2007, Scarfò e Mercurio, 2009):
FullCAM: (Richards et al. 2005);
http://www.climatechange.gov.au/ncas/activities/modelling.html
Ideato e applicato in Australia. Composto da cinque sotto modelli. Stima le variazioni negli stock e nelle emissioni di carbonio e azoto quando si realizzano cambiamenti di uso del suolo introducendo nuovi sistemi di gestione. FullCAM modella tutti gli stock di carbonio e azoto e l’andamento dei flussi tra piante, residui, lettiera, suolo, minerali, prodotti legnosi e atmosfera.
GORCAM: (Marland & Schlamadinger 1995, Schlamadinger & Marland 1996); http://www.joanneum.at/gorcam.htm
Applicato in Canada. Consiste di più fogli di lavoro, in formato Excel, sviluppati per calcolare i flussi netti di carbonio dei diversi stock, ivi compresi l’impiego di carburanti fossili utilizzati per la coltivazione e la produzione di biocombustibili o la riduzione delle emissioni di carbonio conseguenti alla sostituzione dei combustibili fossili con biocombustibili e di materiali quali acciaio e cemento con prodotti legnosi.
CO2FIX: (Schelhaas et al., 2004).
Applicato in nord - sud America e in Europa. Si serve del sotto modello YASSO per il suolo. È un modello per la stima degli stock di carbonio specificatamente sviluppato per investimenti forestali ed è basato su sei moduli: per la biomassa epigea, per il suolo, per i prodotti, per le produzioni di bioenergia, per la valutazione finanziaria dell’investimento, per la stima complessiva del sink di carbonio secondo diversi approcci metodologici. Il modello permette di simulare gli stock e i flussi del carbonio in alberi, suolo e, nel caso di foreste gestite, nei prodotti legnosi, così come i costi e ricavi finanziari e i crediti di carbonio che possono essere valutati applicando diversi approcci contabili. Stock, flussi, costi, ricavi e crediti di carbonio sono simulati con riferimento a un ettaro di superficie e a intervalli temporali di un anno.
Secondo Esempio:
Il modello CO2FIX è stato applicato per il calcolo dei crediti di carbonio da Scarfò e Mercurio (2009). Lo scopo dello studio dei due Autori è quello di quantificare i crediti di CO2 equivalenti a ettaro (CO2 eq ha-1) generabili dalle
attività di Forest Management (FM) di un bosco di faggio (223,95 ha). Questo modello rappresenta una fra le più moderne applicazioni per lo studio dei flussi di carbonio fra ecosistemi forestali e atmosfera, inoltre, esso consente di quantificare dinamicamente il sequestro potenziale di C, nei 5 pools stabiliti dall’UNFCCC43.
CO2FIX è un modello a scala di ecosistema che consente di calcolare il C in foresta della biomassa (fitomassa), del suolo e dei prodotti legnosi con cadenza annuale o per un periodo di riferimento. Il modello è diviso in 6 moduli: biomassa (biomass), suolo (soil), prodotti (products), bioenergia (bioenergy), modulo finanziario (finance module) e di accreditamento (carbon accounting module).
Nello studio effettuato da Scarfò e Mercurio, sono stati utilizzati i primi due moduli. CO2FIX fornisce risultati in forma grafica e di tabelle ed è stato scelto perché consente di:
1) calcolare e stimare lo stock di C;
2) calcolare e stimare i flussi di C fra ecosistema e atmosfera e quindi la capacità di sink e di source quale conseguenza di un protocollo di gestione (utilizzazioni).
Gli accorgimenti necessari per l’impiego di questo modello sono quelli di utilizzare dati sito-specifici aggiornati44. La stima deve essere considerata a
valenza locale tenendo conto che il contenuto di C negli ecosistemi forestali è molto variabile. Si riportano, sintetizzati, i passagi di tali calcoli.
CALCOLO E STIMA DELLO STOCK DI C:
Cstock tot=Cbio+Csuolo+Cprodotti Cbio = C nella biomassa che include la necromassa in piedi;
43 I cinque pool di C: biomassa viva ipogea, biomassa viva epigea, necromassa legnosa, lettiera, suolo. 44 Fonti dei dati utilizzate per l’applicazione del metodo CO2FIX:
- densità basale: Giordano (1983); - stock iniziale: Piano di gestione;
- periodo simulato 5 anni: 2008-2012 primo periodo d’impegno;
- coefficienti ripartizione biomassa: bibliografia. I valori per il faggio sono stati utilizzati per parametrizzare la crescita relativa delle radici, rami e foglie rispetto a quella del fusto;
- CAI (Current Annual Increment): Stimato tramite il metodo di Borggreve a livello di compresa forestale è considerato costante per l’omogeneit{ fisionomica del bosco e per la brevit{ del periodo di simulazione (5 anni);
- mortalità: nulla, per la brevità del periodo considerato; - necromassa (a terra): bibliografia;
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Csuolo = C nel suolo che include la necromassa giacente a terra; Cprodotti = C nei prodotti legnosi (non è stato considerato).
C biomassa: Lo stock di carbonio e i flussi nella biomassa vengono quindi, calcolati
come bilancio fra l’incremento corrente (CAI, Current Annual Increment) da una parte, e turnover, mortalit{ e utilizzazioni dall’altra parte, tramite un approccio a coorti (cohort model approach). Una coorte può essere definita come un gruppo di alberi o di altre specie vegetali che presentano le stesse caratteristiche di accrescimento, per cui è possibile trattarla come singola entit{ all’interno del modello. Grazie a questo tipo di approccio è possibile applicare il modello a popolamenti plurispecifici e/o pluristratificati o tenere conto, nel conteggio dello
stock di C, di altri tipi di vegetazione (es. vegetazione arbustiva). Cbio=ΣCbioit
Cbioit = C stoccato nella fitomassa della coorte i al tempo t (Mg C ha-1); Cbioit+1=Cbioit+Kc (Ibioit−Mnit−Tit−Uit−Muit )
Cbioit+1= stoccato nella fitomassa della coorte i al tempo t, per ogni nuovo periodo temporale (Mg C ha-1);
Cbioit = fitomassa originaria;
Ibioit = incremento di fitomassa, il modello usa come input il CAI che può essere calcolato attraverso le tavole alsometriche (da ricercare in base alle caratteristiche del popolamento), in funzione dell’et{. Dal CAI viene calcolato il tasso di crescita per il compartimento foglie, rami e radici utilizzando coefficienti di allocazione (considerati costanti per il periodo considerato);
Tit = turnover dei rami, foglie e radici;
Mnit = mortalità naturale, conteggiata dal modello come necromassa in piedi, può
essere parametrizzata in funzione dell’et{ del popolamento o in funzione della biomassa totale per ogni singola coorte;
Uit = utilizzazioni, parametrizzate come percentuale sottratta dalla biomassa totale
nell’anno di riferimento nel periodo di simulazione. È possibile aggiungervi la quantità di residui di lavorazione che rimangono al suolo, come percentuale sottratta dalla biomassa asportata;
Muit = mortalità causata dalle operazioni di utilizzazione, parametrizzata come
percentuale della biomassa che muore dopo le operazioni di utilizzazione;
C suolo: (calcolato attraverso il modello YASSO, incluso come modulo in CO2FIX). Il
modello CO2FIX stima i flussi di C annuali di entrata (Atm loss) e di uscita (Atm inc) dall’ecosistema a cadenza annuale come bilancio fra la produzione (biomassa prodotta, CAI) da una parte, e tassi di decomposizione del suolo (lettiera e legno morto giacente a terra, stimati dal modello YASSO) e dei prodotti (utilizzazioni) dall’altra. Per il C stoccato nei prodotti il modello fornisce 3 opzioni:
può essere conteggiato per intero come rilasciato nell’atmosfera (per lo studio qui presentato e svolto da Scarfò e Mercurio);
viene calcolata la progressiva decomposizione dei prodotti durante il ciclo
di vita e le conseguenti emissioni di CO2 attraverso il modulo prodotti;
viene utilizzato il modulo della bioenergia che prende in considerazione le
emissioni nell’atmosfera generate dallo sfruttamento dei prodotti come biomasse energetiche in sostituzione di combustibili fossili.
Calcolo e Stima dei flussi di C fra ecosistema ed atmosfera:La capacità di sink o di source dell’ecosistema viene calcolata attraverso i dati dei flussi annuali stimati dal modello per il periodo di simulazione.
Sinktot=Σsinkt Sinkt=Atm losst−Atm inct Atm losst = carbonio sottratto all’atmosfera al tempo t;
Atm inct = carbonio immesso nell’atmosfera al tempo t.
I valori di Atm inc e Atm loss rappresentano il bilancio netto di tutti i cambiamenti che avvengono a livello della biomassa, del suolo e dei prodotti mentre i dati dei singoli compartimenti (fusto, foglie, ecc.) forniti dal modello non tengono conto di tali cambiamenti.
Nelle conclusioni dello studio di Scarfò e Mercurio(2009), sopra presentato viene confermata la validità del modello CO2FIX quale strumento per la stima del
sink di carbonio di un popolamento forestale e dei relativi crediti generabili dalle
attività di Forest Management. Inoltre la flessibilità di questo strumento si traduce:
nella relativa facilità di reperire i dati di input sia per il modulo della biomassa che del suolo;
nella possibilità di parametrizzare con precisione le attività di utilizzazione;
nella possibilità di inizializzare il modello senza la necessità di disporre di dati storici (purché vi sia corrispondenza fra i dati osservati e quella forniti dal modello).
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dalla natura dei coefficienti stimati dal modello;
dalla mancanza o dalla cattiva natura dei dati di input utilizzati per la stima del C.
Secondo alcuni autori per ottenere risultati attendibili è necessario:
utilizzare il modello a scala locale (considerando che il contenuto di C negli ecosistemi forestali è molto variabile);
utilizzare il modello per popolamenti omogenei sotto il profilo strutturale;
utilizzare dati a valenza locale ed aggiornati.
Mentre, secondo altri autori i parametri di input che dimostrano di avere maggiore influenza sul sequestro di C calcolato tramite CO2FIX, sono la densità basale del legno, il contenuto di C del legno e il CAI.
Scarfò e Mercurio (2009) inoltre sottolineano il fatto che l’applicazione di
modelli per la simulazione delle quantità di carbonio residente e dei flussi tra i vari serbatoi di carbonio, nel caso di piantagioni come ad esempio quelle all’interno delle attività denominate A/R-CDM (Afforestation/ Reforestation-Clean Development Mechanism) portano a stime meno affette da errori.
Con CO2FIX, oltre a quantificare il carbonio presente all’interno di un ecosistema forestale e di quello temporaneamente fissato nei prodotti finali fino al termine del loro ciclo di vita, è possibile ottenere previsioni in base a diversi modelli gestionali adottati. Un’esempio di quest’ultima applicazione è il caso studiato nella Magnifica Comunità di Fiemme (Cattoi et al. 2003), su un’area di 640 ha a prevalenza di pino cembro, larice e abete rosso. Vengono simulati 4 diversi scenari45:
1. Continuazione gestione attuale 2. Diminuzione del 10% della ripresa 3. Diminuzione del 30% della ripresa 4. Tutela integrale.
45 Fonti dei dati utiizzate per l’applicazione del metodo CO2FIX per il caso studio nella Magnifica Comunità di Fiemme (Cattoi et al. 2003):
- dati sui popolamenti e loro gestione: Piano di assestamento, considerato che il dettaglio non scende al di sotto della particella e considerata la struttura multiplana di molte formazioni è stata scelta l’impostazione strutturale del modello CO2FIX;
- ripartizione del legname esboscato: vendite lotti boschivi, assortimenti di segheria, indicazioni ufficio tecnico forestale;
- caratteristiche evolutive dei popolamenti: rapporti dimensionali e di accrescimento tra cormomassa e chioma/radici e caratteristiche del suolo: bibliografia.
È stata valutata la convenienza economica per i diversi scenari confrontando le entrate che deriverebbero dalla vendita delle quote di emissione (2 prezzi di riferimento) con i mancati redditi (vendita di legname) a cui si andrebbe incontro per produrle. La convenienza maggiore risulta con una riduzione del 10% della ripresa.
Secondo Cattoi et al. (2003) è necessario considerare che per il quarto scenario l’affidabilit{ della stima è fortemente condizionata dalla stima dei ritmi di crescita a seguito dell’interruzione delle utilizzazioni. Infatti, per poter offrire sul mercato opzioni credibili per investimenti compensativi va certamente migliorata la base informativa attualmente disponibile, soprattutto in relazione ai soprassuoli lasciati all’evoluzione naturale. In particolare, per effettuare previsioni di stima degli stock di carbonio e dei possibili sink occorre sviluppare modelli che siano il più possibile chiari, anche per consentire confronti a livello internazionale.