Dinamica dei sistemi pascolivi montani multi specie in risposta ai cambiamenti climatici. il Gran Paradiso

This study aims to assess the impact of climate change upon productivity of mountain pastures at Parco Nazionale del Gran Paradiso, Italy. For this purpose, I introduced some agro-climatic indices. PNGP dynamics are linked to the complex cryospheric hydrology of Alpine catchment and to the interspecies competition, which are in turn expected to change remarkably under prospective global warming scenarios. The Poli-Hydro model is used to simulate the cryospheric processes a ecting the hydrology of high altitude catchments, the Poly-Pasture model is used to ETP correction in pasture areas and for the evaluation of actual biomass growth and CoSMo model is used for the interspeci c competition among the species: Trifolium Al- pinum and Dactylis Glomerata for low altitude belt (elevation lower than 1800 m a.s.l.), instead Festuca Rubra and Nardus Stricta for high altitude belt (elevation greater than 1800 m a.s.l.). Model calibration and validation is performed as a function of the parameter LAI (Leaf Index Area) over run period 2005-2019, comparing LAI values simulated by the crop model against observed values available from satellite imagery. Through four scenarios from AR6 of IPCC: SSP1 2.6, SSP2 4.5, SSP3 7.0 and SSP5 8.5, applied to six GCM models: CESM2, CMCC, EC-EARTH3, HADGEM3 and MPIESM, meteorological data up to the year 2100 are derived. From the climate projections, future agro-climatic indices, leaf area and pasture yield were estimated. Obtained results show an overall deterioration in the lower elevation grazing areas. Overall, the leaf area index, according to the scenarios analyzed, marks a decline of up to 23% for the 2041-2050 decade and up to 34% for the 2091-2100 decade, especially at lower elevations where it goes up to -60% by 2100. Due to increasing temperatures, a potential increase in productivity has been found in higher areas (up to 15% more by 2050 and 20% in by 2100) and a severe decrease in lower elevation areas. Results provide preliminary evidence of potential livestock, and thereby economic development in the valley at higher altitudes than now.

L'oggetto dell'elaborato di tesi è l'e etto dei cambiamenti climatici sulla produttivit à pascoliva nel Parco Nazionale del Gran Paradiso. A tal scopo, sono stati introdotti degli indicatori agro-climatici. Le dinamiche del PNGP sono legate alla complessa idrologia criosferica dei bacini alpini e alla competizione interspeci ca nella comunità colturale. Tali dinamiche sono destinate a variare a fronte dei potenziali scenari di cambiamenti climatici. Il modello Poli-Hydro è usato per simulare che caratterizzano l'idrologia dei bacini ad alta quota, il modello Poly-Pasture è usato per la correzione dell'evapotraspirazione nelle aree di pascolo e per la simulazione della crescita della biomassa, e il modello CoSMo per la competizione interspeci ca tra le specie: Trifolium Alpinum e Dactylis Glomerata a bassa quota (zone ad altitudine minore di 1800 m s.l.m.), e Festuca Rubra e Nardus Stricta ad alta quota (altitudine superiore a 1800 m s.l.m.). La calibrazione e validazione dei modelli è stata eseguita in funzione del parametro LAI (Indice di Area Fogliare) nel periodo di controllo 2005-2019, confrontando i valori di LAI simulati dal modello colturale con quelli osservati disponibili da immagini satellitari. Mediante l'utilizzo di quattro scenari dell'AR6 dell'IPCC: SSP1 2.6, SSP2 4.5, SSP3 7.0 e SSP5 8.5, applicati a sei modelli GCM: CESM2, CMCC, EC-EARTH3, HADGEM3, MIROC6 e MPI-ESM, sono stati ricavati i dati meteorologici no all'anno 2100. A partire dalle proiezioni climatiche prodotte si sono stimati gli indicatori agro-climatici, l'area fogliare, la biomassa e la produttività pascoliva futuri. I risultati ottenuti mostrano un peggioramento complessivo nelle zone di pascolo a bassa quota. Complessivamente, l'indice di area fogliare, secondo gli scenari analizzati, segna un calo no al 23% per il decennio 2041-2050 e no al 34% per il decennio 2091-2100, soprattutto a bassa quota dove si arriva no -60% entro il 2100. A causa dell'aumento di temperature, è stato riscontrato un potenziale aumento di produttività nelle aree più elevate ( no al 15% in più entro il 2050 e del 20% in entro il 2100) e un gravoso decremento nelle zone a bassa quota. I risultati portano in evidenza che il potenziale bestiame, e quindi tutta l'economia ad esso associata, si svilupperà in aree alpine più elevate rispetto alle attuali.