Designing legitimate outcome-based agricultural subsidies under uncertainity: a stochastic agent-based model with application to Apulia

Despite significant investments in precision agriculture, European agri-environmental policies face an "Execution Gap": risk-averse farmers frequently reject outcome-based payment schemes because unpredictable weather makes environmental targets financially risky. This thesis addresses this paradox by proposing and simulating a novel institutional architecture rooted in the Civil Economy paradigm. The mechanism integrates three components: an Outcome-Based Subsidy tied to satellite-verified Nitrogen Use Efficiency (NUE); a mutualistic "Solidarity Fund" to buffer farmers against climatic shocks; and a Qard Hasan (interest-free loan) to overcome the fund’s initial capitalization barrier. To evaluate this policy, a stochastic Agent-Based Model (ABM) was developed and calibrated to the Apulian durum wheat sector in Italy. Incorporating loss aversion and social learning over a 15-year horizon, the simulation delivers three clear proofs of concept: 1. Behavioral: Embedding the subsidy within a mutual safety net increased technology adoption from a stagnant 31% to 50% by amplifying institutional trust. 2. Financial: The fund maintained strict solvency and successfully amortized the initial Qard Hasan capital within seven years. 3. Environmental: Despite severe weather volatility, system-wide NUE achieved a stable 17% relative gain (rising from 47% to 55%). Finally, a rigorous legal assessment confirms this architecture is fully compliant with the CAP 2023–2027 New Delivery Model (Regulation (EU) 2021/2115). Ultimately, this thesis demonstrates that mitigating individual risk through cooperative mutualism is essential for delivering responsible environmental outcomes.

Nonostante gli ingenti investimenti nell’agricoltura di precisione, le politiche agro-ambientali europee presentano un persistente “Execution Gap”: gli agricoltori, caratterizzati da avversione al rischio, tendono a rifiutare schemi di pagamento basati sui risultati poiché l’imprevedibilità climatica rende finanziariamente rischioso il raggiungimento degli obiettivi ambientali. Questa tesi affronta tale paradosso proponendo e simulando una nuova architettura istituzionale radicata nel paradigma dell’Economia Civile. Il meccanismo integra tre componenti: (i) un sussidio basato sui risultati, collegato all’Efficienza d’Uso dell’Azoto (NUE) verificata tramite dati satellitari; (ii) un “Fondo di Solidarietà” mutualistico volto ad assorbire gli shock climatici; (iii) un Qard Hasan (prestito senza interessi) finalizzato a superare la barriera iniziale di capitalizzazione del fondo. Per valutare tale politica è stato sviluppato un Modello ad Agenti (Agent-Based Model, ABM) stocastico, calibrato sul comparto del grano duro in Puglia. Incorporando avversione alle perdite e apprendimento sociale su un orizzonte temporale di 15 anni, la simulazione fornisce tre chiare prove di fattibilità: 1. Comportamentale: l’integrazione del sussidio in una rete di sicurezza mutualistica ha aumentato l’adozione tecnologica dal 31% stagnante al 50%, rafforzando la fiducia istituzionale. 2. Finanziaria: il fondo ha mantenuto piena solvibilità e ha ammortizzato integralmente il capitale iniziale del Qard Hasan entro sette anni. 3. Ambientale: nonostante un’elevata volatilità climatica, la NUE di sistema ha registrato un incremento relativo stabile del 17% (dal 47% al 55%). Infine, un’analisi giuridica rigorosa conferma che l’architettura proposta è pienamente conforme al Nuovo Modello di Attuazione della PAC 2023–2027 (Regolamento (UE) 2021/2115). In conclusione, la tesi dimostra che la mitigazione del rischio individuale attraverso meccanismi cooperativi mutualistici costituisce una condizione essenziale per conseguire risultati ambientali responsabili e duraturi.