venerdì, novembre 02, 2007

Valutazione della capacità portante in una società agraria post-industriale


da
The Oil Drum: Europe di "WisdomfromPakistan" veicolato da Euan Mearns

Traduzione di Antonio Tozzi


Valutazione della capacità portante (carrying capacity) in una società agraria post-industriale
Posted by Euan Mearns on November 1, 2007 - 10:00am in The Oil Drum: Europe

Questo è un guest post da parte di WisdomfromPakistan. Wisdom è un ingegnere informatico che vive e lavora a Karachi, una colta città di circa 20 milioni di persone. Wisdom ha condotto una sua ricerca sulle necessità nutrizionali e sulla capacità portante (carrying capacity) della Terra che vorrebbe condividere con i lettori di The Oil Drum.

Con l'approssimarsi del picco del petrolio, seguito a breve dal picco del gas ed infine del picco dell'energia, dovremo ritornare all'agricoltura come alla fonte primaria di energia per la società. L'agricoltura post-picco sarà radicalmente diversa da quella moderna. L'agricoltura odierna è una consumatrice di energia piuttosto che una produttrice. Nei paesi sviluppati occorrono l'equivalente di dieci calorie di energia da combustibili fossili introdotti in fattoria sotto forma di fertilizzanti, pesticidi e carburante per il trasporto per ottenere una caloria sotto forma di cibo (vedi anche qui e qui).

Parte di questo dispendio può essere ridotto mediante la localizzazione, che taglia in maniera considerevole le spese del carburante per il trasporto, ma altre spese, come quelle per fertilizzanti e pesticidi, non si possono ridurre senza subire una considerevole riduzione della produzione di cibo. Un'analisi dettagliata della situazione, di come siamo arrivati a questo e una valutazione della produttività agricola pre-industriale, si rende dunque necessaria.

Fino al 1950 l'agricoltura mondiale è stata condotta per lo più su base organica, senza spargere prodotti chimici artificiali nel suolo. Dopo la seconda guerra mondiale si fecero sforzi per riconvertire la gran massa di sostanze chimiche prodotte per scopi militari in prodotti per l'agricoltura. Nel 1960, con l'avvento della rivoluzione verde, l'agricoltura modiale compì una lenta transizione verso un regime basato sui fertilizzanti artificiali. Come risultato, la produzione di cibo aumentò mediamente di 2,5 volte. Questo incremento di produttività proviene da un più alto assorbimento di azoto, coltivazioni selettive e un alto rapporto fra massa della parte commestibile della pianta rispetto alla massa totale.

Maggiore assorbimento di azoto significa maggiore consumo di acqua. Quest'ultimo è stato consentito dalla costruzione intensiva di bacini e opere di canalizzazione allo scopo di raccogliere sufficiente acqua in inverno da consentire due raccolti all'anno.

Un più alto rapporto fra massa della parte commestibile della pianta rispetto alla massa totale significa disporre di minore residuo dal raccolto da destinare alla nutrizione degli animali, dal momento che una maggiore percentuale della pianta è utilizzata per alimentare le persone.

Coltivazioni selettive

Coltivazioni selettive vuol dire far crescere soltanto varietà ad alto rendimento. Ciò riduce la resistenza contro i parassiti, dal momento che grandi estensioni di terreno coltivate con la stessa varietà sono facile bersaglio per i parassiti. Per compensare questo inconveniente si ricorre a una gran quantità di pesticidi. Per esempio, in Cina, nel 1949, si coltivavano circa 10000 varietà differenti di riso. Nel 1970 queste si sono ridotte a 1000 e nel 2002 a 300. Inoltre, le 14 varietà più utilizzate occupano più del 40% della superficie totale attualmente coltivata a grano. L'India aveva 30000 tipi differenti di grano. Ora il 90% della superficie coltivata a grano è coperta da 10 varietà altamente produttive ("Saving Crop Diversity Key to Winning War On Hunger", Reuters, 7/3/01). Di 700 specie addomesticate dall'uomo, quelle che forniscono il 90% del cibo al mondo sono soltanto 30. (FAO, "The State of the World's Plant Genetic Resource for Food and Agriculture", Rome, 1997, p 14).

Come sempre accade, l'efficienza è stata ottenuta a spese della resilienza, dal momento che le specie meno produttive ma più resistenti alle avversità sono state estromesse dal sistema agricolo.

La produzione mondiale media di grano era 1000 kg per ettaro all'anno nel 1950. Dal 1970 è stata spinta fino a 5000 kg per ettaro all'anno nel sud dell'Asia e 10000 kg per ettaro all'anno in Europa e Stati Uniti. E' una delle ragioni per le quali il mondo è stato capace di compensare il rapido incremento della popolazione. Nel 1950 la popolazione mondiale era circa 3 miliardi, adesso è più che raddoppiata, ma la superficie agricola è rimasta all'incirca la stessa. Inoltre la dieta mondiale è passata da una base principalmente vegetariana ad una più basata sul consumo di carne. Attualmente la rivoluzione verde non è più capace di garantire un ulteriore aumento di produttività, mentre la popolazione mondiale continua a crescere. Non c'è più terra agricola inutilizzata disponibile. Di conseguenza la produzione agricola pro capite ha cominciato a diminuire.

Fabbisogno energetico e dieta bilanciata

Il bisogno primario dell'uomo è il cibo. Abbiamo bisogno del cibo per le nostre funzioni vitali, per riprodurci, per lavorare e divertirci. L'unità di energia utilizzata dai dietologi è la Caloria (o kilocaloria), cioè, 4200 joule di energia, abbastanza per innalzare la temperatura di un kg di acqua di 1°C.

L'energia di cui ha bisogno un adulto tipico è 2500 Calorie al giorno. Per i bambini e gli anziani ne occorrono meno, per cui, in media, occorrono 2000 Calorie a testa al giorno. Il calcolo si può fare qui

Le calorie introdotte mediante il cibo devono provenire per il 55%-60% da carboidrati, 12%-15% da proteine e 33%-25% grassi. Gli intervalli di variazione suddetti si basano sulle differenze di clima, cultura e preferenze personali. Per i nostri calcoli prendiamo i valori più raccomandati, cioè 60% dai carboidrati, 12% dalle proteine e 28% dai grassi. Si tenga presente che questo è un tentativo di riassumere dati molto complessi e variabili in una forma comprensibile. Ci sono centinaia se non migliaia di cibi disponibili per uso umano, la scelta dipende molto dalla religione, dalla cultura, dal clima, dalle preferenze personali e via dicendo. La produttività di cibo varia molto a seconda della posizione geografica..


Uno schema di dieta bilanciata :


Kg / anno

Grano e cereali 100
Latte 100
Frutta 100
Verdura 25
Carne (capra, cavallo, pecora) 25
Olio 12.5
Zucchero 12.5
Frutta secca / uova 12.5
Spezie 12.5

Produzione media mondiale di cibo in kg per ettaro all'anno prima della rivoluzione verde:


kg per ettaro all'anno

Grano e cereali 1000
Frutta e Verdura 2000
Latte 500
Carne (capra, cammello, cavallo) 125
Carne (pesce, pollo) 250
Olio 500
Zucchero 500
Frutta secca / uova 500
Spezie 500


Superficie agricola necessaria per persona in mq:


mq per persona

Grano e cereali 1000
Frutta e Verdura 500
Olio 250
Zucchero 250
Frutta secca / uova 250
Spezie 250
Pascolo 1000
Cotone, tè, caffè, lana ecc. 500

Note:

• La produzione di uova è stimata essere almeno doppia rispetto alla carne di pollo. Questo grazie all'energia che si risparmia con l'utilizzo diretto delle uova nell'alimentazione umana, energia che altrimenti sarebbe utilizzata dal pollo durante la sua vita. Il pollo infatti deve crescere, dopo la schiusa dell'uovo, e guadagnare peso fino all'età di alcune settimane prima di poter essere macellato.

• La terra necessaria per le verdure è così poca (25/ 800 * 4000 = 125 mq) che si può far crescere accanto al grano, o cereali. E' il metodo tradizionale cinese di coltivare verdure insieme al riso. In ogni caso ovunque si coltivino grano, o cereali, occorre sempre affiancare una coltura azoto-fissante allo scopo di preservare la fertilità del suolo.

• Mille metri quadri di pascolo forniscono 200 kg di foraggio all'anno. La quantità di foraggio necessaria per il latte e la carne è 400 kg. Questo perché occorrono 2 kg di foraggio per avere 1 kg di latte e 8 kg di foraggio per 1 kg di carne di capra, cammello o cavallo. I rimanenti 200 kg di foraggio provengono dagli scarti di coltivazione, foglie, ecc. dal grano, o cereali, frutta e verdura. 100 kg di grano, o cereali, forniscono160 kg di foraggio, 100 kg di frutta ne danno 200 kg, da 50 kg di varia origine (olio, zucchero, spezie e frutta secca) si ottengono 80 kg di foraggio. Assumendo che il potere calorico residuo sia la metà nel momento in cui viene consumato dagli animali tutto ciò equivale complessivamente a 200 kg di foraggio.

Una ripartizione semplificata della terra è la seguente:

Coltivazione di grano o cereali 1000 mq a persona

Pascolo (coltivazione di foraggio) 1000 mq a persona

Frutteto 500 mq a persona

Coltivazione di tè, cotone, lana 500 mq a persona

Olio 250 mq a persona

Zucchero (miele o canna) 250 mq a persona

Frutta secca 250 mq a persona

Spezie 250 mq a persona

Acqua

L'acqua è un altro fattore importante per la produttività agricola. Una terra ricca di materiale organico e minerali non serve a niente senza una fonte d'acqua. La fonte d'acqua primaria è la pioggia che cade direttamente sulla terra. Si usano anche fonti secondarie per incrementare la produttività. Infine le fonti terziarie, come i pozzi, che riciclano, almeno in parte, l'acqua già utilizzata nella fattoria.

600 mm di pioggia su un ettaro significano 1000 tonnellate d'acqua. Per una coltura estiva, per lo meno dalle mie parti, l'80% della pioggia cade durante il monsone, proprio quando la pianta ne ha bisogno. Così sono sufficienti 2000 metri cubi d'acqua direttamente dalla pioggia per coltivare il cibo necessario per persona per ettaro usando queste quantità d'acqua richieste (vedi anche qui), assumendo una perdita d'acqua del 20% per via dell'evaporazione e l'assorbimento da parte del suolo prima che essa sia utilizzata dalle piante. Il calcolo include l'acqua che occorre per le necessità medie mondiali di 3,5 kg di cotone, 1,1 kg caffè e 0,5 kg di pro capite all'anno.

Se si fa uso di canali, sono disponibili ulteriori 2000 metri cubi d'acqua (considerando una perdita del 33% tra il bacino e la fattoria a causa dell'assorbimento da parte del suolo, dell'evaporazione, ecc.) per ettaro, per manternere 5 persone per ettaro.

Capacità portante (carrying capacity)

Proviamo a stimare la capacità portante mondiale sulla base della dietà di cui sopra. L'area agricola del mondo è 150 milioni kmq, cioè circa 15 miliardi di ettari. iil 10% di essa può essere coltivata a grano. Il 10% a pascolo e un altro 20% come foreste per allevarci animali In tutto 6 miliardi di ettari sono utilizzabili per la produzione di cibo.

Questi 6 miliardi di ettari possono produrre cibo per un totale di 15 miliardi di persone in maniera sostenibile, ammesso che:

1) Non ci siano altre specie a parte gli esseri umani.
2) La popolazione umana sia distribuita in modo tale che più persone vivano dove c'è più terra arabile.

Fra 4 milioni di specie di piante e animali esistenti oggi, noi siamo soltanto una delle tante specie: ci sono molte specie di animali, inclusi uccelli e insetti, delle quali non possiamo fare a meno per la nostra esistenza. Per esempio, alcuni di essi ne mangiano altri in modo tale da contenere il loro numero. Altri, come le api del miele sono necessari per l'impollinazione senza la quale la produzione di cibo sarebbe molto bassa e così via.

La popolazione umana non è distribuita in funzione della terra arabile. In Australia e Canada 20 milioni di persone vivono in 9 milioni di kmq, circa 2,5 persone per kmq. Nel sub-continente indiano almeno 1,2 miliardi di persone vivono in appena 4 milioni di kmq, 300 persone per kmq. Così, in alcuni luoghi c'è molto meno terra arabile per persona che in altri.

Oggi, di tutto il cibo prodotto sul pianeta, gli esseri umani consumano il 40%. Ciò conferma che la capacità totale del pianeta è di 15 miliardi di persone (o una massa equivalente di altre specie di animali, insetti, uccelli).

Assumendo che possiamo utilizzare in maniera sostenibile il 40% della produzione di cibo mondiale per noi stessi, lasciando il resto a tutte le altre specie, possiamo avere cibo per 6 miliardi di persone su questo pianeta, nel caso di una popolazione equamente distribuita. Dal momento che così non è, la sostenibilità a lungo termine della popolazione umana su questo pianeta va da i 2 ai 4 miliardi. Prendendo la media, 3 miliardi, questa è più o meno la popolazione del mondo alla fine della seconda guerra mondiale.

Come incrementare la produttività
Se si potessero riciclare gli scarti agricoli in modo più efficiente, in modo da conservare la gran parte del loro potere calorico, la necessità dei pascoli verrebbe eliminata, risparmiando 1000 mq. Inoltre, utilizzando più riso che grano si può risparmiare ulteriore superficie, dato che la produttività del riso è tipicamente tre volte quella del grano, senza danneggiare il suolo. Questi due accorgimenti, insieme, possono ridurre la terra necessaria pro capite a 2000 mq.

Se si possono coltivare due scpecie di piante anziché una, utilizzando l'acqua in eccesso dai canali e sotterranea, la produttività può essere raddoppiata.

Nelle terre più fertili, dove la resa delle coltivazioni è doppia rispetto alla media mondiale pre-industriale, basterebbe metà della terra pro capite. Globalmente, però, la maggiore produttività delle terre più fertili corrisponde ad una minore produttività in quelle meno fertili. "La magia dei grandi numeri". Così questa non è una soluzione su larga scala.

In breve la necessità di superficie pro capite può fluttuare tra 1,6 ettari del epoca feudale nell'Europa centrale (dove metà della terra era tenuta incolta e l'altra metà rendeva metà della media mondiale) a 1000 mq nelle culture vegetariane, basate sul riso. Per il mondo nel suo complesso si può prudentemente assumere 0,4 ettari a persona.

Conclusioni

Nella dettagliata discussione di cui sopra abbiamo stabilito che per la dieta media di lungo termine pre-industriale, occorrono 0,4 ettari pro capite di terra arabile. Inoltre abbiamo visto che usando il 40% di tutto il cibo prodotto al mondo (attualmente consumato da 4 milioni di specie di piante e animali) si possono sostenere 6 miliardi di persone sulla Terra. Dal momento che la popolazione umana non è distribuita secondo la disponibilità di terra arabile, in realtà, possono essere sostenuti solo tra i 2 e i 4 miliardi di persone. Una stima ragionevole è 3 miliardi, pari alla popolazione dell'umanità al termine della seconda guerra mondiale e prima della rivoluzione verde.

Cosa accadrà alla popolazione in eccesso è materia di pura speculazione. Visto che i combustibili fossili non scompariranno in un giorno ci si può attendere un graduale declino della popolazione o subito dopo il picco dell'energia o dopo un certo tempo.

Anche come avverà il calo della popolazione è materia di mera speculazione. In un mondo più povero ci si possono attendere tassi di natalità più elevati, come si osserva nei paesi in via di sviluppo rispetto a quelli sviluppati. Così è plausibile che il declino sia causato da un peggioramento dello stato di salute, con una conseguente riduzione nell'aspettativa di vita e un incremento della mortalità infantile.

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4 commenti:

Marco Pagani ha detto...

Post interessantissimo; grazie per averlo pubblicato. Da tempo sto riflettendo su questi problemi e questo lavoro dal Pakistan è un aiuto formidabile, anche se le sue conclusioni sono piuttosto pessimistiche. In realtà speravo in una capacità di carico un po' più elevata...

Antonio Tozzi ha detto...

@ Marco
Lo sai che invece a me 3 miliardi sembrano sempre un enormità? Ricordiamoci che ogni volta che piove e poi esce uno spicchio di sole, nella macchia spuntano nuovi picchi. E comunque il calo demografico è una tendenza naturale che accompagna lo sviluppo (vediti sto filmato). La crescita menodizero in Italia (purtroppo vanificata dall'immigrazione fuori da qualsiasi controllo) è dovuta in gran parte alle difficoltà che già da diversi anni affliggono i giovani e le famiglie. Dubito che all'acuirsi di queste difficoltà possa seguire un incremento di natalità. Anzi... Però lo sai che ti dico? La ragione per cui mi è piaciuto questo articolo è che, caffè, tè, spezie e cammelli a parte, fa una stima delle necessità umane più realistica di quella basata sulla solita equazione: dieta dell'americano medio = tot acri di terra a testa. Necessità umane, non necessità di una massa di palle di lardo. In questo senso lo definirei ottimistico, visto che concede a noi Italiani qualche chance in più di non mangiarci tra di noi: dice che ci basterà meno terra arabile. Inoltre sono fiducioso che i progressi e soprattutto la diffusione delle conoscenze in campo agrario, conoscenze che oggigiorno restano in gran parte inutilizzate (in quanto del tutto superflue in un era post-rivoluzione verde), ci possano tornare di grande aiuto. E poi ci sono i mari, oggi sfruttati solo in modo irrazionale e distruttivo. Non mi riferisco solo alla pesca, che comunque potrebbe trarre soltanto benefici da una pressione umana meno violenta e indiscriminata. Anche all'acquacoltura che già oggi è suscettibile di essere condotta in modo razionale e sostenibile.

Anonimo ha detto...

Antonio, temo che tu abbia preso un granchio nel valutare la situazione italiana con tanto ottimismo.

Rapportando la quantità di terreni agricoli pro-capite indicata come necessaria dall'articolo (0,4 ettari) con la popolazione attuale italiana (60 milioni, in forte crescita) si ottiene una esigenza di SAU complessiva di 24 milioni di ettari. Ebbene, in Italia la SAU è attualmente ben inferiore ai 13 milioni di ettari. Quasi la metà del necessario.

Dunque, anche secondo l'articolo che abbiamo appena letto abbiamo ben poche chance "di non mangiarci tra di noi", a meno che facciamo in modo di rendere "operativa", e in fretta, la virtuosamente bassa natalità italiana (anch'essa comunque in crescita, se è passata come riporta l'ISTAT da meno di 1.2 nati medi per donna del 1998 a quasi 1.4 nati medi per donna nel 2006 portando a peggiorare nuovamente il saldo naturale interno, tanto da riportarlo sopra lo zero).

Quanto mai urgente è poi una revisione in chiave ambientalista delle nostre politiche sulle migrazioni: favorire l'emigrazione, osteggiare l'immigrazione non è una fisima ideologica, ma una impellenza ambientale.

Antonio Tozzi ha detto...

E chi ha detto che sono ottimista? Non lo sono affatto :-(
Quanto mai urgente è poi una revisione in chiave ambientalista delle nostre politiche sulle migrazioni: favorire l'emigrazione, osteggiare l'immigrazione non è una fisima ideologica, ma una impellenza ambientale.
Con me sfondi una porta aperta. Questo vallo a spiegare ai nostri politici. Tutti. Di destra e di sinistra.

Quelli di sinistra in primo luogo, che si mostrano, almeno ufficialmente, più indulgenti nei confronti dell'immigrazione che non gli altri. Ricordiamoci che con l'immigrazione "importiamo" anche lavoro nero, prostituzione, criminalità e povertà, ecc. L'elenco sarebbe lungo, e tutto costituito di concetti che cozzano frontalmente con l'idea stessa di socialdemocrazia e di sinistra, prima che con le esigenze di salvaguardia dell'ambiente. Dovremmo essere noi, semmai, ad esportare negli altri Paesi il nostro livello di welfare, la nostra sicurezza sul lavoro, e via dicendo.

I nostri politici di destra, peggio, si sono comportati da veri e propri sciacalli, facendo passare una legge falsamente restrittiva, che non fa che sottoporre gli immigrati a piccole ma insopportabili vessazioni, ma aprendo a tutta valvola l'afflusso da tutti i canali: Est europeo, e Nord Africa in particolare. Tutto questo al malcelato scopo di deprimere il costo del lavoro e favorirne la precarizzazione, per regalare nient'altro che effimeri e pochissimo lungimiranti vantaggi alle imprese.