Αγροδασολιβαδικά οικοσυστήματα: ενεργειακά ισοζύγια και εκπομπές αερίων θερμοκηπίου

Abstract

Energy flows in perennial agro and natural ecosystems are essential for their productivity and could be related to greenhouse gas emissions and increasing water demands. Energy indices and carbon and water footprint are useful tools in assessing the interaction between production systems and environmental impact inside Natura 2000 sites and enhancing ecosystem services. The main aims of this study were to: a) determine and compare energy indices, carbon and water footprint of olive groves, orange and kiwi orchards and grasslands within and between two years, located in a Natura 2000 site, using an adjusted Life Cycle Assessment (LCA) method and b) illustrate the importance of farming systems to ecosystem services. Stratified sampling was used to select 36 farm types (12 olive groves, 12 oranges and 12 kiwi orchards) and 12 grasslands from the municipality of Amfilochia, western Greece, during 2018 and 2019. Descriptive data analysis, correlation analysis, ANOVA and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) were used to summarize and analyze the data. The main energy contributors for the three farm types were fertilizers and fuel consumption. The only input for the grasslands was animal manure. Energy efficiency showed the highest performance in olive groves followed in descending order by kiwi orchards, grasslands and orange orchards. Concerning carbon footprint the values were the highest for orange orchards, followed in descending order by kiwi orchards, olive groves and grasslands. Total water footprint values were the highest for grasslands and the lowest for olive groves. For both years, regarding HCA, each cluster consisted of the same ecosystems. According to the above mentioned indices, olive groves and grasslands are the most environmental friendly ecosystems. They could contribute in the environmental protection of the Amvrakikos Gulf, a Natura 2000 site. Kiwi orchards, although they are intensive along with the orange ones, seems to be more friendly to the environment than them and their cultivation in this Natura 2000 area could be recommended. Energy indices, carbon and water footprint could be used, in order to highlight the related ecosystem (dis)services.

Οι ενεργειακές ροές στα πολυετή αγροτικά και φυσικά οικοσυστήματα, αποτελούν κρίσιμο παράγοντα και σχετίζονται με εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, καθώς και αυξανόμενες ανάγκες σε νερό. Οι δείκτες ενεργειακής ανάλυσης και τα αποτυπώματα άνθρακα και νερού, είναι χρήσιμα εργαλεία αξιολόγησης των παραγωγικών οικοσυστημάτων, ενώ ταυτόχρονα συμβάλλουν στην ανάδειξη των υπηρεσιών οικοσυστήματος. Οι στόχοι της μελέτης ήταν να προσδιοριστούν και εν συνεχεία να συγκριθούν οι δείκτες ενέργειας και τα αποτυπώματα άνθρακα και νερού γεωργικών καλλιεργειών και λιβαδιών που βρίσκονται σε περιοχή Natura 2000 (Αμβρακικός Κόλπος) για δύο έτη (2018 και 2019). Με τη χρήση της προσαρμοσμένης μεθόδου Αποτίμησης του Κύκλου Ζωής (LCA), οι δείκτες αναδείχθηκαν ως εργαλεία διατήρησης των ανάλογων υπηρεσιών οικοσυστήματος. Με τη μέθοδο της στρωματοποιημένης τυχαίας δειγματοληψίας, επελέγησαν 36 τύποι αγροοικοσυστημάτων (12 ελαιώνες, 12 πορτοκαλεώνες και 12 οπωρώνες ακτινιδίων) και 12 λιβαδικά οικοσυστήματα από τον Δήμο Αμφιλοχίας, Δυτική Ελλάδα. Για την ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν: δείκτες περιγραφικής στατιστικής, η ανάλυση συσχετίσεων, η ANOVA και η ιεραρχική ανάλυση σε συστάδες (ΙΑΣ). Οι κύριες εισροές ενέργειας για τους τρεις τύπους αγροοικοσυστημάτων ήταν τα λιπάσματα και η κατανάλωση καυσίμων. Η μόνη εισροή για τα λιβάδια ήταν η κοπριά. Επιπλέον, η αποτελεσματικότητα χρήσης ενέργειας ήταν υψηλότερη στην ελιά, ενώ ακολούθησαν κατά φθίνουσα σειρά το ακτινίδιο, το λιβάδι και το πορτοκάλι. Το αποτύπωμα άνθρακα ήταν υψηλότερο στο πορτοκάλι και ακολούθησαν κατά φθίνουσα σειρά το ακτινίδιο, η ελιά και το λιβάδι. Το πράσινο νερό ήταν υψηλότερο για το λιβάδι και χαμηλότερο για την ελιά, ενώ το μπλε νερό ήταν μηδενικό για το λιβάδι και υψηλότερο για το πορτοκάλι και το ακτινίδιο. Στην ΙΑΣ, κάθε συστάδα αποτελούνταν από τα ίδια οικοσυστήματα. Τα οικοσυστήματα ελαιώνων και λιβαδιών αποδείχθηκαν φιλικότερα προς το περιβάλλον και μπορούν να συμβάλλουν στην περιβαλλοντική προστασία του Αμβρακικού Κόλπου. Η καλλιέργεια ακτινιδίου, φαίνεται να είναι πιο φιλική προς το περιβάλλον συγκριτικά με αυτήν την πορτοκαλιάς και συνιστάται η καλλιέργειά της στην περιοχή έρευνας. Συμπεραίνεται πως οι δείκτες ενέργειας και τα αποτυπώματα άνθρακα και νερού, είναι χρήσιμα προκειμένου να αναδειχθούν οι ανάλογες υπηρεσίες οικοσυστήματος και οι επιπτώσεις στα οικοσυστήματα