LCA-GIS Integrated approach for a Sustainable Land Use Under Energy Crops

In genere, negli studi di vocazionalità delle colture, vengono presi in considerazione solo variabili ambientali pedo-climatiche. La coltivazione di una coltura comporta anche un impatto ambientale derivante dalle pratiche agronomiche ed il territorio può essere più o meno sensibile a questi impatti in base alla sua vulnerabilità. In questo studio si vuole sviluppare una metodologia per relazionare spazialmente l’impatto delle colture con le caratteristiche sito specifiche del territorio in modo da considerare anche questo aspetto nell’allocazione negli studi di vocazionalità. LCA è stato utilizzato per quantificare diversi impatti di alcune colture erbacee alimentari e da energia, relazionati a mappe di vulnerabilità costruite con l’utilizzo di GIS, attraverso il calcolo di coefficienti di rischio di allocazione per ogni combinazione coltura-area vulnerabile. Le colture energetiche sono state considerate come un uso alternativo del suolo per diminuire l’impatto ambientale. Il caso studio ha mostrato che l’allocazione delle colture può essere diversa in base al tipo e al numero di impatti considerati. Il risultato sono delle mappe in cui sono riportate le distribuzioni ottimali delle colture al fine di minimizzare gli impatti, rispetto a mais e grano, due colture alimentari importanti nell’area di studio. Le colture con l’impatto più alto dovrebbero essere coltivate nelle aree a vulnerabilità bassa, e viceversa. Se il rischio ambientale è la priorità, mais, colza, grano, girasole, e sorgo da fibra dovrebbero essere coltivate solo nelle aree a vulnerabilità bassa o moderata, mentre, le colture energetiche erbacee perenni, come il panico, potrebbero essere coltivate anche nelle aree a vulnerabilità alta, rappresentando cosi una opportunità per aumentare la sostenibilità di uso del suolo rurale. Lo strumento LCA-GIS inoltre, integrato con mappe di uso attuale del suolo, può aiutare a valutarne il suo grado di sostenibilità ambientale.

Usually, when dealing with land suitability studies for crops, only environmental pedo-climatic factors are used. Crop production chain also means impact due to agronomic practices and the environment can be sensible to them basing on the site-specific vulnerability. This study wanted to define a method to spatially relate crop impacts to the environment and then to include it in land suitability procedures. LCA was used to estimate impact indicators of few herbaceous food and energy crops, and were combined with vulnerability maps defined using GIS, through the calculation of “allocation risk” values for each crop-vulnerable land combination. Energy crops were considered as an alternative land use to potentially increase the environmental sustainability. The case-study showed that crop allocation to minimize environmental risks may change basing on considered impact indicators. Methods for merging several impacts in one map were also defined. Results were as optimal crop land allocation maps combining several crops compared with conventional cropping systems, e.g. maize/wheat rotation: crops with higher impacts can be allocated in lower vulnerable lands, and vice versa. If impact risk is a priority, maize, rapeseed, wheat, sunflower and fibre sorghum should be grown only in low or moderate vulnerable lands, while perennial grasses can be grown in all areas, thus representing a possible solution to increase the sustainability of the rural land use. Developed LCA-GIS approach represents an innovative and useful decision support systems (DSS) for minimizing impacts for the environment when allocating crops. Also it represented a useful tool for understanding the sustainability of current land use by integrating it with crop statistics and land use maps.