Αξιολόγηση της επίδρασης της διαχείρισης αρδευτικού νερού στο περιβαλλοντικό αποτύπωμα επιτραπέζιας ελιάς ποικιλίας Κονσερβολιά
Authors: Φωτιά Κωνσταντίνα 
Published: February 2023

Το ενδιαφέρον της ανθρωπότητας για την ανάπτυξη παραγωγικών πρακτικών συμβατών με τη δίκαιη ικανοποίηση των αναγκών του παγκόσμιου πληθυσμού, αλλά και του περιβάλλοντος που αποτελεί το ζωτικό πλαίσιο επιβίωσής του, έχει αυξηθεί στην εποχή μας, υπό το βάρος σημαντικών πιέσεων αναφορικά με τη διαθεσιμότητα φυσικών πόρων. Η υιοθέτηση φιλοπεριβαλλοντικών πρακτικών σε όλο και περισσότερους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας, και πιο συγκεκριμένα της παραγωγής τροφίμων, έχει ενσωματωθεί στις νομοθετικές πράξεις των περισσότερων αναπτυγμένων κρατών και το ζητούμενο πλέον είναι η εφαρμογή τους, η παρακολούθηση της αποτελεσματικότητάς τους και η αναβάθμισή τους. Σημαντική συνεισφορά στο σχεδιασμό, την εφαρμογή και αξιολόγηση αυτών των πρακτικών έχουν τα εργαλεία και οι μεθοδολογίες αποτίμησης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, η ανάπτυξη των οποίων αποτελεί δυναμικό πεδίο έρευνας της επιστημονικής κοινότητας τις τελευταίες δυο δεκαετίες. Ένας από τους πιο ευαίσθητους φυσικούς πόρους που απειλείται από τις άμεσες και έμμεσες επιπτώσεις των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στον πλανήτη είναι το νερό και η ανάπτυξη στρατηγικών βιώσιμης διαχείρισης των υδάτινων πόρων του πλανήτη αποτελεί στόχο πρωτοβουλιών σε παγκόσμιο επίπεδο όπως η Ατζέντα 2030 των κρατών μελών του ΟΗΕ για τη Βιώσιμη Ανάπτυξη. Οι πρακτικές εξοικονόμησης νερού βρίσκουν κύρια εφαρμογή στη γεωργία, που αποτελεί το μεγαλύτερο χρήστη νερού παγκοσμίως και αναπτύσσονται σε πολλά επίπεδα, από τη μείωση της εφαρμοζόμενης ποσότητας νερού μέχρι την αξιοποίηση εναλλακτικών πηγών νερού. Τα ελαιοκομικά προϊόντα, λόγω της αποδεδειγμένης πλέον σύνδεσής τους με σημαντικά οφέλη για την υγεία του ανθρώπου, απέκτησαν τη θέση τους στο τραπέζι των περισσότερων καταναλωτών των ανεπτυγμένων χωρών. Η ζήτησή τους συνεχίζει να σημειώνει αυξητική τάση, με αποτέλεσμα η ελαιοκαλλιέργεια να αποτελεί σημαντικό οικονομικό πυλώνα για τις ελαιοπαραγωγικές χώρες και να επεκτείνεται σε πάρα πολλές περιοχές του πλανήτη. Η εντατικοποίηση αυτή απαιτεί την κατανάλωση περισσότερων φυσικών πόρων και ιδιαίτερα νερού, ενώ παράλληλα συνδέεται με την αύξηση των εκπεμπόμενων ρύπων και την υποβάθμιση του περιβάλλοντος. Σε αυτό το πλαίσιο παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον να διερευνηθεί η δυνατότητα διασφάλισης της περιβαλλοντικής και εμπορικής βιωσιμότητας της εντατικοποίησης της καλλιέργειας της ελιάς με πρακτικές εξοικονόμησης νερού. Στην παρούσα εργασία, με σκοπό τη διερεύνηση του παραπάνω ζητήματος, μελετήθηκε η επίδραση διαφορετικών πρακτικών εξοικονόμησης νερού στο περιβαλλοντικό αποτύπωμα της επιτραπέζιας ποικιλίας Κονσερβολιά (Olea europaea L. ‘Konservolea’) που κατευθύνθηκαν είτε στη μείωση της ποσότητας νερού εφαρμόζοντας, με τη βοήθεια εξειδικευμένων συστημάτων υποστήριξης αποφάσεων άρδευσης (DSS), ορθολογική άρδευση είτε στην αξιοποίηση εναλλακτικών πηγών νερού για άρδευση όπως τα επεξεργασμένα αστικά απόβλητα. Αξιολογήθηκε η επίδραση των πρακτικών αυτών στην ποσότητα και την ποιότητα των υδάτινων πόρων με την εφαρμογή της Ανάλυσης του Υδατικού Αποτυπώματος (WF), αλλά και πιο διευρυμένα στο περιβάλλον με την εφαρμογή της Ανάλυσης του Κύκλου Ζωής (Life Cycle Assessment, LCA). Η διατριβή αποτελείται από 5 κεφάλαια όπου περιγράφονται οι δράσεις προσέγγισης του κύριου ζητήματος. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η υφιστάμενη κατάσταση όσον αφορά τη χρήση των παγκοσμίων υδατικών αποθεμάτων και τα προβλήματα που συνεπάγεται αυτή, αναλύονται οι δύο μεθοδολογίες αποτίμησης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που εφαρμόζονται στην παρούσα εργασία, γίνεται συζήτηση για τη σημασία της ελαιοκαλλιέργειας στην ελληνική οικονομία και τίθενται οι στόχοι της παρούσας έρευνας. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι δράσεις για την αξιολόγηση της επίδρασης διαφορετικών πρακτικών άρδευσης της Κονσερβολιάς στα υδατικά αποθέματα και στην ποιότητα των υδάτινων αποδεκτών και τη σύνδεσή τους με την ποσοτική και ποιοτική απόδοση της καλλιέργειας. Για την αξιολόγηση αυτή ως κατάλληλο εργαλείο επιλέχθηκε η ανάλυση του WF. Αρχικά με τη διεξαγωγή μιας πιλοτικής μελέτης για ένα χρόνο (2018) σε ελαιώνες της περιοχής Άρτας αποτυπώθηκαν σε πρώτο επίπεδο οι επικρατούσες αγρονομικές πρακτικές στην ελαιοκαλλιέργεια της περιοχής και οι περιβαλλοντικές τους επιδράσεις. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής έδωσαν μια πρώτη εικόνα του WF της καλλιέργειας στην περιοχή και ανέδειξαν σημεία της μεθοδολογικής προσέγγισης που συνυπολογίστηκαν κατά το σχεδιασμό του κύριου πειράματος. Τα επόμενα τρία συνεχόμενα έτη, από το 2019 έως και το 2021, σε αντιπροσωπευτικό ελαιώνα της περιοχής εφαρμόστηκαν τρεις διαφορετικές πρακτικές άρδευσης, σε επίπεδο εφαρμοζόμενης ποσότητας νερού, και αναλύθηκε το αντίστοιχο WF των καλλιεργειών. Εφαρμοστηκαν η ξηρική καλλιέργεια, η συμβατική άρδευση (με βάση την εμπειρία του παραγωγού) και η ορθολογική άρδευση με βάση τη συμβουλή που παρείχε το σύστημα DSS που λειτουργεί στην πεδιάδα της Άρτας, το IRMA_SYS. Για τη συσχέτιση με την απόδοση της καλλιέργειας έγινε παρακολούθηση παραμέτρων που αφορούσαν την ανάπτυξη του δένδρου, τη φυσιολογική του κατάσταση (μέσω του προσδιορισμού της συγκέντρωσης δεικτών καταπόνησης) και την ποιότητα των καρπών. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν τη μεγαλύτερη ευαισθησία της ξηρικής καλλιέργειας στην καταπόνηση που συνδέεται με το κλίμα γεγονός που μεγενθύνει το περιβαλλοντικό της αποτύπωμα. Προτείνεται η περαιτέρω διερεύνηση της δυνατότητας να μειώσουν οι ξηρικές καλλιέργειες την εξάρτησή τους από τον ανασφαλή παράγοντα κλίμα μέσω της βελτίωσης της αξιοποίησης βρόχινου νερού, καθώς και της μείωσης του WFgrey των ξηρικών καλλιεργειών μέσω της εφαρμογής ορθολογικής ή βιολογικής λίπανσης ή της τμηματικής εφαρμογής της εφόσον υπάρχει πρόσβαση σε νερό. Το μικρότερο WF σημείωσε η μεταχείριση όπου η άρδευση βασίστηκε στις συμβουλές από το DSS. Η μεταχείριση αυτή έδειξε καλή επίδοση από πλευράς ανάπτυξης και ποιότητας παραγωγής, σημείωσε όμως οριακά μικρότερη ποσότητα παραγωγής σε σχέση με τη μεταχείριση που αρδεύτηκε με βάση την εμπειρία του παραγωγού. Η κατά 5% όμως μικρότερη παραγωγή της μεταχείρισης DSS, αντισταθμίζει την κατά 77% περισσότερη εφαρμοζόμενη ποσότητα αρδευτικού νερού που εφαρμόστηκε στη μεταχείριση συμβατικής άρδευσης. Η ανάλυση του WF και τα συνολικά ευρήματα της συγκεκριμένης ενότητας εργασίας επιβεβαίωσε την συμβατότητα των DSS συστημάτων άρδευσης με τις φιλοπεριβαλλοντικές πρακτικές δίνοντας παράλληλα και προτάσεις για τη βελτίωση των δυνατοτήτων των πρακτικών εξοικονόμησης νερού.Στο τρίτο κεφάλαιο διερευνήθηκε η αξιολόγηση της γενικότερης επίδρασης των τριών πρακτικών άρδευσης στο περιβάλλον. Καταλληλότερο εργαλείο για την αξιολόγηση αυτή αποτελεί η LCA. Έτσι πραγματοποιήθηκε μια LCA των συστημάτων ελαιοκαλλιέργειας στην πεδιάδα της Άρτας συγκρίνοντας τρεις διαφορετικές αρδευτικές πρακτικές: την ξηρική, τη συμβατική άρδευση με βάση την εμπειρία του παραγωγού, και την άρδευση με βάση τη συμβουλή άρδευσης που παρέχει το DSS που λειτουργεί στην περιοχή. Δεκαοκτώ επιπτώσεις ενδιάμεσου σημείου (κλιματική αλλαγή, έλλειψη νερού, οξίνιση, ευτροφισμός υδάτων κτλ.), δυο κατηγορίες επιπτώσεων τελικού σημείου (ζημιά στην ανθρώπινη υγεία και στην ποιότητα του οικοσυστήματος) και ένα ενιαίο αποτέλεσμα (οι συνολικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις) υπολογίστηκαν με τη μέθοδο εκτίμησης επιπτώσεων κύκλου ζωής IMPACT World+ χρησιμοποιώντας το λογισμικό OpenLCA v1.10.3. Η LCA πραγματοποιήθηκε για δυο λειτουργικές μονάδες, την ποσότητα του παραγόμενου προϊόντος (1 τόνος) και την καλλιεργούμενη έκταση (1 ha) ώστε να διερευνηθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε επίπεδο παραγωγής και σε επίπεδο καλλιέργειας. Τα όρια του συστήματος καθορίστηκαν εντός των ορίων του ελαιώνα, «από τη γέννηση μέχρι την πύλη» (from cradle-to-farm gate). Με βάση τα αποτελέσματα της LCA για λειτουργική μονάδα τον 1 τόνο παραγόμενου προϊόντος οι αρδευόμενες μεταχειρίσεις είχαν τις χαμηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, καθώς είχαν υψηλότερη παραγωγή σε σύγκριση με την ξηρική. Σε επίπεδο όμως καλλιεργήσιμης έκτασης, με λειτουργική μονάδα το 1 ha, οι αρδευόμενες μεταχειρίσεις επέδειξαν τις υψηλότερες επιπτώσεις. Η ορθολογική άρδευση με τη βοήθεια του DSS μείωσε τη χρήση νερού και ενέργειας κατά 42,1% σε σύγκριση με τη συμβατική άρδευση. Αυτό μεταφράστηκε σε μια μείωση των συνολικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων της τάξης του 5,3% για κάθε τόνο παραγόμενου προϊόντος και 10,4% για κάθε εκτάριο καλλιεργήσιμης έκτασης. Η ανάλυση ευαισθησίας που πραγματοποιήθηκε έδειξε ότι τα οφέλη θα μπορούσαν να αυξηθούν μέχρι και 18% για κάθε τόνο παραγόμενου προϊόντος και 22,6% για κάθε εκτάριο καλλιεργήσιμης γης. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας ενισχύουν την επιλογή των DSS ως υποσχόμενα εργαλεία για την υποστήριξη της βιώσιμης εντατικοποίησης των καλλιεργητικών συστημάτων. Στο τέταρτο κεφάλαιο αξιολογήθηκε η επίδραση της εφαρμογής εναλλακτικών πηγών νερού για άρδευση στα υδατικά αποθέματα και στην ποιότητα των υδάτινων αποδεκτών. Για την αξιολόγηση αυτή αξιοποιήθηκε το WF. Επιλέχθηκε να εξεταστεί η εφαρμογή επεξεργασμένων αστικών αποβλήτων σε δενδρύλλια Κονσερβολιάς. Αρχικά αξιολογήθηκαν οι επιδράσεις των επεξεργασμένων αστικών αποβλήτων στην ανάπτυξη με παρακολούθηση σχετικών παραμέτρων αύξησης του φυτού και της βιομάζας του και τη φυσιολογική κατάσταση των φυτών με παρακολούθηση της συγκέντρωσης φωτοσυνθετικών χρωστικών και δεικτών καταπόνησης. Συγκρίθηκε η επίδοσή τους στις παραμέτρους αυτές με την αντίστοιχη των φυτών που αρδεύτηκαν με «καθαρό» νερό (νερό δικτύου) και των φυτών των οποίων το εδαφικό υπόστρωμα εμπλουτίστηκε με ζεόλιθο. Σε κάθε μεταχείριση προσδιορίστηκε και η συγκέντρωση των μακρό- και μικρό-θρεπτικών στο εδαφικό υπόστρωμα αλλά και στα μέρη των φυτών (φύλλα και ρίζες). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η άρδευση των δενδρυλλίων με επεξεργασμένα αστικά απόβλητα δεν επέφερε επιβλαβείς επιπτώσεις στην ανάπτυξη και τη φυσιολογική κατάσταση των φυτών. Στις περισσότερες παραμέτρους ανάπτυξης τα φυτά που αρδεύτηκαν με επεξεργασμένα απόβλητα έδειξαν εφάμιλλη και, σε μερικές περιπτώσεις, καλύτερη επίδοση σε σύγκριση με τα φυτά που αρδεύτηκαν με καθαρό νερό. Κατά την αξιολόγηση της περιβαλλοντικής επίδρασης της πρακτικής αυτής, το WF υπολογίστηκε με μια νέα προσέγγιση, η οποία εισάγει στον υπολογισμό το διαχωρισμό της πηγής προέλευσης του νερού. Η ανάλυση του WF έδειξε ότι η εφαρμογή των εναλλακτικών πηγών άρδευσης αποτελεί σημαντικό μέτρο εξοικονόμησης επιφανειακών πόρων νερού, καθώς μπορούν να αντικαταστήσουν το 90% της εφαρμοζόμενης ποσότητας καθαρού νερού. Παράλληλα υπολογίστηκε το WF σε δενδρύλλια ελιάς που αναπτύσσονται σε τοπικά φυτώρια, όπου εφαρμόζεται η συνήθης αρδευτική πρακτική της περιοχής, για να δοθεί μια πραγματική τάξη μεγέθους της συνεισφοράς των εναλλακτικών πηγών άρδευσης στην εξοικονόμηση και προστασία των υδάτινων πόρων της περιοχής. Το συμπέρασμα που προέκυψε από τη συγκεκριμένη ενότητα εργασίας ήταν ότι τα επεξεργασμένα αστικά απόβλητα για την άρδευση δενδρυλλίων Κονσερβολιάς, τουλάχιστον για μικρή περίοδο της ανάπτυξής τους, μπορεί με ασφάλεια να αντικαταστήσει τους επιφανειακούς υδάτινους πόρους συνεισφέροντας στη διασφάλιση της ποσότητας αλλά και της ποιότητάς τους.Συνδυάζοντας τα επιμέρους ευρήματα στο πέμπτο κεφάλαιο δίνονται τα συνολικά συμπεράσματα και οι μελλοντικές προοπτικές της παρούσας εργασίας. Γενικά υπογραμμίζεται η σημαντική συμβολή των πρακτικών εξοικονόμησης νερού στην προστασία των υδάτινων πόρων και του περιβάλλοντος, αλλά και στη διασφάλιση της ποιοτικής και ποσοτικής απόδοσης της καλλιέργειας όπως προκύπτει από τα ευρήματα της παρούσας εργασίας. Η αποτύπωση των επιπτώσεων στα υδατικά αποθέματα ή και γενικότερα στο περιβάλλον των διάφορων πρακτικών εξοικονόμησης επιφανειακών υδάτων που αξιολογήθηκαν στην παρούσα εργασία, ανέδειξε ζητήματα η ανάλυση των οποίων συμβάλλει στη βελτίωση του σχεδιασμού στρατηγικών ορθολογικής διαχείρισης των υδάτων τουλάχιστον σε επίπεδο υδρολογικής λεκάνης. Έτσι, η επισήμανση της πιθανότητας χαμηλής περιβαλλοντικής απόδοσης των ξηρικών καλλιεργειών λόγω της άμεσης εξάρτησής τους από τις κλιματολογικές συνθήκες, όπως προέκυψε και από την ανάλυση WF αλλά και από την LCA, έδωσε μια πιο ξεκάθαρη εικόνα για τη διαχείριση μιας πρακτικής άρδευσης που γενικά αναμένεται να έχει χαμηλό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Και οι δυο μεθοδολογίες (WF και LCA) εντόπισαν στην ξηρική καλλιέργεια, ως αιτία του υψηλού περιβαλλοντικού της αποτυπώματος, τη χαμηλή τελική παραγωγή, η οποία αυξάνει και το μέγεθος των επιπτώσεων των εφαρμοζόμενων καλλιεργητικών πρακτικών και ιδιαίτερα της λίπανσης. Στο πλαίσιο αυτό προτάθηκε η διερεύνηση της δυνατότητας «εμπλουτισμού» της άρδευσης κατά τα κρίσιμα στάδια της καλλιέργειας μέσω της συλλογής βρόχινου νερού για τη διασφάλιση της τελικής παραγωγής αλλά και την τμηματική εφαρμογή της λίπανσης. Ακόμα και αν αυτό μετατρέπει την ξηρική καλλιέργεια σε ορθολογικά αρδευόμενη αξίζει να διερευνηθεί περαιτέρω το περιβαλλοντικό κέρδος μιας τέτοιας πρακτικής. Η τελευταία παρατήρηση ενδυναμώνει το κοινό εύρημα των δύο μεθοδολογιών, ότι η ορθολογική άρδευση που βασίζεται στη συμβουλή που παρέχει ένα σύστημα υποστήριξης αποφάσεων άρδευσης είναι η πρακτική που «αφήνει» το χαμηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα, επιβεβαιώνοντας το ρόλο της στην προστασία των υδάτινων πόρων και γενικότερα του περιβάλλοντος. Επιπλέον η θετική συσχέτιση με την απόδοση των φυτών είτε αναφερόμαστε στην ανάπτυξη και τη φυσιολογική κατάσταση του ελαιόδεντρου είτε στην τελική παραγωγή και την ποιότητα των καρπών του ενισχύει την αποτελεσματικότητα της συγκεκριμένης αρδευτικής πρακτικής. Η αξιολόγηση της εφαρμογής εναλλακτικών πηγών νερού για την άρδευση στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας διεύρυνε τις περιβαλλοντικές δυνατότητες της ορθολογικής άρδευσης. Η θετική επίδραση της εφαρμογής των επεξεργασμένων αστικών αποβλήτων στην ανάπτυξη και τη φυσιολογική κατάσταση νεαρών δενδρυλλίων ελιάς παρείχε την επιβεβαίωση της δυνατότητας αξιοποίησης τους για τη μερική ή ολική αντικατάσταση των επιφανειακών υδάτων ως μια ασφαλής εναλλακτική πηγή άρδευσης. Στο πλαίσιο αυτό προτείνεται η διεύρυνση της αξιολόγησης και άλλων εναλλακτικών πηγών άρδευσης όπως τα επεξεργασμένα απόβλητα ελαιουργείων ή της εφαρμογής τους σε μεγαλύτερη κλίμακα. Η μεθοδολογική προσέγγιση της παρούσας εργασίας, που αξιοποίησε δυο διαφορετικές μεθοδολογίες αποτίμησης των επιπτώσεων μιας διεργασίας στους υδάτινους πόρους και αποδέκτες (WF) και στο περιβάλλον γενικότερα (LCA) παρείχε μια ολοκληρωμένη εικόνα και έδωσε τη δυνατότητα λεπτομερούς εντοπισμού των “hotspots” των διαφορετικών πρακτικών άρδευσης της ελαιοκαλλιέργειας της περιοχής. Η περαιτέρω διερεύνηση της προοπτικής της συνδυαστικής εφαρμογής των δύο μεθοδολογιών αναμένεται να προσφέρει περισσότερο ακριβή αποτύπωση της συσχέτισης των διεργασιών με το περιβάλλον και τους φυσικούς πόρους, παρέχοντας περισσότερη πληροφορία για το σχεδιασμό φιλοπεριβαλλοντικών πρακτικών παραγωγής. Τα ευρήματα της παρούσας εργασίας εμπλουτίζουν τις βάσεις WF και LCA δεδομένων για τη συγκεκριμένη καλλιέργεια και μπορούν να αξιοποιηθούν περαιτέρω στο πεδίο του σχεδιασμού σχετικών στρατηγικών διαχείρισης των υδατικών πόρων.