Det integrerade systemet med naturbaserade lösningar för att minska riskerna för översvämningar och torka i Serchios avrinningsområde (Italien)

Serchios avrinningsområde definieras som ett avrinningsområde av nationellt intresse enligt italiensk lag. Den nedre delen av floden Serchio omfattar Massaciuccolis delavrinningsområde. Avrinningsområdet ingår i den regionala naturparken Migliarino, San Rossore, Massaciuccoli och omfattar områden av naturalistiskt intresse och med värdefull biologisk mångfald av internationell och nationell betydelse (en del av Natura 2000-nätverket som särskilt skyddat område och område av gemenskapsintresse samt RAMSAR-området). Sedan början av 1900-talet har territoriet kännetecknats av en stark process av jordbruksutveckling och urbanisering som ledde till djup omvandling av territoriet. En unik kombination av utmaningar som Massaciuccolisjöns delavrinningsområde står inför inkluderar:

• Extrem torka och vattenbrist, särskilt från maj till september.
• Hydraulisk risk i samband med översvämningar från floden Serchio och översvämningar från sjön.
• Vattenföroreningar.
• Erosiva processer, förlust av jord;
• Naturlig och mansinducerad sättningar;
• Försämring av ekosystemens och den biologiska mångfaldens kvalitet.

Vissa av dessa utmaningar förvärras av klimatförändringarna, vilket kräver en anpassning av lokalsamhället, särskilt när det gäller jordbrukssektorn.

Klimatförändringsprognoser i Italien tyder på temperaturökning, förändringar i nederbördsmönstren med stor rumslig variation, ökad frekvens och varaktighet av extrema väderhändelser. Medelhavet är erkänt som en hotspot för torka, med ökande värden (miljöbyrånsindikatorbedömning av torka)både för torkans frekvens, upp till 1,3 händelser per årtionde under perioden 1950–2015, och torkans allvarlighetsgrad. Prognoser tyder på en ytterligare ökning av meteorologisk torka, upp till +0,7 händelser per årtionde under perioden 2040–2070 jämfört med perioden 1980–2015, mest uttalad för scenariot med höga utsläpp (RCP8,5) och något lägre för det måttliga scenariot (RCP4.5). Förekomsten och frekvensen av flodöversvämningar, som utlöses av intensiva lokala nederbördshändelser, beräknas också öka fram till 2070 (Europeiskamiljöbyråns indikatorbedömning av flodöversvämningar).

Handlingsstrategier som genomförs i området kring Massaciuccolisjön kommer från projektet ”Phusicos– Enligt naturen”,som finansieras genom EU:s Horisont 2020-program. Syftet var att visa hur naturbaserade lösningar är lämpliga, ekonomiskt och miljömässigt hållbara och kan minska risken för extrema väderhändelser (särskilt översvämningar och torka) i landsbygdslandskap, för att öka motståndskraften och kontrastera klimatförändringarnas effekter. NbS som genomfördes under projektet, och som identifierades genom deltagande, kan bidra till att minska den hydrogeologiska risken och förbättra det känsliga miljösystemet i området kring Massaciuccolisjön. NbS som genomförs genom Phusicos-projektet ingår i en bredare allmän interventionsplan för Serchios avrinningsområde med det övergripande målet att minska den hydrogeologiska risken i området och återställa ekosystemens funktion.

Ett ytterligare mål med de lösningar som genomfördes i detta fall var att testa tillämpningen av Living Labs-strategin i landskaps- och miljörelaterade frågor och att undersöka hur den skulle kunna användas vid gemensam planering av naturbaserade tjänster för att kontrastera utmaningarna till följd av klimatförändringarna i Serchios avrinningsområde. Ett Living Lab är ett fysiskt område och interaktionsutrymme, där intressenter bildar ett nätverk som inkluderar företag, offentliga myndigheter, universitet, generiska användare (som medborgare) och andra aktörer med syfte att samarbeta för att skapa, validera och testa ny teknik, tjänster, produkter och system i verkliga sammanhang. Ett sådant intensivt samarbete mellan olika offentliga och privata aktörer, liksom medborgare, för att gemensamt utforma och genomföra lösningar erkänns som ett effektivt verktyg inom miljöstyrning och kan vara avgörande för ett framgångsrikt genomförande av NbS. De lokala intressenternas och lokalsamhällets deltagande i den gemensamma utformningen av den nationella strategin för biologisk mångfald syftade också till att underlätta acceptansen och genomförandet av sådana innovativa och hållbara lösningar samt till att stärka känslan av gemenskap, tillhörighet och skydd av territoriet.

Det slutliga målet med projektet var att uppnå flera miljöförbättringar i Serchios avrinningsområde genom att öka territoriets övergripande motståndskraft mot flera påfrestningar, främja biologisk mångfald och användbarhet i naturområden samt möjliggöra replikering av NbS som "bästa praxis" i andra områden genom att ge gårdarna nya möjligheter till tillväxt, utveckling och vitalisering efter covid-19-fasen.

Den breda interventionsplanen för Serchios avrinningsområde och Massaciuccoli-sjön omfattar följande interventioner:

1. En fytoutsöndringsanläggning på 45 ha, under uppbyggnad. Växtutsöndringssystemet ligger sydöst om Massaciuccolisjön och har redan delvis byggts och aktiverats för en yta på 15 hektar. Den återstående delen är under uppbyggnad och kommer att vara klar 2021. Det beräknas att behandla cirka 135 000 mc / dag av vatten.
2. Buffertremsor längs två huvudområden i det sekundära kanalnätet. Buffertremsor är bevuxna områden som består av band av fleråriga örtartade arter och/eller träd- och buskarter placerade i utkanten av odlade fält. De har fördelen att de är reversibla, hållbara över tid och synergistiska med andra åtgärder. Buffertremsor begränsar markerosionen, fäller sediment och förbättrar filtreringen av potentiella näringsämnen eller föroreningar som strömmar in i vattenförekomster och bidrar till att förbättra vattenkvaliteten och den ekologiska statusen i sjöar och omgivande områden. En därav följande ökning av territoriets övergripande motståndskraft mot flera påfrestningar förväntas.
3. Bevarande jordbruk kännetecknas av en betydande minskning av jordbearbetningens intensitet och av användning av täckgrödor, t.ex. växter (”Loliummultiflorum Lam”)som förs in mellan olika grödor, endast för ekologiska och agronomiska ändamål eller för sådd. Konservativt jordbruk testas, på en total yta på cirka 60 hektar, på två gårdar (Azienda Agricola La Costanza, Azienda Agricola Bonifica della Casa Rossa) som är involverade i demonstrationsfallet Serchio i Phusicos-projektet.
4. Sedimenteringsbassäng, under uppbyggnad. Avrinningsområdet har planerats för att ytterligare minska transporten av jord och näringsämnen. Det är ett vattenhållningsbassäng som kommer att byggas vid utflödet av delavrinningen, strax före pumpstationen som höjer dräneringsvattnet för att leverera dem till Massaciuccoli-sjön. Sedimenteringsbassängen, ca 4,0 ha bred, kan avsevärt minska partikelmaterialen med hjälp av sedimenteringsprocesserna. Dessutom kan växterna som växer runt bassängen ta upp kväve och fosporösa minska näringsbelastningen till sjön. Sedimenteringsbassängen utgör verkligen ett bra exempel på en win-win-åtgärd: Förutom att bidra till att förbättra vattenresursens kvalitet utgör den också ett avrinningsområde som minskar effekterna av översvämningsflöden och fungerar som en reservoar under perioder av torka.
5. Den "mjuka förvaltningen av kanalerna" verkar på den effektiva delen av kanalerna; I synnerhet den ursprungliga trapetsformade sektionen förstoras genom förverkligandet av ett svämplan på en bank som håller vegetationen på bankerna och förhindrar erosiva processer. En skonsam hantering av kanaler är en hållbar och ekologisk praxis som syftar till att återskapa och / eller upprätthålla de naturliga förhållandena för vattenvägar, genom att återskapa morfologisk dynamik, miljödiversitet, hydrauliska och ekologiska funktioner i flodsystemet. Kanalernas vattenvegetation främjar den naturliga processen med utsöndring av vatten från föroreningar. Det övergripande syftet är att göra det möjligt för floden att expandera naturligt under en översvämningshändelse och samtidigt behålla vegetationen på bankerna för att öka vattenreningen och den biologiska mångfalden. Insatsen, som fortfarande befinner sig i planeringsstadiet (uppdatering 2021), har godkänts och finansierats.

Dedikerade Living Labs har etablerats med jordbrukare och lokala intressenter som tillhandahöll sin specifika kunskap och aktivt deltog i den gemensamma utformningen och genomförandet av NbS på en gemensam väg. Living Labs-processen följde tre huvudfaser: förstå, undersöka, planera och utforska; ii) kreativ gemensam utformning och förfining, iii) utvärdering och testning.

NbS effektivitet bedöms genom ett tvärvetenskapligt övervakningsprogram, inklusive markprovtagning och analys, mätning av nederbörd och temperaturtrend, hydrogeologisk och geokemisk karakterisering av mark och vatten, kvalitativ-kvantitativ övervakning av fast transport och grödproduktivitet.

Sedan februari 2019 har det arbete som utförts i Serchios avrinningsområde genomförts genom en deltagandebaserad strategi som aktivt involverar ett brett spektrum av intressenter i levande laboratorier, tekniska diskussionstabeller och beslutsprocesser. Deltagandeprocessen omfattade intressenter från privata grupper och offentliga myndigheter, såsom konsortiet för markåtervinning Toscana Nord, den regionala naturparken Migliarino San Rossore Massaciuccoli, kommunerna Vecchiano , Pisa, Viareggio och Massarosa, branschorganisationer, miljöorganisationer, jordbrukare och medborgare.

Alla berörda parter deltog i alla faser av Living Lab-processen, från fastställandet av mål och syften till lösningarna, inklusive deras utformning och genomförande. Jordbrukarna hade en nyckelroll i projektet genom att ställa sin jordbruksmark till förfogande för NbS och dela med sig av sin specifika expertis. De har omformat kanalerna och sått typiska inhemska arter för att fungera som buffertar mot avrinning av näringsämnen och kemikalier (gödselmedel, bekämpningsmedel) som används under jordbruksmetoder. De bidrog också till skapandet av sedimenteringsbassängen genom en blandning av Phragmites australis och Thypha latifolia vattenväxter för att fälla sediment och stoppa dess flöde i bassängen.

Myndigheten för norra Apenninernas avrinningsdistrikt samordnade och medfinansierade arbetena och säkerställde samstämmighet och synergier med andra verksamheter och markplaner, såsom planen för landsbygdsutveckling, förvaltningsplanen för avrinningsdistrikt i enlighet med EU:s ramdirektiv för vatten och planen för hantering av översvämningsrisker i enlighet med EU:s översvämningsdirektiv.

Framgångsfaktorerna för denna fallstudie bygger huvudsakligen på det integrerade tillvägagångssätt som används för att rikta in sig på de många utmaningar som Serchios avrinningsområde står inför. Effekterna av klimatförändringarna (särskilt torka och översvämningar) har betraktats som en del av en bred interventionsplan för att hantera icke-klimatpåverkan som eutrofiering, vattenförorening, markerosion och förlust av biologisk mångfald i ett område med internationellt erkänt högt ekologiskt värde.

Andra framgångsfaktorer är kopplade till den ekosystemansats som används i denna interventionsplan, som valde flera samverkande naturbaserade lösningar, eftersom inga beklagande, hållbara och effektiva åtgärder med stor potential att förbättra ekosystemets motståndskraft.

Living Lab-metoden bidrog också till framgången för de planerade lösningarna. Ett fullständigt deltagande av berörda parter, särskilt jordbrukare, bidrog till att skräddarsy lösningar för det lokala sammanhanget, stimulera nya idéer och skapa ytterligare möjligheter till lärande.

Genomförandet av ett detaljerat och tvärvetenskapligt övervakningsprogram, som med hjälp av vetenskapliga data kan visa effektiviteten hos det genomförda NbS, kan främja överförbarheten av god praxis till andra områden som står inför liknande utmaningar.

De faktorer som har bromsat genomförandet av de identifierade åtgärderna är främst byråkratiska och administrativa. För närvarande betraktar den italienska lagstiftningen NbS som naturalistiska ingenjörsarbeten, som kräver en lång godkännandeprocess. Dessutom behövdes många möten genom Living Labs-sessioner, vilket krävde tid för att stärka relationerna med vissa intressenter och med branschorganisationer för att illustrera och förklara projektet, NbS och deras applikationer.

Genomförandet av NbS i Serchios avrinningsområde förväntas bromsa processen för utsläpp av föroreningar från jordbruksmarken till sjön, förbättra den ekologiska statusen för sjöekosystemen och de omgivande områdena, främja återkomsten av djurarter och öka den biologiska mångfalden. Genomförandet av dessa åtgärder kommer också att bidra till att begränsa markerosionen och minska de fasta transporterna genom kanalerna. Sammantaget kommer dessa åtgärder att öka områdets övergripande hydrauliska motståndskraft mot översvämningar och vattenbrist.

Socioekonomiska fördelar förväntas också från genomförandet av interventionsplanen:

• Skapa nya turism- och rekreationsmöjligheter, särskilt för lokala föreningar (fågelskådning, kajakpaddling osv.)
• Förbättra medborgarnas välbefinnande
• Främja lokal grön ekonomi baserad på hållbara jordbruksmetoder
• Ökat samarbete, entusiasm och känsla av ”ägarskap” bland berörda parter (jordbrukare), vilket leder till ökad acceptans och ett smidigt genomförande av åtgärderna.
• Öka medvetenheten om klimatrelaterade risker bland intressenterna.

Slutligen förväntas fördelarna med begränsning av klimatförändringarna, på grund av den ökade utvidgningen av bevuxna områden, med ökad koldioxidbindningspotential.

NbS i sjödistriktet finansieras delvis med EU-medel (1 425 000,00 euro) genom EU-projektet ”Phusicos – Enligt naturen”. Andra finansieringskällor är regionen Toscana (för fytoutsöndringsprojektet och andra NbS genom PIT-Pianura Pisana-projektet) och det nationella miljöministeriet (numera kallat ministeriet för ekologisk omställning) för förbättring av hydraulnätet.

De flesta insatser som genomförs i fallstudieområdet ingår i förvaltningsplanen för avrinningsdistriktet och planen för hantering av översvämningsrisker i avrinningsdistriktet Norra Apenninerna, vilket innebär att EU:s rambestämmelser för vatten och översvämningsdirektiv genomförs.

Merparten av de icke-bindande systemen genomförs inom ramen för PHUSICOS-projektet, som inleddes 2018 och kommer att avslutas 2023.

De lösningar som genomförs inom fallstudieområdet förväntas ha en lång livslängd (vanligtvis mer än 15 år för denna typ av insatser), särskilt om de övervakas och underhålls på rätt sätt. Ett övervakningsprojekt pågår för att bedöma de genomförda lösningarnas effektivitet och ändamålsenlighet.

Northern Apennines River Basin District Authority

Massimo Lucchesi, General Secretary and had of the Authority
E-mail: segretario@appenninosettentrionale.it

Nicola Del Seppia, Special Projects Office manager
E-mail: n.delseppia@appenninosettentrionale.it

Nicola Coscini
E-mail: n.coscini@appenninosettentrionale.it

Europeiska miljöbyrån, (2021). Naturbaserade lösningar i Europa: Policy, kunskap och praxis för anpassning till klimatförändringar och katastrofriskreducering. Europeiska miljöbyråns rapport 1/2021.