Ecologia e urbanistica, sistemi per governare sistemi complessi socio-ecologici STRANE STORIE - ODD STORIES

Luca Marescotti 2 / 68
Keywords

CAMPI DI FORZA SPAZIO-TEMPORALI
MENTI COLLETTIVE E SISTEMI
COMPLESSI DI GOVERNO!

From Collective Conscious to Collective Mind
Collective conscious or collective conscience (French: conscience
collective) is the set of shared beliefs, ideas and moral attitudes which
operate as a unifying force within society.
The term was introduced by the French sociologist Émile Durkheim in his
Division of Labour in Society in 1893.
[wikipedia]

Collective intelligence is shared or group intelligence that emerges from
the collaboration, collective efforts, and competition of many individuals
and appears in consensus decision making.
The term appears in sociobiology, political science and in context of mass peer
review and crowdsourcing applications. It may involve consensus, social capital
and formalisms such as voting systems, social media and other means of
quantifying mass activity.
Collective IQ is a measure of collective intelligence, although it is often
used interchangeably with the term collective intelligence. Collective
intelligence has also been attributed to bacteria and animals.
[wikipedia]

Fig. 3 A collaboration across a global system of cities and rural areas must
operate within a framework of actors at multiple scales
[“Planetary Stewardship in an Urbanizing World: Beyond City Limits” 2012]

Enseignant qui ouvre les ailes des enfants et les
fait voler pour leur enseigner la liberté, mais pas
une liberté gratuite ou indifférente, ni pire
encore, le rejet des règles qui permettent de
penser et de faire.
… like a flock of starlings ...

ALLARME!
WARNING!

UN PIANETA DINAMICO
dicevamo: IL CONTESTO

Permiano. Ultimo periodo dell'era paleozoica
300÷250 milioni di anni fa.

Terre Piattaforme carbonatica marina Piattaforma marina Oceano profondo Sconosciuto (coperto dal ghiaccio)
bassa profondità
Cretacico o Cretaceo. Ultimo periodo dell'era mesozoica
135÷65 milioni di anni fa.

Olocene, ultimo periodo dell'era neozoica (10.000 anni)
[era neozoica da 1,8 milioni di anni fa a oggi]

UN PIANETA FIN TROPPO DINAMICO
E, COME NON BASTASSE, ABBIAMO ANCHE FINITO LE RISORSE!!!
dicevamo: IL CONTESTO

il messaggio di Ecological Footprint Network

E ora che si fa?
MISURARE LA TERRA!
MISURARE GLI IMPATTI UMANI!

GRANDEZZA
<grandezza> può essere progressivamente specificato come mostrato
nel prospetto che segue. Nella colonna di sinistra sono elencati alcuni
concetti che specificano il più generale concetto di grandezza, i quali
costituiscono altrettanti concetti generali per le singole grandezze
elencate sulla destra.

GRANDEZZA DI BASE E SISTEMA DI GRANDEZZE
<grandezza> appartenente a un sottoinsieme convenzionalmente selezionato
di un sistema di grandezze, nel quale nessuna delle grandezze del
sottoinsieme può essere espressa come combinazione delle altre.
<insieme di grandezze> associato a un insieme di equazioni non
contraddittorie tra le grandezze medesime
NOTA Generalmente le grandezze ordinali, come la durezza Rockwell scala C, non sono considerate
appartenenti a un sistema di grandezze, in quanto risultano correlate ad altre grandezze unicamente
mediante relazioni empiriche.
Nota lm:
Scala Mercalli (Italia: effetti visibili sulle costruzioni),
Scala Richter (USA: quantità di energia liberata misurata da un sismografo -ampiezza delle
oscillazioni- ubicato a 100 km dall'epicentro).

GRANDEZZA DERIVATA
<grandezza>, in un sistema di grandezze, definita come combinazione
delle grandezze di base di tale sistema
ESEMPIO In un sistema di grandezze, avente come grandezze di base
lunghezza e massa, la massa volumica è una grandezza derivata, definita come
il rapporto tra massa e volume (lunghezza alla terza potenza).
<unità di misura di una grandezza derivata>
ESEMPI Il metro al secondo, simbolo m/s, e il centimetro al secondo, simbolo
cm/s, sono unità derivate della velocità nel SI. Il kilometro all'ora, simbolo km/h, è
una unità di misura della velocità al di fuori del SI, ma accettata. Il nodo,
corrispondente a un miglio nautico all'ora, è una unità di misura della velocità al
di fuori del SI.

CAMPI DI FORZE CHE AGISCONO NELLO SPAZIO-TEMPO
GLI UMANI TRASFORMANO IL
PICCOLO PIANETA,
MA QUANTO?

CAMPI DI FORZE CHE AGISCONO NELLO SPAZIO-TEMPO
COME LE FORZE DEL COSMO IN CUI
SIAMO IMMERSI?
NON POSSO CREDERLO!
I can't believe it!

MAI COME ORA DISPONIAMO DI CONOSCENZA,
MAI COME ORA POSSIAMO COMPRENDERE IL SENSO DI ESSERE AL
CENTRO … ma ...
non dell'universo, bensì dei cambiamenti di questo piccolo pianeta, la Terra,
così piccola, così unica
DICEVAMO: IL CONTESTO E LE NOSTRE CONOSCENZE

Popolazione e capacità di carico di una regione
http://www.sustainabilitylabs.org/files/images/Sust.%20Diagram%202.preview.jpg

Popolazione e capacità di carico di una regione
Disease
Parasites
Accidents
Fire
Floods
Storms
StarvationHunting
Predation
Habitat Loss
Drought
Pollution
Shade
Fattori limitanti: qualsiasi fattore che può incidere sulla demografia di una
determinata specie
●
Defined as a sustainable population level for a species within an environment
●
Influenced by abiotic (non-living) and biotic (living) factors
●
Connecting resource use & availability with population
http://www.sustainabilitylabs.org/files/images/Sust.%20Diagram%202.preview.jpg

CAPACITÀ DI CARICO, RIFIUTI E SCARTI, RISORSE NATURALI
CARRING CAPACITY, WASTE, NATURAL RESOURCES

“As man has come to
appreciate that earth is a
closed ecological
system, casual method
that once appeared
satisfactory for disposal
of wastes no longer
seem acceptable.”
Abel Wolman 1965, p.179.
Metabolismo urbano:
la definizione (1965) e l'applicazione a Bruxelles

Metabolismo urbano:
la definizione (1965) e l'applicazione a Bruxelles

RIDURRE RIFIUTI E SCARTI
PRODURRE MATERIE PRIME SECONDARIE

The circular economy moves from theory to
practice: LONDON
LWARB brings together London’s waste stakeholders and a range of
partners to transform the management of waste in the capital.
Our objectives, are:
the production of less waste;
an increase in the proportion of waste that is re-used or recycled;
the use of methods of collection, treatment and disposal of waste that
are more beneficial to the environment in London.
http://www.lwarb.gov.uk/what-we-do/

Impronta ecologica!
TIPS AND TRICKS - SUGGERIMENTI E TRUCCHI
Misurare, dunque, con giudizio ...
Measure, therefore, judiciously ...

la capacità di carico nell'impronta
ecologica
TIPS AND TRICKS - SUGGERIMENTI E TRUCCHI

La capacità di carico e le regioni bioproduttive della Terra
Global carrying capacity and bioproductive Areas
milioni
km2
% su
totale
supTerra
OCEANI, MARI, LAGHI e FIUMI 361 70,78%
TERRE EMERSE 149 29,22%
totale 510
REGIONI BIOPRODUTTIVE
(che cosa sono?)
111 21,76%
di cui SUL TOTALE
pesca in ambiente marino e in acque interne 23 6,37%
colture agro-silvo-pastorale in terre emerse 88 59,06%
foreste 35 39,77%
pascoli 36 40,91%
aree arabili 15 17,05%

Globally we identify 11.2 billion hectares of distinct bioproductive areas—cropland, forest,
pasture, fisheries, and built-up land—that provide economically useful concentrations of
renewable resources.
These 11.2 billion hectares cover a little under one quarter of the planet and include 2.3 billion
hectares of marine and inland fisheries and 8.8 billion hectares of land. The land area is
comprised of 1.5 billion hectares of cropland, 3.5 billion hectares of grazing land, 3.6 billion
hectares of forest, and an additional 0.2 billion hectares of built-up land assumed to occupy
potential cropland (EEA, 2000; FAO, 2000; SEI, 1998; WRI, 2000).
These areas concentrate the bulk of the biosphere’s regenerative capacity. We have not yet been
able to estimate how much of the total usable annual biomass generation (NBP or Net
Biosphere Production) is concentrated on these 11.2 billion hectares, but would be surprised if
it were less than 80 to 90 percent. While the remaining areas of the planet are also biologically
active, such as the deep oceans or deserts, their renewable resources are not concentrated
enough to be a significant addition to the overall Biocapacity.
[Monfreda, C., Wackernagel, M., Deumling, D., 2004. “Establishing national natural capital accounts based on detailed ecological footprint
and biological capacity accounts.” Land Use Policy, 21 (2004) 231–246.]
La capacità di carico e le regioni bioproduttive della Terra
Global carrying capacity and bioproductive Areas

Quantity and Measurement, a common Unit: the Global Hectare
Ecological Footprint accounts express the use of built-up areas, and the consumption of
energy and renewable resources—crops, animal products, timber, and fish—in
standardized units of biologically productive area, termed global hectares (gha). Each
global hectare represents an equal amount of biological productivity.
One global hectare is equal to one hectare with a productivity equal to the average
productivity of the 11.2 billion bioproductive hectares on Earth. Here productivity does
not refer to a rate of biomass production, such as net primary production (NPP).
[Monfreda, C., Wackernagel, M., Deumling, D., 2004. “Establishing national natural capital accounts based on detailed ecological
footprint and biological capacity accounts.” Land Use Policy, 21 (2004) 231–246.]

IMPRONTA ECOLOGICA - criticism
The ecological footprint of the appropriated production is defined as follows (Ewing
etal.,2010) for each of the considered products:
EFp = (P/Yn) × YF × EQF
where
P is the amount of product produced (or carbon dioxide emitted);
YN is the national average yield for P (or the carbon uptake capacity);
YF is the yield factor between the local and world average productivity (it varies by
country); EQF is the equivalence factor used to correct the assessment of the area of a
specific land use type in to units of world average biological productive areas. This factor
will be discussed in detail below, for the moment it is enough to say that in practical terms
it has an egligible impact on the overall assessment.
[Mario Giampietro, AndreaSaltelli,“Footprints tonowhere”, Ecological Indicators 46 (2014) 610–621]

IMPRONTA ECOLOGICA
EFP is the resulting estimate of a virtual area of biosphere’s regenerative capacity,
measured in global hectares, which, according to the protocol, measures nature’s demand
of biocapacity – what would be needed to stabilize the production/consumption of the
considered products and the absorption of CO2.
For example, to find the ecological footprint of the appropriated production (EFP) of crops
at the national level we have to proceed as follows:
(1) P – physical flow of local production (e.g.,kg of crops per year);
(2) YN – local yield (the average yield of crops expressed in kg/ha);
(3) YF–the ratio between the yield of crops in a country (YN) and world average
yield of crops (YW). For example, Ewing etal. (2010) report a ratio of 2.2/1 for
Germany and 0.3/1 for Algeria;
(4) EQF correction factor (having the goal to correct this value by supposedly
making some sort of reference to ecological processes as discussed later on).
[Mario Giampietro, AndreaSaltelli,“Footprints tonowhere”, Ecological Indicators 46 (2014) 610–621]

IMPRONTA ECOLOGICA - The Common Unit: Global Hectare

Footprint (gha) = Area (ha) * Equivalence Factor (gha/ha)

IMPRONTA ECOLOGICA – Area and biocapacity
Footprint of Renewable Resources
Area (ha) = [Production + Imports – Exports (tons)] / Global yield (tons/ha)
Biocapacity, or the supply side of the equation, is the counterpart of the
Footprint, or the demand side. A nation’s total Biocapacity is the sum of its
bioproductive areas, also expressed in global hectares (gha). We transform
each bioproductive area into global hectares by multiplying its area by the
appropriate equivalence factor and the yield factor specific to that country:
Biocapacity (gha) = Area (ha) * Equivalence Factor (gha/ha) * Yield Factor (-)

IMPRONTA ECOLOGICA – Global biocapacity
The global biocapacity can also be expressed as follows:
Σ Pi * Ei = A
Where
P is the actual, physical hectares of bioproductive area of type i,
E is the equivalence factor for each area of type i,
A is global Biocapacity expressed in standardized hectares.
Ecological deficit (gha) = Footprint (gha) - Biocapacity (gha)
Bilancio ecologico = Domanda - Offerta

Tutto chiaro nell'impronta ecologica?
TRICKS – TRUCCHI?

EF and BC are tantamount to the concepts demand and supply in Economics. When
used together, they form the EF/BC accounts.
“EF/BC accounting” is frequently referred to only as “EF accounting”. However, we think
the use of “EF/BC accounting” is more appropriate as it considers the fact that the
accounting tool compares demand and supply - and not just demand (as suggested by
the term “EF accounting”).
When the EF is larger than the BC the renewable resource accounting results in a deficit.
A national ecological deficit can be compensated through trade with nations that process
ecological reserves or through liquidation of national ecological assets. In contrast, the
global ecological deficit cannot be compensated through trade, and is therefore equal to
overshoot.
[Florian Schaefer, Ute Luksch, Nancy Steinbach, Julio Cabeça, Jörg
Hanauer, “Ecological Footprint and Biocapacity. The world’s ability to
regenerate resources and absorb waste in a limited time period”]

“Overall, this means that the Ecological Footprint could at best be an indicator of
instantaneous non-sustainability at the worldwide level. EFs for countries should be used
as indicators of inequality in the exploitation of natural resources and interdependencies
between geographical areas. Moreover, even the worldwide ecological deficit
emphasized by the EF may not convey the message it is said to. Indeed, one can show
that the worldwide imbalance is mostly driven by CO2 emissions, expressed in hectares
of forest needed for storage. By definition, the worldwide demand placed on cropland,
built-up land and pasture cannot exceed world biocapacity.” (CMEPSP, 2009)
In conclusion, we agree with Goldfinger and co-authors about the key importance of
producing easily communicated scientific information; this is essential to make possible
an informed societal deliberation over sustainability issues. However, accounting
methods need to avoid the risk of simplifications typical of reductionism.
[Mario Giampietro, AndreaSaltelli,“Footprints to nowhere”, Ecological Indicators 46 (2014) 610–621]
[262 Letter to the Editor / Ecological Indicators 46 (2014) 260–263]

IMPRONTA ECOLOGICA - critiche
●
Misura le diseguaglianze sociali tra le nazioni, ma non misura il
bilancio tra domanda e offerta (avete capito il perché?)
●
Offre una buona comunicazione scientifica, ma semplifica la
complessità (riduttivismo).
….. ma potrebbe servire alla pianificazione?

IMPRONTA ECOLOGICA - critiche
E DAL NOSTRO PUNTO DI VISTA?
●
Il termine “Regioni bioproduttive / Bioproductive areas” pare essere non tanto una
rappresentazione del mondo reale, quanto una rappresentazione virtuale di
un'idea: comunica l'allarme, ma non è chiaro il livello di precisione con cui
rappresenta la realtà.
●
Il termine “Regione bioproduttiva / Bioproductive areas” è definito da Ecological
Footprint Network e usato da WWF, ma non trova riscontro in altri enti (è una
scienza normale?).
●
Usa un'unità di misura (ha), ma la trasforma in ettari globali (gha) attraverso
operazioni poco trasparenti (YF yield factor e EQF equivalence factor).
●
Grandezze e unità di misura non paiono corrispondere a criteri
ragionevoli della metrologia.
●
….. ma potrebbe servire alla pianificazione?

?
flussi informativi – information flows
infrastrutture di dati territoriali – spatial data
infrastructure
modellizzazione e pianificazione – modeling and
planning
?
Metabolismo urbano e impronta ecologica a Londra
The Use of Urban Metabolism and Ecoological Footprint in London Planning

Luca Marescotti 49 / 68Luca Marescotti 49 / 68
Quanto è grande l'impronta ecologica di Londra? Veramente? Un
interessante caso studio: le analisi ef per Londra
Diversi protocolli e diversi risultati confermano comunque una
situazione drammatica, che fa sospettare che l'insieme delle città
globali stia risucchiando tutte le regioni bioproduttive.
Questo non potrebbe essere uno sviluppo di quanto Malthus
intuiva e che nel suo tempo non poteva esprimere (1798)?
Herbert Girardet nel 1995: stima l'impronta ecologica di Londra 125
volte la sua superficie.
[Fonte: Girardet, Herbert. 1996. “Getting London in Shape”. London First.
Il documento è difficilmente rintracciabile, ma citato in: Girardet, Herbert, Miguel
Mendonca. 2009. A Renewable World: Energy, Ecology, Equality : A Report for the
World Future Council. Green Books.p.177, p.245].

MA IN POCO TEMPO CAMBIANO LE STIME
Environment Agency e GLA Greater London Administration: 293 volte
[Chartered Institution of Wastes Management Environmental Body; Best Foot
Forward Ltd. 2002. City Limits: A Resource Flow and Ecological Footprint Analysis of
Greater London. Oxford: Best Foot Forward Ltd.; Goode, David, and Ian Yarham.
2003. Green Capital. The Mayor’s State of the Environment Report for London.
Mayor of London. London: Greater London Authority, City Hall, The Queen’s Walk.].
Environment Agency con il modello messo a punto dallo Stockholm
Environment Center: 200 volte (*)
(Environment Agency. “Environment Agency - London’s Ecological Footprint -
Indicator Three.” ),
(*) Anche se già nel febbraio 2014 il documento era difficilmente rintracciabile e
pareva in corso la rimozione delle pagine connesse.

RAPPORTO UFFICIALE 2002
49 milioni di ettari globali (gha), cioè a 42 volte la sua biocapacità, oppure
293 volte la sua dimensione geografica (il doppio di quello disponibile nel
Regno Unito).
Londra è città turistica:
2,4 milioni gha,
TOTALE EF = 51,4 milioni di ettari globali (6,94 gha/ab).
EF media mondiale alla stessa data: 2,18 ettari globali per abitanti
(gha/ab),
EF media inglese: 6,3 gha/ab
Programma di riduzione progressiva:
35% entro il 2020
80% entro il 2050.

L'impianto logico della politica poneva allora la questione
ineludibile e in due studi si trovano i tentativi di risposta
con l'impostazione di scenari operativi possibili per
ridurre a un quarto l'impronta ecologica entro il 2030:
Lyndhurst, Brook. 2003. London’s Ecological Footprint A
Review. June 2003. London: Greater London Authority,
City Hall, The Queen’s Walk, London SE1 2AA.
Girardet, Herbert, 2006. “Urban Metabolism: London
Sustainability Scenarios.” In IABSE Henderson
Colloquium. Cambridge.

Il legame tra metabolismo
urbano e impronta
ecologica

Il legame tra metabolismo urbano e impronta ecologica nella proposta
di Girardet.

London Plan 2008 di Ken Livingston
Presentazione della bozza del nuovo London Plan 2010 di
Boris Johnson per la partecipazione e la legittimazione
London Plan 2011 approvazione
non esiste più l'impronta ecologica, ma solo la sostenibilità
come qualità della vita della città finanziaria globale.

In every case we -planners- need
measurement after defining
quantities and measurements
protocols

BEFORE ACTING
WE NEED UNDERSTANDING
GLOBAL AND LOCAL GOVERNANCE
TERRITORY AND ENVIRONMENT ARE
PLANNING FOCAL POINT
PER CONCLUDERE VIVIAMO IN UN MONDO DINAMICO

PER OTTENERE EMERGENZE
SISTEMICHE OCCORRONO
VISIONI E STRATEGIE UNITARIE
UN GOVERNARE POSITIVO E PRO-
ATTIVO PER L'URBANISTICA
PER CONCLUDERE VIVIAMO IN UN MONDO DINAMICO

Keywords
Please discuss by using these key words that are given at the
beginning of the lecture!
Discutiamo la lezione usando le parole chiave fornite all'inizio!

What kind of urbanisation? How were chosen the colours for cities?

What kind of urbanisation? How were chosen the
colours for cities?
I dati riflettono i confini amministrativi!
Quindi non le regioni urbane
Urban Regions are not visible!

Sun Lakes, Phoenix, Arizona: che cosa vedete?

Urban sprawl and Center-pivot irrigation
(sometime with risks: shrinking irreplaceable aquifers)

curiosità

Fare mappe, dove le superfici misurano altre
cose, ma certo non i chilometri quadrati

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