Trait-Based Specific Protection Goals for Wild Pollinators: A Staged Modelling Framework for Pesticide Risk Assessment

Sintesi Tecnica: Obiettivi di Protezione Specifici Basati sui Tratti per gli Impollinatori Selvatici

Definizione del Problema
La valutazione attuale del rischio ambientale (ERA) per i pesticidi nell'Unione Europea affronta un vicolo cieco normativo per quanto riguarda gli impollinatori selvatici. Mentre è stato stabilito un Obiettivo di Protezione Specifico (SPG) di una riduzione massima del 10% della dimensione della colonia per l'ape mellifera (Apis mellifera), non esiste un SPo definito e quantitativo per gli impollinatori selvatici (bombi, api solitarie e altri taxa). Di conseguenza, i gestori del rischio non possono valutare l'accettabilità dei dati di tossicità di livello inferiore (lower-tier), né i risultati degli studi di livello superiore (higher-tier) possono essere valutati rispetto a un obiettivo di protezione. Questa assenza impone un requisito predefinito di studi di livello superiore, risorse-intensivi (gabbia, semi-campo o campo), per quasi tutte le applicazioni di pesticidi in cui sia possibile l'esposizione alle api selvatiche.

L'affidamento all'ape mellifera come specie surrogata è fondamentalmente fallace per gli impollinatori selvatici. Le api mellifere sono gestite, coloniali e perenni, mentre gli impollinatori selvatici esibiscono strategie di storia della vita diverse (ad esempio, solitarie, univoltine, nidificanti in cavità) che dettano diversi percorsi di esposizione, sensibilità e resilienza della popolazione. L'uso di un singolo surrogato confonde il pericolo con il rischio e non tiene conto del disconnessione tra la tossicità a livello individuale e la persistenza a livello di popolazione, portando spesso a una sottostima catastrofica del rischio o a una sovra-protezione non necessaria.

Metodologia
Il documento propone un quadro pragmatico in tre fasi per risolvere questo vicolo cieco, con un focus primario sulla Fase 1, implementabile immediatamente (2026–2027) utilizzando dati e strumenti esistenti. Il quadro integra due avanzamenti metodologici:

1. Selezione delle Specie Basata sui Tratti: Invece di utilizzare un singolo surrogato universale, il quadro identifica le specie funzionalmente vulnerabili raggruppando i taxa in base a tre categorie di tratti:

   • Tratti legati all'esposizione: Fenologia, raggio di foraggiamento, specializzazione floreale e substrato di nidificazione.
   • Tratti di sensibilità intrinseca: Dimensione corporea, tasso metabolico e capacità di disintossicazione.
   • Tratti di resilienza della popolazione: Voltinismo, tempo di generazione, fecondità e capacità di dispersione.
     Questo approccio seleziona la specie modello in base a quale combinazione di tratti è più vulnerabile al pesticida specifico e allo scenario di esposizione.

2. Valutazione della Tossicità Demografica: Questo approccio traduce gli effetti dei pesticidi a livello individuale (mortalità ed effetti subletali su riproduzione/sviluppo) in esiti a livello di popolazione utilizzando matrici di proiezione di Lefkovitch strutturate per stadi vitali.

   • Struttura del Modello: Per le api solitarie univoltine (dimostrato con Osmia bicornis), viene utilizzata una matrice annuale a tre stadi: individui svernanti ($C$), femmine adulte emerse ($A_e$) e femmine adulte riproduttive ($A_r$).
   • Parametri: Il modello incorpora i tassi demografici basali (sopravvivenza, fecondità) derivati dalla letteratura e applica riduzioni proporzionali per simulare gli effetti letali e subletali dei pesticidi.
   • Simulazione: Il modello esegue proiezioni deterministiche e simulazioni stocastiche Monte Carlo (oltre 1.000 iterazioni) su un periodo di 10 anni per tenere conto della stocasticità demografica.

Contributi Chiave e Risultati
Lo studio dimostra che gli obiettivi (SPG) quantitativi possono essere derivati attraverso l'esplorazione dello spazio dei parametri del modello della Fase 1. Il quadro proposto per l'SPG consiste in due dimensioni complementari:

• Dimensione dell'Entità (Magnitude): Una riduzione massima accettabile della proporzione della popolazione locale in un periodo definito (proposta come un declino del 10% al Terzo Anno).
• Dimensione della Persistenza: Una probabilità massima accettabile che una popolazione proiettata stocasticamente cada al di sotto della soglia di declino (proposta come un rischio di eccedenza del 10%, o una probabilità di persistenza del 90%).

Risultati Chiave dall'Esplorazione dello Spazio dei Parametri:

• Interazioni Non Lineari: Gli effetti combinati della mortalità degli adulti e della riduzione della fecondità producono conseguenze a livello di popolazione più che additive. Ad esempio, una riduzione del 10% sia nella mortalità che nella fecondità produce un declino della popolazione del 19%, quasi il doppio dell'effetto di ciascun fattore da solo.
• Il Vincolo Preminente (Binding Constraint): Mentre un declino deterministico del 10% si allinea con il trigger dell'ape mellifera, il criterio di persistenza (rischio di eccedenza) è spesso il vincolo determinante. Ad esempio, un tasso di mortalità degli adulti del 10% soddisfa deterministicamente la soglia del declino del 10%, ma risulta in un rischio di eccedenza del 55,7%, fallendo l'SPG. Il confine effettivo per gli effetti singoli si colloca tra il 5% e il 6% di mortalità.
• Dipendenza dalla Storia della Vita: La soglia di entità è relativamente insensibile alla storia della vita, ma il rischio di eccedenza è altamente dipendente da essa. Le storie della vita lente (tassi di crescita intrinseci inferiori, $\lambda \approx 1.4$) falliscono il criterio di persistenza a livelli di mortalità inferiori rispetto alle storie della vita veloci ($\lambda \approx 1.94$), validando la necessità di una selezione delle specie basata sui tratti.
• Prontezza di Implementazione: L'analisi conferma che la Fase 1 può essere dispiegata immediatamente utilizzando i dati demografici esistenti, i dati standard dei test di tossicità OECD e strumenti di modellazione basati su Python.

Significatività e Rivendicazioni
Il documento afferma che questo quadro risolve il vincolo normativo immediato fornendo soglie provvisorie a livello di popolazione che permettono al processo di valutazione a livelli (tiered assessment) di funzionare come previsto. Passando da un approccio di "surrogato dell'ape mellifera" a un approccio di "resilienza della popolazione basata sui tratti", il quadro offre una base più ecologicamente fondata per la valutazione del rischio.

Gli autori sostengono che un modello imperfetto che affronta la domanda corretta (persistenza della popolazione degli impollinatori selvatici) fornisce una protezione migliore di un modello ben caratterizzato che affronta la domanda sbagliata (effetti sulla colonia dell'ape mellifera). Il quadro è progettato per essere flessibile, generalizzandosi a sirfidi, farfalle e lepidotteri nelle iterazioni future. Supporta una tabella di marcia per un'implementazione progressiva:

• Fase 1 (Ora): Modelli non spaziali, strutturati per stadi vitali, che forniscono soglie normative immediate.
• Fase 2 (2028–2029): Modelli espliciti per il paesaggio che incorporano dinamiche spaziali ed eterogeneità dell'habitat.
• Fase 3 (2030+): Modellazione completa basata su agenti (ALMaSS) che incorpora comportamenti individuali e complesse interazioni di comunità.

In definitiva, il quadro mira a sostituire i fattori di incertezza arbitrari con margini di sicurezza derivati meccanicamente, consentendo ai regolatori di prendere decisioni basate su vincoli biologici definiti e supportando al contempo gli obblighi dell'UE in materia di biodiversità, come il Regolamento sul Ripristino della Natura.