Development of a large-scale spatially explicit approach to enable the uptake of Nature-Based Solutions in Italy

Currently, attention to the environment has become central for policymakers as well as for investors in both the public and private sectors. Particularly, employing Nature-Based Solutions (NBS) to address societal challenges has gained attention in science and policy. This three-year research aims to support national urban sustainability policies in i) the identification of areas considered under health hazard for the population; ii) the identification of interventions priority based on the intensity of environmental challenges; iii) the proposal of a more efficient funds allocation framework for NBS interventions to guide their implementation on a local scale. For this scope, Italy was adopted as a case study, since several policies were recently envisaged, allocating funds from the national government to the municipalities (e.g., Resilience and Recovery Plan-RRP). The methodological framework was developed according to four main stages, Stage I: Harmful areas to human health were mapped with a spatial resolution of 1 Km2, based on three environmental challenges, air quality, climate adaptation, and mitigation, and water management, which exceed specific Environmental Quality Standards (EQS). The greater the EQS exceedance the greater the population’s exposure to challenges in that portion of the territory. A spatial multi-criteria analysis assessed the cumulative occurrence of factors by combining them into a single Aggregate Index of challenge (AIC), a hotspot analysis identified the spatial aggregation of AIC through the territory, and the product of the AIC and the population density provided the Risk Index AICpop; Stage II: the overlay of the three challenges (i.e., areas in EQS exceedance) allows the identification of portions of territory threatened simultaneously by the same challenges (i.e., spatial groups). These groups serve as functional areas where 24 NBS were ranked and mapped according to their performance to address challenges occurring within the groups (Ecosystem Services-ES-supply); Stage III: three different NBS selection scenarios were designed combining data related to their performance and their implementation costs. Once selected, the NBS allocation through the territory was prioritized following the Risk Index AICpop, and the relationship between the costs and effectiveness was investigated for the three scenarios; Stage IV: the NBS embeddedness in the Italian policy discourse of the RRP was investigated to assess how NBS are considered to meet environmental targets and the dedicated investments. The proposed national-scale perspective gives decision-makers and investors insights about areas showing multiple challenges (42.5% of the territory) and the total investments required for NBS large-scale implementation. For a fine-scale application, results showed that relating information regarding ES and costs can be crucial to select the optimal set of NBS based on territorial conditions. Finally, the framework proved that NBS implementation throughout the territory necessarily needs the inclusion of ES demand as well. Indeed, employing Risk Index would allow for the optimization of budget allocation toward achieving national objectives and international goals related to environmental health. However, the NBS concept, with its huge potential, is suffering incorporation difficulties into national policies. Research provides a critical reflection on the missed opportunities to use NBS to address multiple global challenges.

Attualmente, l'attenzione all'ambiente è diventata centrale per i decisori politici così come per gli investitori del settore pubblico e privato. In particolare, l'impiego delle soluzioni basate sulla natura (in inglese Nature-Based Solutions - NBS) per risolvere le sfide della società, si è via via affermato nella letteratura scientifica così come nei documenti politici e strategici. L’obiettivo di questa ricerca è di fornire supporto alle politiche nazionali di sostenibilità urbana per favorire: i) l'identificazione delle aree considerate a rischio per la salute della popolazione a causa di fattori ambientali; ii) l'individuazione della priorità di intervento in base all'intensità delle sfide ambientali; iii) la proposta di un efficiente sistema di allocazione dei fondi delle politiche di sostenibilità per guidare l’attuazione degli interventi NBS a scala locale. Per questo scopo, l'Italia è stata adottata come caso di studio, dal momento che diverse politiche di sostenibilità urbana sono state recentemente previste, assegnando fondi dal governo nazionale ai comuni (ad esempio, Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza-PNRR). Il quadro metodologico è stato sviluppato secondo quattro fasi principali: I Fase, le aree dannose per la salute umana sono state mappate con una risoluzione spaziale di 1 Km2, sulla base di tre sfide ambientali, qualità dell'aria, comfort termico e vulnerabilità idraulica che superano specifici Standard di Qualità Ambientale (SQA). Maggiore è il superamento degli SQA, maggiore è l'esposizione della popolazione alle sfide in quella porzione di territorio. Attraverso un'analisi multi-criteriale è stata valutata l’intensità cumulativa delle sfide, combinandole in un unico indice aggregato di criticità (AIC), un'analisi degli hotspot ha identificato l'aggregazione spaziale dell'AIC nelle diverse aree territoriali e il prodotto tra AIC e densità di popolazione ha fornito l'indice di rischio ambientale AICpop; Fase II: la sovrapposizione delle tre sfide (i.e. aree in superamento SQA) ha consentito di identificare porzioni di territorio minacciate simultaneamente dalle stesse sfide (i.e. gruppi spaziali). Questi gruppi fungono da aree funzionali in cui 24 NBS sono state classificate e mappate in base alle loro prestazioni per affrontare le sfide che si verificano all'interno dei gruppi (fornitura di Servizi Ecosistemici-ES); Fase III: sono stati progettati tre diversi scenari di selezione delle NBS combinando i dati relativi alle loro prestazioni e ai loro costi di implementazione. Una volta selezionate, l'allocazione delle NBS nel territorio è stata prioritizzata seguendo l'Indice di Rischio AICpop, ed è stata indagata la relazione tra i costi e l'efficacia nei tre scenari; Fase IV: è stata esaminata l'inclusione delle NBS nel discorso politico italiano del PNRR per valutare in che modo le NBS sono considerate per il raggiungimento degli obiettivi ambientali e quanti investimenti sono stati loro dedicati. La prospettiva su scala nazionale proposta in questa ricerca offre ai decisori e agli investitori approfondimenti sulle aree che presentano molteplici sfide (42,5% del territorio) e gli investimenti totali necessari per favorire l'implementazione su larga scala della NBS. Per un'applicazione su scala locale, i risultati hanno mostrato che le informazioni relative ai ES e ai costi possono essere cruciali per selezionare l'insieme ottimale di NBS in base alle condizioni territoriali. Infine, i risultati hanno dimostrato che l'implementazione delle NBS su tutto il territorio necessita anche dell'inclusione della domanda dei ES non potendosi limitare ad una pianificazione basata solo sulla performance potenziale. In effetti, l'utilizzo dell'indice di rischio consentirebbe l'ottimizzazione dell'allocazione del budget attraverso il raggiungimento degli obiettivi nazionali e internazionali relativi alla salute ambientale (es. mitigazione inquinanti). Tuttavia, il concetto di NBS, con il suo enorme potenziale, incontra difficoltà di integrazione nelle politiche nazionali (PNRR). La ricerca fornisce una riflessione critica sulle opportunità mancate di utilizzare NBS per affrontare molteplici sfide globali.