1

Ernesto F ViglizzoINTA-CONICET

Argentina

Tierra de cultivo

Tierras de pastoreo extensivo

Bosques

Praderas/pastizales

Tierras improductivas

Uso y cobertura de la tierra

Impacto alto

Impacto alto-medio

Impacto medio-bajo

Impacto bajo

Impacto sobre la biodiversidad

Cambios en el uso y cobertura de la tierra y su impacto sobre la biodiversidad entre los años 1700 y 2000, debido a la fragmentación del paisaje, desarrollo de infraestructura, contaminación

y cambio climático (Fuentes: Alkemade et al., 2009; Nellemann et al., 2010).

Políticas de conservación de tierras Derrame de externalidades negativas

Impactos estabilizadores e impactos desestabilizadores en el uso de la tierra

Máximo valor producción

(U$ 2000/ha/año)

201-300301-468

469-580

581-907908-1128

1129-1349

1350-15971598-1881

1882-2729

Valor máximo potencial de la producción agrícola en Sudamérica y África (expresado en U$S 2000/ha/año). Fuente: Fischer & Shah (2010).

Valor máximo potencial de la producción agrícola en Europa y Asia (expresado en U$S 2000/ha/año). Fuente: Fischer & Shah (2010).

Máximo valor producción

(U$ 2000/ha/año)

201-300301-468

469-580

581-907908-1128

1129-1349

1350-15971598-1881

1882-2729

Reserva deC (Ton/ha)

Reservas globales de carbono terrestre y valor agropecuario de las tierras no explotadas(Fuentes: Ruesch & Gibbs, 2008; Deininger & Bierlee, 2011)

2

Área cultivada (millones de hectáreas)

Países industrializados

Países en transición

Países en desarrollo

1962 2007 Diferencia

385 360 - 25

286 254 - 32

704 940 + 236

45 años de cambios en la superficie cultivada en países industrializados, en transicióny en desarrollo (Fuente. FAOSTAT, 2009) Expansión del área cultivada con soja (expresado en % del área total) en Brasil entre 1993 y 2005

(Fuente: Smaling et al., 2008)

1993-95 1998-2000 2003-05

0-1011-2021-3031-4041-50

%51-6061-7071-8081-9091-100

%

Sequía

Sequía eInundac.

Inundac.ysalinidad

Escasaslimitaciones

Escasaslimitaciones

Tierrasnaturales

Dinámica de la frontera agropecuaria argentina durante el período 1956–2005 y factores que la afectaron (Fuente: Viglizzo et al. 2011)

Frente en avance

Frente estacionario

Frente en retroceso

Mayor densidadde cultivo

Mapa de densidad bovina en Argentina y cambios de stock entre 1994 y 2007(Fuentes: SENASA, 2008; Rearte 2007)

-10 % Pampeana

+ 13 % NEA

+ 14 % NOA

+ 14 % Semiárida

+ 16 % Patagonia

N

50 0 50 100 150 200 Km

Fines del 1800

N

50 0 50 100 150 200 Km

1930 – 1940

3

N

50 0 50 100 150 200 Km

1965 - 1975

N

50 0 50 100 150 200 Km

1995 - 2000

Patrones diferenciados de cobertura vegetal y uso del fuego en latriple frontera argentina-brasileña-paraguaya Intervención (fragmentación de paisajes) en Sudamérica evaluado a

través del índice verde normalizado

0 5 10 15 20 25Riqueza de especies pre-sequía

1/16

1/8

1/4

1/2

1

Resistencia a la sequía

Relaciones entre biodiversidad, productividad y estabilidad en ecosistemas de pradera (Fuente: Tilman & Downing 1994)

4

% de cambio en el stock de C orgánico del suelo

010 20 30 40 50-50 -40 -30 -20 -10

Bosque primario a pradera

Bosque primario a cultivo anual

Bosque primario a cultivo perenne

Bosque primario a bosque secundario

Bosque primario a pradera

Bosque secundario a cultivo anual

Pradera a bosque secundario

Cultivo anual a bosque secundario

Pradera a cultivo anual

Cultivo anual a pradera

Cultivo anual a campo abandonado

Impacto de los cambios en el uso de la tierra sobre los stocks de carbono orgánico en el suelo en ambientes tropicales. Meta-análisis de datos experimentales (Fuente: Don et al., 2011)

Bosquetropical

Bosquetemplado

Bosqueboreal

Sabanatropical

Praderatemplada Tundra Humedal Turbera Tierra de

cultivo

200

100

0

100

200

300

400

500

Carbono total (Pg)

Reservas de C orgánico en suelo y en biomasa aérea (vegetación) de distintos biomas terrestres(Fuentes: Ravindranath and Ostwald 2008, FAO 2011)

Carbono en biomasa aérea Carbono orgánico en sueloReferencias: 1 Pg (Petagramo) = 1000 millones de toneladas

42% de carbono orgánico en suelo y biomasa

Pradera templada

5

Distribución y ciclado del carbono orgánico en tres biomas distintos. Fuentes: Ovington (1962), Odum (1978), Gallardo (1980).

Sabanatropical

25

7595

42% de carbono orgánico en suelo y biomasa

Bosque templado

45

55

Bosque tropical

65

35

Distribución y ciclado del carbono orgánico en tres biomas distintos. Fuentes: Ovington (1962), Odum (1978), Gallardo (1980).

Buena cobertura superficial60-75 % cubierto por plantasy residuos de vegetación.

Escurrimiento2 % dela lluvia

Pérdida de suelo0.1 ton/ha

Mediana cobertura superficial37 % cubierto por plantasy residuos de vegetación.

Escurrimiento14 % dela lluvia

Pérdida de suelo1 ton/ha

Escurrimiento73 % dela lluvia

Pérdida de suelo12 ton/ha

Pobre cobertura superficial10 % cubierto por plantasy residuos de vegetación.

Fuente: USDA (2000).

Experimento que muestra el efecto de la cobertura vegetal en una cuenca sobre la infiltración y escurrimiento del agua de lluvia, y sobre la pérdida de suelo Cobertura del suelo con vegetación y magnitud de los procesos erosivos estimados a partir

de meta-análisis de datos de 27 estudios en el SE de Asia (Fuente: Adaptado de Sidle et al., 2006)

140

120

100

80

60

40

20

0

Pérdida de suelo (Ton

/ha/año)

Bosqueprimario

Bosqueimplantado

Pastizal/pastura

Cultivoanual +práctica

conservacionista

Cultivoanual

Bosquesecundario

Cultivoanual enpendiente

Suelodesnudo

5

Comparación de los flujos de agua frente a distintos usos de la tierra en el Amazonas brasileño (Fuente: Hayhoe et al. (2011)

Descarga media de agua (mm/día)

Uso de la tierra

Bosque Soja1 Soja2 Pastura

Erosión …

… y deslizamientode tierras

Comunidad indígena de Lapacho Mocho

Cementerio

Ruta 86, K

m 18

Comunidad Wichí

San Benito

Rio Tartagal Rio Tartagal

Cárcava de erosión en la

comunidad de San Benito

1890

1935

1990

Transiciones abruptas reversibles en Kansas (EEUU)

6

Transiciones abruptas reversibles en el Oeste bonaerenseTransiciones abruptas en la meseta patagónica

Transiciones abruptas en el caldenal pampeano-puntano

+- >

Feedbacks

Tiempo

Trayectoria

Comportamiento no lineal de los sistemas complejos

Umbrales

+- =

+ ->

Disparador bióticoo abiótico

Cambio lineal

7

Cambio no lineal No lineal reversible

No lineal irreversible

2000 3000 4000 1000 0

0

20

40

60

80

100

Precipitación media anual (mm/año)

Co

be

rtu

ra b

osc

osa

(%

)

Estabilidad global de los bosques y sabanas tropicales a las transiciones críticas (Fuente:

Hirota et al., 2011).

Cobertura boscosabi-estable

Cobertura arbórea (%)

Pre

cip

ita

ció

n (

mm

)

Frecuencia de fuego

Esta

cion

alid

ad

de

las llu

via

s

(du

ració

n e

stac

ión

seca

)

Alta

Baja

AltaBaja

200

750

1000

1500

2500

100 60 50 5 1 0

Estado inestable

Estado inestable

BOSQUE

SABANA

PRADERA

Retro-controles entre lluvias, fuego y vegetación gobiernan las transiciones entre bosques,

sabanas y praderas (Fuente: Mayer y Khaliani, 2011).Índice creciente de sequía en Amazonia. La sequía ha aumentado en las áreas de rojo más intenso. Lasáreas de mayor estabilidad climática se presentan en colores claros (Fuente: Anderson 2012)

1998

2005 2010

8

Baja cobertura arbórea estableBaja cobertura arbórea bi-estableCobertura boscosa bi-estableAlta cobertura boscosa estable

Distribución global de distintos tipos de bioma de acuerdo a su capacidad para reaccionar

de manera estable, o de expresar transiciones bi-estables en respuesta a las precipitaciones

anuales (Fuente: Staver et al., 2011).

Año 0 Año 1 Año 4 Año 3 Año n-1 Año n

a

Año 0 Año 1 Año 4 Año 3 Año n-1 Año n

b

Sistemas de intervención ecológica en pastizales de zonas áridas. (a) pastoralismo, alta intensidad, baja frecuencia de pastoreo (ej., nomadismo, preservación del pastizal ); (b) sistemas ganadero tradicional, alta intensidad, alta frecuencia de pastoreo (arbustización, desertificación).

1900 1920 1940 1960 1980 2000

0

2

4

6

8

Núm

ero de ovinos en (m

illones)

0

5

10

15

20

25

Núm

ero de habitantes (miles)

Población rural

Poblaciónovina

¿Umbral crítico ?

Fuente. Adaptado de Williams (2004).

Desertificación, población ovina y población rural en Santa Cruz

Comienzos de siglo 20 Mediados de siglo 20 Fines de siglo 20

2000 4000 6000 80000

0

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

Población ovina (en miles de cabezas)

Receptividad ganadera (Nºovejas por hectárea)

Modelo hipotético de no-linealidad en pastizales de la provincia de Santa Cruz elaborado a partir de datos estadísticos según datos de Williams (2004)

1895 1915 1935 1955

1975

1985

1988

2003

2005

Estudio dendrológico de la invasión de leñosas en tierras de caldenal en respuesta a un cambio en el régimen de pastoreo y al fuego

Fuente: Adaptado de Dussart et al. (1998).

Densidad de plantas de caldén

(Nº/ha)

Pastoreoovino

Densidad de plantas de caldén

(Nº/ha)

1940 1960 1980 1940 1960 1980

Pastoreobovino

Pastoreoovino

Pastoreobovino

0

650

1300Bosque decaldén

Pastizalabierto

0

300

600

FuegoFuego

Umbral

Umbral

Umbral

Umbral

Impacto del desmonte mecánico con rolo en pastizal de San Luis (Fuente: Steinaker)

TestigoTestigo

Cobertura leñosa 100 %

Rolado ARolado Añño 1o 1

Cobertura leñosa 28 %

Rolado ARolado Añño 2o 2

Cobertura leñosa 42 %

Rolado ARolado Añño 3 o 3

Cobertura leñosa 56 %

9

Desertificación

“Arbustización”

Puelén

Chical-Có Chalileo Loventué

Limay-Mahuida

Curacó

Utracán

Lihuel-Calel

Caleu-Caleu

Hucal

Guatraché

Atreucó

Toay Capital Catriló

QuemúConhelo

Maracó

Chapaleufú

RealicóRancul

Trenel

-10.2

-24.5

-11.3

-14.9

-32.0

-22.9

-22.1

-8.5

-16.9

-22.7

10.6

8.5

6.6

14.3

3.0

64.5231.0

3. 2

145.9

54.0

183.6

146.5

Nº % cambio en la carga animal

Porcentaje estimado de cambio en la carga bovina del año 2007en relación al año 2002 (Fuente: Iturrioz e Iglesias 2008 a partir de varias fuentes)

2001 02 03 04 05 06 07 08 09 2010 11

Cambios en la receptividad ganadera en los departamentos del sudoeste de La Pampadurante el período 2002-2010 (Fuentes: Iturrioz e Iglesias, 2008; Vázquez et al., 2011)

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

Receptividad ganadera (Nºde EV/ha)

0.00

Variación porcentual de la receptividad ganadera en La Pampa y San Luisdurante el período 2008-2011 (Fuente: Vázquez et al., 2011)

1975 2003

Expansión del área cultivada y fragmentación del hábitat en Santa Cruz de la Sierra, Bolivia

Deforestación del bosque tropical en la provincia de Rondonia (Brasil) entre1975 y 2001. La conversión de tierras boscosas en tierras ganaderas yagrícolas respondió a un proyecto de desarrollo implementado en 1960.

Fuente: Atlas of our changing environment (2005).

10

Mosaico de bosques naturales y bosques implantados en el estado de Bahía(Brasil)

Fuente: M. Demaría, 2002

Superficie: 460800 ha

Bosque

Pastizal natural

Cultivos

1985 1992 1997

85% pradera natural.

Sustitución de una pradera natural por cultivos en el centro de San Luis en un período de 15 años

1999 2001

38 % pradera natural

Escurrimiento ypérdida de suelo

Escurrimiento ypérdida de suelo

Materias primas

Captura de C

Ciclado nutrientes

Infiltración agua

Materias primas

Captura de C

Ciclado nutrientes

Infiltración agua

Materias primas

Captura de C

Ciclado nutrientes

Infiltración agua

Escurrimiento ypérdida de suelo

Producción alimentos, fibra, energía

Producción alimentos, fibra, energía

Producción alimentos, fibra, energía

Fragmentación del paisaje y cambios funcionales en el ecosistema

Dinámica del nivel freático frente a distintos usos de la tierra

Evapotranspiración

BosquePastizal/pastura Cultivo

Reducción de la cobertura con vegetación natural entre 1976 y 2010 en el área de El Morro (San Luis) y emergencia de la cuenca del Río Nuevo (Contreras, Santoni y Jobbágy, 2012)

1976 1985 2010

11

Panel de control ambiental enPanel de control ambiental enempresas ruralesempresas rurales

Panel de control ambientalGrupo 1

Panel de control ambientalGrupo 2

Panel de control ambientalGrupo 3

12

Panel de control ambientalGrupo 4

Panel de control ambientalGrupo 5

AnAnáálisis comparado de distintoslisis comparado de distintosgrupos zonales de empresas ruralesgrupos zonales de empresas rurales

Grupo 1 Grupo 1

Grupo 2Grupo 2

Grupo 3Grupo 3

Grupo 4Grupo 4

Grupo 5Grupo 5

(2/11)(2/11)

(5/11)(5/11)

(3/11)(3/11)

(3/11)(3/11)

(5/11)(5/11)

(i) Índice de Cobertura Vegetal (ICV, %) (Landsat TM)(ii) Índice de Fragmentación del Paisaje (IFP, %) (Landsat TM)(iii) Área Afectada por Fuego (AAF, %) (Landsat TM)(iv) Porcentaje de especies con valor forrajero (EVF, %) (Campo)(v) Efecto del manejo (IM, %) (Fuente: IPCC, 2006)

(ICV + (100 – IFP) + (100 – AAF) + EVF + (100 x EM))

5ICP =

ICV (A) = 90 ICV (B) = 70

13

Problemas técnicos a resolver con las estimaciones de productividad del pastizal a través del Índice Verde Normalizado

IFP (A) = 92IFP (B) = 68

AAF (A) = 100AAF (B) = 60

EVF (A) = 90EVF (B) = 65

14

EM (A) = 111EM (B) = 70

ICP (A) = 96.6ICP (B) = 66.6

(ICV + (100 – IFP) + (100 – AAF) + EVF + (100 x EM))

5ICP =

Factormultiplicador

% de campo natural20

1.20

% de campo natural60

1.60

BA

Factormultiplicador

Índice agro-diversidad(Nº de actividades agropecuarias)

5

1.50

B

1.20

Índice agro-diversidad(Nº de actividades agropecuarias)

2

A

ICP (A) = 96.6 ICP (B) = 66.6

% pastizal natural 96.6 x 1.20 = 115.92 66.6 x 1.60 = 106.56

Índice agro-diversidad 115.92 x 1.20 = 138.74 106.56 x 1.50 = 159.84

15

Factormultiplicador

% de campo natural20

1.02

% de campo natural60

1.06

BA

Factormultiplicador

Índice agro-diversidad(Nº de actividades agropecuarias)

5

1.05

B

1.02

Índice agro-diversidad(Nº de actividades agropecuarias)

2

A

ICP (A) = 96.6 ICP (B) = 66.6

% pastizal natural 96.6 x 1.02 = 98.53 66.6 x 1.06 = 70.60

Índice agro-diversidad 98.53 x 1.02 = 100.50 70.60 x 1.05 = 74.13

¿Cuál debe ser la línea de corte para incorporar o rechazarpastizales en el sistema ICP?

0

20

40

60

80

100

?

??

Interrogantes (áreas grises)

¿Cómo manejamos humedales?

¿Cómo manejamos el impacto del fuego?

¿Cómo interpretamos la provisión de eco-servicios en casos de invasión con leñosas?

¿Cómo evaluamos las externalidades?

Sector de lomas

Depresión anegable

Sector de lomas

Externalidades: transferencias de agua y anegamiento de pastizales

16

Anegamiento del pastizal ¿descalificación o prestación de un servicio de regulación de aguas?

Humedales reguladores de flujos de agua en áreas de pastizales

Mapa topográfico de Sudamérica: áreas bajas anegables en verde oscuro

Degradación del pastizal por invasión de leñosas y servicios ecosistémicos(protección del suelo, regulación de flujos de agua, secuestro de carbono)

SLCP (China)

Wimera (Australia)

Campfire(Zimbabwe)

WfW (Sudáfrica)

VittelFrancia)

ESA (RU)

CSS (RU)

Northeim (Alemania)

508 granjas (Holanda)

Casos estudiados de pago por servicios ecológicos en distintas regiones del planeta

Fuentes: Kosoy et al. (2007), Jongeneel et al. (2008), Wunder et al. (2008).

Los Negros (Bolivia)

Pimampiro (Ecuador)

PROFAFOR (Ecuador) PSA (C Rica)

PSAH (Méjico)

CRP (USA)

EQIP (USA) Heredia (C Rica)

San Pedro del Norte (Nicaragua)

Ororo (Honduras)

Matiguás-Río Blanco (Nicaragua)

Ejemplos de pago por servicios ecológicos a comunidades rurales en Latino América y Europa

Nombredel proyectoPaís

Quiencompraservicios

Pago por serviciosecológicos

(U$S/ha/año)

Serviciosecológicos

remunerados

Nicaragua San Pedro Norte

Protección cuenca, biodiversidad

9.5 – 15.9Honduras Jesús de Ororo

Servicios multi-funcionales

Costa Rica Heredia

18.7 – 33.1

Fuentes: Kosoy et al. (2007), Jongeneel (2008).

Bolivia Los Negros Protección cuenca1.5 – 3.0

21.4 – 55.7

PinampiroEcuador 6.0 – 12.0

China SLCP 36.0

Méjico PSAH 27-36

Reino Unido ESA y CSS 16-20

Costa Rica PSA 45-163

Holanda Programa nacional 51.3 (promedio)

PROPAFOREcuador 100 – 200

Vittel Francia 300

Municipio, USFWS

Municipio Protección cuenca

Madera, agua, CMunicipio

Nestle Waters

Captura de CConsorcio eléctrico

Purificación de agua

Agua, biodiversidad, CFondo estatal

Estado, municipios

Agencia forestal estatal Protección acuíferos

Protección cuencaGobierno central

Biodiversidad, paisajeMunicipio

Gobierno RU, UE

Consorcio usuarios Agua, madera, C