Flujos de agua y energía en la producción agropecuaria argentina

Transcripción

1 4 Taller de Indicadores Ambientales Flujos de agua y energía en la producción agropecuaria argentina Federico C. Frank 23 de septiembre de 2015 INTA EEA Anguil Ing. Agr. Guillermo Covas Fac. Cs. Exactas y Naturales UNLPam

2 % del total de tierra Estimación de cambios históricos globales en el uso de la tierra entre 1700 y Tierras urbanas y otras 75 Tierras de cultivo 50 Bosques 25 0 Tierras de pastizales y pasturas Fuente: adaptado de Goldewijk y Battkes (1997)

3 Cambios en el uso de la tierra entre 1700 y 2000 Fuente: NCDC, U.S. Department of Commerce

4 Cambios en el Uso de la Tierra en Argentina 1 punto = ha de cultivos anuales (T-G-M-S)

5 GRANDES IMPACTOS DE LA AGRICULTURA SOBRE EL AMBIENTE FLUJO DE ENERGÍA BALANCE DE NUTRIENTES CONTAMINACIÓN Y DEGRADACIÓN CICLO DEL AGUA HÁBITAT Y BIODIVERSIDAD

6 Agroecosistemas Flujo de energía Ciclo hidrológico Solar Fósil Flujo a escalas menores CAMBIOS EN EL USO DE LA TIERRA INTENSIFICACIÓN DE LA PRODUCCIÓN VARIABILIDAD CLIMÁTICA ENTRADAS SALIDAS EFICIENCIA DE USO DE LOS RECURSOS

7 ENERGÍA AGUA Información sobre ciclo del agua y nutrientes (Olejnik et al., 2001) Estructura y funcionamiento (Odum, 1975) Medida de degradación ambiental (Svirezhev, 2000), asociada a erosión, contaminación y emisión de gases invernadero (McRae et al., 2000) HUELLA DE CARBONO Modula la producción agrícola (Kędjziora y Olejnik, 2001) Utiliza entre 65 y 85 % del agua dulce global (Pimentel et al., 1997; Bennett, 2000; FAO, 2003) Se requieren entre 0,5 y 5 m 3 kg -1 (cultivos) y entre 13 y 35 (carne) (Barthèlemy et al., 1993; Renault y Wallender, 2000; Qassim et al., 2008) HUELLA HÍDRICA

8 ANTECEDENTES Gran cantidad estudios sobre uso de agua y energía en la producción agropecuaria, pero generalmente a escalas menores (lote), y en condiciones óptimas Análisis por producto, sin integrarlos, sin poder analizar escalas superiores (regiones) En Argentina, la agricultura se ha expandido e intensificado, con patrones marcadamente asimétricos y heterogéneos (Viglizzo et al., 2011) Evidencias de cambios en los patrones de entradas, salidas y eficiencias de uso de agua y energía Sin embargo, aún falta estudiar relaciones funcionales entre los flujos y con otras variables (uso de la tierra e intensificación productiva)

9 Consumo de Energía Fósil (Mj/ha/año) Producción de Energía (Mj/ha/año) Total País Pampeana Yungas Paranaense Espinal Delta Chaco Esteros Consumo de energía fósil y producción de energía en la región agrícola de Argentina y en las diferentes eco-regiones que la componen en tres períodos históricos (Frank, 2011).

10 Disponibilidad y Consumo de Agua (mm/año) Flujos de agua y energía en la producción agropecuaria argentina F. Frank Precipitaciones Total País Pampeana Yungas Paranaense Espinal Delta Chaco Esteros Disponibilidad de agua en forma de precipitaciones (barras blancas) y consumo de agua (barras en tonos de gris) en la región agrícola de Argentina y en las diferentes eco-regiones que la componen en tres períodos históricos (Frank, 2011).

11 CÓMO ESTUDIAMOS ESTOS PROCESOS? Procesos ecológicos abarcan grandes áreas y largos períodos de tiempo y no siempre pueden ser testeados experimentalmente (Tilman, 1990). Es difícil encontrar áreas con las mismas características para asignar tratamientos aleatoriamente (Likens, 1992). Es necesario considerar el uso de indicadores, o ecuaciones predictivas, aplicadas sobre datos obtenidos de diversas fuentes (Viglizzo, 2001). El propósito de un indicador agroecológico es facilitar el diagnóstico y la interpretación de los procesos críticos, para mejorar la capacidad de decisión (Girardin et al., 1999).

12 INDICADORES DE GESTIÓN AMBIENTAL Un indicador de Gestión Ambiental es un instrumento utilizado para simplificar el análisis de un sistema, facilitar el diagnóstico e interpretación, mejorar la capacidad de decisión y transparentar y certificar la calidad de una gestión

13 Idealmente, estos instrumentos deben ser desarrollados con una base científica, y ser expresiones cuantitativas de una particular condición del sistema estudiado en relación a ciertos umbrales económicos, sociales, ecológicos, etc. Aunque los modelos de simulación pueden superar a los indicadores en representar una realidad cambiante, tienen la desventaja de que su manejo es generalmente engorroso para gente que no está entrenada.

14 No hay criterios universales para seleccionar indicadores. La selección se debe hacer en función de las necesidades locales en un momento dado. Por tanto, es esencial que en la selección de indicadores participen los usuarios. La validación de indicadores como práctica para garantizar la confiabilidad en su uso no es común. Sin embargo, se acepta que una utilización prolongada por parte de los usuarios es una forma de validación, porque asegura utilidad y credibilidad.

15 ATRIBUTOS REQUERIDOS EN UN INDICADOR Debe ser aceptado universalmente Debe ser fácil de entender Debe ser sencillo de calcular Debe tener fundamento científico Debe utilizar la mejor información disponible Debe tener un bajo costo de cálculo Debe permitir un monitoreo periódico

16 IGA. Cuáles son sus aplicaciones? 1. Instrumento de diagnóstico y monitoreo a distintas escalas de trabajo 2. Instrumento de valorización social y comercial 3. Instrumento de decisión empresarial

17 IGA. para qué nos servirán en el futuro? 1. Para discriminar procesos productivos de acuerdo a la calidad de su gestión ambiental 2. Para permitir la auditoría social respecto a la gestión ambiental de procesos productivos 3. Para acreditar una gestión ambiental saludable ante mercados internos y externos

18 FLUJOS DE AGUA Y ENERGÍA EN LOS ÚLTIMOS 42 AÑOS Área Agrícola de Argentina Tres Sub-Períodos: TRIGO, GIRASOL, MAÍZ, SOJA, CARNE Y LECHE 1969/70 a 1979/80 tradicional 1980/81 a 1998/99 transición 2000/01 a 2010/11 tecnificado

19 FUENTES DE INFORMACIÓN Encuestas Nacionales Censos Agropecuarios ( ) (1969/ /11) Relevamientos varios GPCC (Alemania) (AgroEcoIndex, SMN, etc.) ( ).

20 1969/ / / / / / / / /10 USO DE LA TIERRA 3.E+07 3.E+07 2.E+07 2.E+07 1.E+07 5.E+06 Trigo Soja Maiz Girasol Superficie de cultivos (ha) 0.E+00

21 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Y RENDIMIENTOS

22 INDICADORES DE LOS FLUJOS DE AGUA Y ENERGÍA CONSUMO DE ENERGÍA FÓSIL (Mj EF ha -1 año -1 ) PRECIPITACIONES (mm año -1 ) PRODUCCIÓN DE ENERGÍA (Mj ha -1 año -1 ) CONSUMO DE AGUA (mm año -1 ) EFICIENCIA DE LA ENERGÍA FÓSIL (Mj Mj -1 ) EFICIENCIA DEL USO DEL AGUA (%) RELACIÓN AGUA CONSUMIDA-ENERGÍA PRODUCIDA (mm Mj -1 )

23 GESTIÓN AMBIENTAL DE EMPRESAS AGROPECUARIAS SISTEMA INTEGRADO USANDO INDICADORES Diagnóstico Indicadores de Gestión Ambiental Plan Ajuste Ejecución Monitoreo

24 Uso de la Energía Fósil Producción de Energía (Mj/ha/año) (Mj/ha/año) Eficiencia de Uso de la Energía (Mj E Producida/Mj E Consumida)

25 Consumo de Agua Eficiencia Uso del Agua (mm/año) (%) Relación Lluvia-Energía Producida (mm/mj)

26 CARACTERIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS TRIGO, GIRASOL, MAÍZ, SOJA, CARNE Y LECHE ENERGÍA Consumo y producción similares (cultivos) o menores (carne y leche) a los encontrados en la bibliografía. Aumento en consumo y producción en el período, en todos los productos (tecnología). Mayor aumento relativo en producción que en consumo (mayor eficiencia), salvo en leche y carne. AGUA Consumo y eficiencia al inicio del período menores a los encontrados en la bibliografía. Aumento en el consumo en todos, pero en carne y leche siguen siendo bajos. Marcada diferencia entre la eficiencia de uso del agua de actividades ganaderas y agrícolas, aparente contradicción con la bibliografía.

27 INDICADORES DEL FLUJO DE ENERGÍA

28 1969/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /10 INDICADORES DEL FLUJO DE AGUA Precipitaciones anuales (mm) NOA NEA CENTRO Chaco Húmedo Chaco Subhúmedo Yungas Chaco Seco Selva Paranaense Campos Esteros Delta del Paraná P. M esopotámica Espinal Ondulada Deprimida Subhúmeda Consumo de Agua (mm año -1 ) 2.E+10 NEA NOA 2.E+10 Centro 1.E+10 5.E+09 0.E Años Eficiencia de uso del Agua (%) NOA NEA Centro Austral Semiárida

29 INDICADORES DEL FLUJO DE ENERGÍA Consumo de Energía Fósil Producción de Energía Eficiencia de uso de la EF Aumento generalizado del consumo, pero localizado de la producción Reemplazo de maíz por soja: menor producción de energía

30 INDICADORES DEL FLUJO DE AGUA Precipitaciones Consumo de Agua Eficiencia de uso del Agua Mayores aumentos en las zonas más productivas y de mayor avance Reemplazo de maíz por soja: menor consumo de agua

31 RELACIÓN ENTRE LOS FLUJOS DE AGUA Y ENERGÍA Pasó de 40 mm Mj -1 al inicio del período a alrededor de la mitad hacia el final. Se relacionó positivamente con el % de cultivos anuales (mejor ajuste logarítmico). Esta relación fue más acentuada en este indicador que en los de agua y energía por separado. Relación entre el Consumo de Agua y la Producción de Energía

32 Región Agrícola de Argentina Cultivo vs. Carne

33 Región Agrícola de Argentina Cultivo vs. Carne

34 Emisión de gases invernadero (en Mg eq-co 2 ha -1 año -1 ) de la producción agropecuaria en la región agrícola de Argentina en 1969/70 y 2010/11.

35 Emisión de gases invernadero (en Mg eq-co 2 ha -1 año -1 ) de la producción agropecuaria en la región agrícola de Argentina en 1969/70 y 2010/11.

36 Consideraciones Finales La identificación de los impactos sobre los flujos de agua y energía no es un desafío menor, sobre todo en una sociedad que se preocupa crecientemente por los problemas ambientales. Los indicadores elegidos son lo suficientemente genéricos y versátiles como para permitir la identificación, cuantificación, y análisis de los flujos de agua y energía. La fortaleza de estos estudios no radica tanto en el valor absoluto de los resultados obtenidos, sino en la identificación de grandes patrones y gradientes espaciales, y cómo éstos varían en el tiempo.

37 Consideraciones Finales Los resultados indican que las regiones más productivas (e intensivas) mostraron mayores eficiencias de uso de ambos recursos, no solamente de agua. De acuerdo a esto, lograr un mayor nivel de producción y una mayor eficiencia en el uso de los recursos no son metas antagónicas. Además, se confirmó que el impacto del avance de la frontera agrícola (o bien, el aumento de la superficie de cultivos de cosecha) impactó de manera diferenciada sobre los flujos de agua y energía. En general, se encontraron mayores cambios absolutos en las ecoregiones más productivas (zona Centro), pero mayores cambios proporcionales en las regiones marginales para la agricultura (NOA y NEA). De acuerdo a estos resultados, el impacto de la agriculturización de la región tiende a ser cada vez mayor sobre el flujo de energía que sobre el flujo de agua.

38 MUCHAS GRACIAS!