Investigadores de la Universidad de Wyoming (desde la izquierda) Mario Bretfeld, Yanyan Cheng y Fred Ogden realizan un experimento de simulador de lluvia el 1 de diciembre 2016, medir el efecto del manejo de tierras silvopastoriles (pastizales de madera) en la Cuenca del Canal de Panamá sobre la infiltración de lluvias. Crédito:Emily Purvis
Un proyecto de investigación recientemente completado dirigido por investigadores de la Universidad de Wyoming permitió un análisis socioeconómico novedoso destinado a descubrir si las inversiones en infraestructura ecológica son factibles en varios escenarios para mejorar la confiabilidad del Canal de Panamá.
Fred Ogden, profesor en el Departamento de Ingeniería Civil y Arquitectónica de la Universidad de Washington y en la Escuela de Medio Ambiente y Recursos Naturales de Haub, fue el investigador principal de la investigación. Actualmente es científico senior visitante y académico residente en la Oficina de Predicción del Agua en el Centro Nacional del Agua de EE. UU. En Tuscaloosa. Ala.
"Nuestro estudio creó un gran equipo que incluía a hidrólogos, botánicos, ecologistas forestales, científicos del suelo, geoquímicos, geofísicos, ingenieros Civiles, científicos sociales y economistas, todo con el objetivo de mejorar nuestra comprensión de cómo las personas toman decisiones sobre la gestión de la tierra que afectan las cuencas hidrográficas tropicales, "Dice Ogden." En particular, nos enfocamos en los resultados deseables de un mayor flujo de arroyos durante períodos secos prolongados y reducción de la erosión. Este documento representa un resumen de los resultados de nuestro estudio integral para informar y mejorar las decisiones de manejo de la tierra que brindan beneficios hidrológicos en los trópicos ".
Ogden contribuyó al periódico, titulado "Evaluación de inversiones en infraestructura ecológica, "que se publicó el 7 de enero en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ). La revista es una de las publicaciones seriadas científicas multidisciplinarias más prestigiosas del mundo, con cobertura que abarca lo biológico, ciencias físicas y sociales.
El proyecto aprovechó la infraestructura de investigación existente proporcionada por el Proyecto Agua Salud del Smithsonian Tropical Research Institute, que brindó un escenario experimental para probar hipótesis relacionadas con los efectos de la cobertura y el uso de la tierra en la respuesta hidrológica en la cuenca que proporciona todo el caudal del río que alimenta el Canal de Panamá. El comercio marítimo entre los Estados Unidos y otros países representa el uso dominante del Canal de Panamá.
"Las cuencas hidrográficas tropicales de todo el mundo están bajo presión porque las cuencas hidrográficas pequeñas normalmente proporcionan grandes cantidades de agua para grandes poblaciones y están en riesgo de sequía u otras tensiones climáticas, "Ogden dice." La Cuenca del Canal de Panamá es muy importante para el comercio de los Estados Unidos y es uno de los pocos lugares en los trópicos que tiene un registro hidrológico a largo plazo, y un sistema activo de toma de decisiones impulsada por el manejo de la tierra que involucra a los propietarios y las partes interesadas en maximizar los beneficios hidrológicos ".
Este nuevo artículo sintetiza los resultados de un gran año multi-institución, proyecto multidisciplinar. El nivel de síntesis alcanzado para sacar conclusiones hubiera sido imposible sin los importantes aportes de cada uno de los implicados en el estudio, Dice Ogden.
Otros contribuyentes al artículo fueron de la Universidad de Alberta, Universidad de Yale, Universidad de Saskatchewan, el Área de la Misión de Agua del Servicio Geológico de EE. UU. en Boulder, Colo .; y el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Jason Regina, un doctorado en UW estudiante de Kansas City, Mes., ayudó a recopilar y analizar datos hidrológicos.
Triturar los números
El proyecto de investigación cumplió sus objetivos de avanzar en la comprensión hidrológica en los trópicos húmedos y escarpados; comprender los factores que afectan las decisiones de los propietarios en relación con los planes de gestión de tierras pagados; y combinar estos hallazgos en una evaluación integrada del potencial de los pagos a largo plazo por los servicios de los ecosistemas hidrológicos en la Cuenca del Canal de Panamá.
El análisis económico, basado en años de estudios hidrológicos y de comportamiento intensivos, fue dirigido por investigadores de Yale, la Universidad de Alberta, Canadá, y la Universidad de Saskatchewan, Canadá.
"Creo que nuestros resultados respaldan la ubicación en la que la Autoridad del Canal de Panamá ha estado trabajando, por lo que da unos sólidos análisis hidrológico-económicos a esa decisión, "dice Eli Fenichel, profesor asociado de bioeconomía y gestión de ecosistemas en Yale, y el autor correspondiente del artículo. "También da una idea de hasta dónde puede llegar la Autoridad del Canal de Panamá con la infraestructura ecológica. Ofrecemos algunas opciones diferentes que dependen exactamente de cuáles son sus objetivos y probablemente algunos desafíos no económicos que puedan enfrentar. Demostramos que la Autoridad del Canal de Panamá enfrenta desafíos reales para introducir más agua en el canal en la estación seca ".
Según el periódico, la Autoridad del Canal de Panamá podría ofrecer contratos a agricultores privados para cambiar el uso de la tierra a fin de aumentar el flujo de agua en la estación seca y reducir la sedimentación. Las limitaciones físicas y sociales limitan la oferta y la escalabilidad del mercado. Retrasos en el servicio, desde el momento en que se deben realizar los pagos a los propietarios hasta el momento en que se realizan los servicios, ocurren debido a retrasos en el cambio ecológico que dificultan la viabilidad del programa.
Las pasantes del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales Laura Lyon (izquierda) y Catalina Guerra miden la fotosíntesis a nivel de las hojas para comprender mejor cómo los árboles tropicales usan la humedad del suelo en el sitio del proyecto Agua Salud en la Cuenca del Canal de Panamá. Crédito:Mario Bretfeld
La inversión ecológica factible depende del valor y la demanda de los servicios que brinda la infraestructura ecológica; la capacidad de cambiar un ecosistema para producir un mayor nivel de servicio; y la habilidad, el derecho y la voluntad de una entidad para realizar cambios en un ecosistema.
En muchas instancias, los beneficiarios de los servicios de los ecosistemas carecen de la capacidad de implementar cambios en el suministro, necesitando un sistema de contratación voluntaria que permita los pagos del usuario del agua al proveedor de agua.
Estos sistemas se denominan "pagos por servicios ecosistémicos" o PSA. This is a system of agreed-to monetary or in-kind payments made to land holders, who agree to manage their land in an agreed-upon way, such that the land provides benefits to the person making the payment for some kind of service provided by the landscape. This service could include reduced nutrient, sediment or contaminant runoff; more river flow during droughts or nonrainy periods; and habitat for wildlife.
Vic Adamowicz, one of the paper's co-authors and a professor in the Department of Resource Economics and Environmental Sociology at the University of Alberta, says his role was to help design and implement the survey of landowners in the Panama Canal Watershed.
The study collected a variety of information on landowners, including demographics, land area and farming systems. Sin embargo, he adds the most important element was the determination of landowners' willingness to accept payments in exchange for changing their land use and providing hydrological benefits.
This identified the cost for these people to provide hydrological services. The survey design provided cost information for different land-use changes for land that is currently pasture, but could be changed into a silvopastoral (wood pasture) regime or used to grow coffee or timber. The survey also included a number of ways to ensure the responses were valid and realistic.
"We feel this helps the Panama Canal Authority in assessing the costs of payments for ecosystem services programs and the benefits, in terms of transit revenue, of PES programs, " Adamowicz says. "This is a challenging natural and social science issue that requires understanding of the natural and social systems, and how they interact. We also have described the importance of targeting spatially and landowner preferences for technical assistance and insurance."
Fenichel says that the team figured out what a centimeter of water in Gatun Lake was worth to the Panama Canal Authority. Gatun Lake is a large artificial lake located to the south of Colon, Panamá. It forms a major part of the Panama Canal, carrying ships for 33 kilometers of their trip across the Isthmus of Panama.
In a market where supply equals demand—known as a market clearing equilibrium—a quantity-price pair is experienced. Fenichel used the analogy of a bakery making cookies at a certain price to explain this concept.
Por ejemplo, if a bakery charges $5 per cookie, it might sell 10. However, if the bakery charges $4 per cookie, it might sell a dozen. Putting these price-quantity pairs together creates the demand curve. Por otra parte, it might cost the bakery $3 to make the 10th cookie, but $4 to make the 12th cookie. This is the supply curve.
The bakery would certainly choose to make the 10th cookie because it would net $2 on that cookie, Fenichel says. The bakery likely would continue making up to the 12th cookie because it breaks even on that cookie and makes money on every cookie made before that.
"In our analysis, we find a constant amount that the Panama Canal Authority would be willing to pay for a centimeter of water in Gutan Lake but that every centimeter costs more in contracted land-use change, " Fenichel explains. "We order the hectares that could be contracted to make a supply curve. The market clearing equilibrium is the quantity of land that the Panama Canal Authority would contract with at the price that is exactly equal to the willingness to pay for the additional water that adding a hectare provides."
"As a synthesis paper, it builds on our hydrology research results and uses them to place values on different land management decisions, " Ogden says.