sistemas agroforestales como herramienta de manejo sostenible
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Yale School of Forestry & Environmental Studies
Los sistemas agroforestales como herramienta para el manejo sostenible
de bosques en América Latina
Florencia Montagnini-Yale University
Senior Fellow, Energy and Climate Partnership of the Americas (ECPA), U.S. Dept. of State
Yale School of Forestry & Environmental Studies
Areas prioritarias de trabajo
•Sistemas agroforestales: productividad y servicios
•Recuperación y conservación de biodiversidad
•Captura de carbono
•Pago de Servicios Ambientales
•Restauración de ecosistemas de bosques •Reforestación con especies nativas •Adaptación y Mitigación del Cambio Climático
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Temas de esta presentación
Papel de los SAF en evitar la deforestación
Potencial de SAF para REDD+
SAF y adaptación y mitigación (AyM) al cambio climático (CC)
Importancia de toma de C en suelos
SAF en bosque practicados por comunidades indígenas y su integración con mercados y tecnología actual
SAF y conservación de la biodiversidad
El por qué y para qué, ventajas del uso de especies nativas
Papel de SAF en evitar la
deforestación, REDD+
SAF con cultivos anuales
SAF con cultivos perennes SAF en bosque natural
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•A nivel global, se ha estimado que existen aprox. 1000 millones de ha de SAF, y que pueden acumular 12-228 Mg C/ha.
•En regiones tropicales, se ha estimado que una hectárea de SAF practicado de manera sostenible puede compensar 5 a 20 ha de deforestación.
•Ej. en Sumatra, Indonesia, agricultores que integraron el cultivo del arroz con árboles y huertos caseros ejercieron menos presión sobre el bosque que los que se dedicaban a arroz solamente.
Los SAF pueden disminuir la presión sobre los bosques naturales, que son el mayor reservorio mundial de C.
Fuentes: Montagnini, F., Cusack, D., Petit, B., and Kanninen, M. 2005. Environmental Services of Native Tree Plantations and Agroforestry Systems in Central America. Journal of Sustainable Forestry 21(1) 51-67.
Montagnini, F., and Nair, P. K. 2004. Carbon Sequestration: An under-exploited environmental benefit of agroforestry systems. Agroforestry Systems 61: 281-295.
Impactos/oportunidades potenciales para los SAF
dentro de REDD+ •Evitar la deforestación => se reducen posibilidades
de aumentar el área bajo uso agrícola •Cambio hacia usos productivos de la tierra más
intensivos, entre ellos SAF •SAF y SSP => aumentos en las reservas de
carbono (C stocks) •Ingresos por REDD+ pueden originar tendencias en
políticas que favorezcan sistemas de producción alternativos tales como SAF
Fuente: Driving to High Carbon Stocks Pathways on a REDD vehicle. 2nd World Agroforestry Congress. Symposium: High Carbon Stocks Development Pathways. 26 August 2009, Nairobi, Kenya
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REDD+ en América Latina
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Total de 15 millones ha (Perú mas de 2.5 millones)
Perú con uno de los potenciales de reducción de emisiones más elevados con un menor costo por tonelada de equivalentes de dioxido de C
SAF y la AyM del CC
La capacidad de adaptación de los cultivos se espera disminuya en 2050 según modelos de aumento de temp. con el CC
Una disminución de 2o C de temperatura puede lograrse con ~ 400m de altitud
La agricultura “sube por las laderas”
Árboles del dosel en SAF de 20 m de altura logran~ 2 oC disminución de temperatura
Pueden enfrentarse aprox. 50 años de cambio climático con árboles de sombra en SAF
Adaptabilidad presente y futura del café en
Nicaragua
Fuente: Jarvis, A.; J Ramirez; P Laderach. 2010. Desafíos para la adaptación al cambio climático en el sector
agropecuario y las oportunidades para la adopción de sistemas silvopastoriles P. 5 En: M. Ibrahim y E.
Murgueitio (eds.). Congreso Internacional de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible (6: 2010:
Panamá, Panamá). [email protected]
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Fuente: Angélica Afanador Ardila. 2008. Adaptación al cambio climático en la agricultura latinoamericana. Son los
Sistemas Agroforestales una alternativa? Tesis MS de la Universidad de Yale (FES). New Haven. Email:
SAF de café para adaptación al
Cambio Climático en México
Los árboles de sombra protegen al café de la variabilidad del microclima.
Las fluctuaciones de temperatura, humedad y radiación solar disminuyen al aumentar la densidad
de sombra, llevando a condiciones ideales de crecimiento.
◊sombra alta, □ sombra media, Δ sombra baja
Beneficios de SAF en adaptabilidad al cambio climático
Mejores condiciones microclimáticas
Eficiencia del uso del agua
Protección contra las precipitaciones
Conservación de suelo y agua
Fertilidad del suelo (reciclaje de nutrientes)
Mejor infiltración (reducción de la erosión)
Producción a largo plazo, sostenibilidad
Reducción de incidencia de plagas y malezas
Diversificación de sistemas agrícolas y del ingreso
Reducción del riesgo del CC y de mercados
Seguridad alimentaria
Biodiversidad y toma de C (Servicios ambientales)
• Limitan la cantidad de radiación que llega al sotobosque
• Reducción de la temperatura del aire y velocidad del viento
• Regulan el flujo de agua hacia el sotobosque
• Disminución de la evapotranspiración
SAF y mitigación del CC:
Toma de C en SAF con
cultivos anuales y perennes
Sistema C permanente (t ha-1) ________________________ Suelo Troncos
C transitorio (t ha-1 a-1) ____________________ Follaje y ramas Cultivos
Maíz-maíz 118 3.11 2.34 5.50
Maíz-frijol 116 16.51 10.50 4.80
C en SAF con cultivos anuales en CATIE, Turrialba, Costa Rica
• Los cultivos en callejones presentan un bajo potencial para el almacenamiento de C. Como los árboles son podados para depositar su material en los callejones, el C solamente es almacenado en los troncos que quedan. La frecuencia de poda, que puede ser cada 2 meses en el periodo de crecimiento, afecta la capacidad de almacenamiento de C.
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Carbono almacenado en SAF de cacao con árboles de sombra
Sistema C Perenne (t C ha-1) ________________ Suelo Cacao y árboles
C Lábil (t C ha-1 a-1) ________________ Hojarasca Cacao y árboles
Cordia-cacao
Inicial 98 - - -
5to. año 138 18.6 2.6 3.0
10º. año 171 42.8 8.8 3.0
Erythrina-cacao
Inicial 115 - - -
año 152 7.8 4.1 4.4
10o año 190 30.8 9.6 5.6
•El C almacenado en biomasa vegetal perenne fue similar para ambos sistemas: 4.28 t C ha-1año-1 para el sistema cacao-Cordia y 3.08 t C ha-1año-1 en el sistema cacao-Erythrina.
• A pesar de estos valores relativamente elevados, éstos eran solamente un 50% de los valores del bosque natural. •SAF con cultivos perennes pueden ser importantes en el almacenamiento de C, mientras que los SAF con cultivos anuales y manejo intensivo son más parecidos a la agricultura convencional.
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Toma de C en suelos en
SAF
A nivel mundial los suelos
contienen tanto o más C que la
vegetación, de manera que la
materia orgánica del suelo (MOS)
juega un papel crucial en el ciclo
global del C.
Las técnicas agrícolas que
aumenten la toma y conservación
de MOS pueden tener un fuerte
impacto sobre el ciclo global del C.
Los cultivos mixtos, el uso de residuos como mulch y otras técnicas utilizadas en los SAF tienen un gran potencial para conservar y aumentar la MOS.
•Protección física dentro de agregados del suelo
•Protección química por minerales o con otras moléculas
orgánicas.
•Preservación de compuestos orgánicos recalcitrantes debido a su composición y conformación molecular. La protección física o por formación de complejos organo-minerales es más importante que la química. El C estable del suelo representa un reservorio a largo plazo (a long-term C sink).
Mecanismos de estabilización del C del suelo
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Efectos del tipo de sombra y manejo sobre el COS en SAF con café Orgánico y Convencional
Efectos del tipo de sombra (3 especies arbóreas y “pleno sol” ) y manejo (orgánico y convencional) sobre las fracciones gruesa y fina del COS en SAF de 8 años.
Café con
Terminalia
amazonia
Proyecto de investigación en CATIE para
diversificar SAF de café y comparar manejo
convencional y orgánico.
Los insumos orgánicos aumentaron el C del suelo, especialmente en la fracción gruesa de los agregados.
Esto favorece el crecimiento del café orgánico y la toma de C, dos ingresos para el agricultor.
Fuente: Cowart, M., Montagnini, F., and Soto, G. Shade and management effects on soil carbon fractions in organic and conventional coffee agroforestry systems in Costa Rica. Environmental Management. Submitted, 2011.
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La yerba mate es un negocio lucrativo en Argentina, Paraguay, Brasil, con mercado en expansión en Estados Unidos, Europa y Asia, debido a su alto contenido de antioxidantes y efecto estimulante
Integración de SAF practicados por
comunidades indígenas con desarrollos
científicos y técnicos
Argentina es el productor más importante, en la actualidad con 203,803 hectáreas, la mayor parte en la provincia de Misiones
La provincia de Misiones es parte del Bosque Atlántico Interior, área de megadiversidad en la Argentina.
Ilex paraguariensis St. Hilaire (Aquifoliaceae)
La yerba mate crece en bosque como pequeño árbol de hasta 15m de altura, por lo que se puede cultivar en SAF
En monocultivo convencional a cielo abierto se mantiene a de 2-3m de altura para la cosecha
Monocultivos puede resultar en el agotamiento del suelo, erosión
SAF de YM son una alternativa
La YM orgánica paga un precio superior, especialmente si es exportada a USA y otros países
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Reserva Kue Tuvy habitada por el grupo indígena Aché Guayaki, 5000 ha de bosque. Limita con la Reserva de la Biósfera Mbaracayu de casi 100.000 ha. Los Aché Guayakí son los únicos remanentes de una etnia de recolectores y cazadores de la Mata Atlántica Interior en Paraguay. Tienen YM natural en el bosque y unas 20 ha de YM plantada en el
sotobosque. La empresa de YM orgánica Guayakí les compra su producción y les paga anualmente por el uso de su nombre en la marca.
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Guayakí se inició en 1996 con socios de Buenos Aires, Argentina y California, Esdatos Unidos. (www.guayaki.com). Los agricultores asociados a Guayakí en Misiones tienen plantaciones de YM relativamente pequeñas (<20 ha), y la producción de YM es un suplemento a sus ingresos.
YM con especies nativas dentro de las líneas de YM, Victor Jacinsky, Andresito, Misiones
Integración de agricultores de Argentina y Brasil en
sistemas comerciales de YM orgánica
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Vivero para producir especies nativas para plantar en combinación con YM. El trabajo adicional en el uso de las prácticas orgánicas es compensado por los mayores precios de YM pagados por Guayakí, ~ 2-3 veces el precio "normal".
Sachá Inchi (Plukenetia volubilis L.), Euforbiaceae
Ejemplos en Perú
Aguaje, murití (Mautitia flexuosa), otras palmas (açaï)
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Cómo contribuyen los sistemas
agroforestales a conservar la
biodiversidad?
• Proveyendo hábitats y nichos para otras especies
• Sirviendo de perchas y sitios para anidar
• Proveyendo recursos alimenticios
• Mejorando el microclima local
• Sirviendo como sitios donde las semillas pueden caer y
germinar
• Actuando como zonas de amortiguamiento
• Actuando como corredores biológicos
Sistemas cafetaleros en Mexico:
Rústico
Policultivo tradicional
Policultivo comercial
Monocultivo con sombra
Monocultivo sin sombra
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0
100
200
300
Traditional,
Erythrina
poeppigiana
shade
Traditional,
Erythrina
fusca shade
Traditional,
Annona sp.
Shade
Technified,
E.
poeppigiana
shade
Traditional,
Coffee
arabica
Technified,
Coffee
arabica with
shade
Technified,
Coffee
arabica
without
shade
Coleoptera Ants Other hymenoptera Spiders
Diversidad de artrópodos en la copa de árboles de sombra y plantas de café en diferentes sistemas de
cafetales en México
SAF experimental en CATIE
Diseño factorial
3 niveles de sombra: Sin sombra, 1sp & 2spp.
Especies de árboles de
sombra:
•Chloroleucon euryciclum
•Erythrina poeppigiana
•Terminalia amazonia
Dos tipos de fertilizantes:
•Químicos
•Orgánicos
Suelo desnudo
en tratamientos
convencionales
sin sombra Mantillo en el suelo
en el tratamiento de
café con árboles de
Terminalia amazonia
Enmienda orgánica
(broza)
Ventajas del manejo orgánico
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Biodiversidad Funcional
Diversidad de especies y productividad del café a lo
largo del gradiente de intensificación del manejo
Manejo de mediana intensidad, un buen compromiso?
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
a-organic low b-organic medium c-chemical medium d-chemical high
Management practices
Me
an
co
ffe
e y
ield
Kg
/ha
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Me
an
he
rb r
ich
ne
ss
Los huertos familiares, o huertos caseros mixtos, huertos chacra, son depósitos importantes de la biodiversidad local, y tienen una función para la seguridad alimentaria, la conservación in situ y domesticación de especies locales
Dominical, Costa Rica, Proyecto Tropical Forest Initiative. Foto: A. Redondo
Huertos Familiares
Sitio Clima # de huertos estudiados
# de especies de plantas
Tehuacán-Cuicatlán Valley, Puebla, Mexico Semi-arid to arid 30 233 (66% ornamental, 30% edible, 9% medicinal)
Tixpeual and Tixcacaltuyub, Yucatán, Mexico
Tropical humid lowland N/A 301 trees and shrubs (70%medicinal, 40% apiculture, 30% edible, 17% fuel, 19% building, 12% timber)
Tropical forests of 9 states, south-southeast Mexico
Tropical humid lowland N/A 278
Totonac Coxquihui, Veracruz, Mexico Warm, sub-humid, lowland 40 223
Zona Maya, Quintana Roo, Mexico Tropical humid lowland 78 80
Maya community of San Jose, Toledo, Belize
Tropical humid lowland 18 164
El Camalote, Copán, Honduras Montane wet 10 253 (91 trees, 42 shrubs 90 herbs, 24 lianas, 2 palms, 2 mushrooms)
Nicoya, Costa Rica Wet, tropical seasonal lowland
12 289 (63 varieties)
Five life zones of Costa Rica Tropical sub-humid to humid
225 236 (excluding ornamentals)
Eastern Costa Rica Wet tropical 45 133
Talamanca, Costa Rica Wet tropical 83 46 cultivated species
Coto Brus, Costa Rica Wet tropical 55 27 cultivated species
Masaya, Nicaragua Semi-arid to arid 20 334
Eastern Cuba Semi-arid 31 101
Diversidad de plantas en huertos familiares de Mesoamérica.
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Proyectos participativos como estrategias para manejo y restauración de bosques
integrando las comunidades indígenas con el conocimiento técnico científico en
Hidalgo, Mexico
Cercas vivas
Su papel principal es dividir,
separar, y proteger espacios
agrícolas o ganado
Proveen también muchos
servicios y productos
Producen leña, frutas,
forraje y sombra para el
ganado
Promueven la biodiversidad
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Diseño y manejo de las cercas vivas
Las cercas vivas deben incluir árboles diversos con copas
amplias y DAP elevados. Cambiar los ciclos de poda o podar
selectivamente para que los árboles continúen proveyendo conectividad del paisaje, y conservación de la vida silvestre.
Fuente: Francesconi, W., Montagnini, F., and Ibrahim, M. 2011. Living fences as linear extensions of forest remnants: a strategy for restoration of connectivity in agricultural landscapes. Pp. 115-126 In: F. Montagnini and C. Finney (Eds.). Restoring degraded landscapes with native species in Latin America. Nova Science Publishers, New York.
Cortinas rompevientos en zona de lecherías en Monteverde, Costa Rica
Cortinas rompevientos •Frecuentemente, son el único componente arbóreo del paisaje agrícola •Proveen hábitat y recursos para animales y para otras plantas •Funcionan como corredores naturales para el movimiento de animales en el paisaje
Cartago, Costa Rica. Foto: Alvaro Redondo
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Corredor Biológico
Mesoamericano Mar Caribe
www.biomeso.com
Fuente: Redondo Brenes, A. and Montagnini, F. 2010. Contribution of homegardens, silvopastoral systems, and other human-dominated land-use types to the avian diversity of a biological corridor in Costa Rica. pp.185-224 In: Lawrence R. Kellimore (Editor). Handbook on Agroforestry: Management Practices and Environmental Impact. Nova Science Publishers, New York.
Integración de la Productividad y la
Biodiversidad en el Corredor Biológico
Paso de la Danta, Costa Rica
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Definir metas de la restauración: productos, servicios ambientales, recreación, valor estético, hábitat para la vida silvestre.
Selección de especies nativas, y que provean alimento para animales y personas
¿Cómo compatibilizar productividad y
biodiversidad para restaurar paisajes de bosques
fragmentados?
Número de especies de aves encontradas en 10 hábitats
diferentes, Corredor Biológico Paso de la Danta, Costa Rica.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
VI OP RT TP WR BR ASP HG FE FF
Habitat Type
Nu
mb
er o
f sp
ecie
s
Summer
Winter
Accumulated
BR = Reservas Biológicas, FE = Bordes de bosque, FF = Barbechos, HG = Huertos familiares, OP = Palma africana, ASP = Sistemas silvopastoriles, WR = Refugios de Vida Silvestre, RT = Proyectos de Turismo Residencial, TP = Plantaciones forestales, VI = Poblados
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Como componentes de los SAF los árboles
nativos pueden ser más apropiados que los
exóticos porque:
(1) Mejor adaptados a las condiciones ambientales locales,
(2) Las semillas y otros propágulos están disponibles
localmente,
(3) Los agricultores están familiarizados con las especies y sus
usos,
(4) El uso de los árboles nativos en sistemas productivos
ayuda a preservar las diversidad genética, y está en
equilibrio con la flora y fauna local.
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Muchas especies nativas tienen rango de distribución amplio lo cual sugiere su gran adaptibilidad a variedad de condiciones ambientales
Terminalia amazonia, 9 años, en Fazenda Novo Milenio, 300 ha, Bahía, Brasil
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Terminalia amazonia (nativa) en Corredor Biológico Paso de la Danta, Costa Rica
Ambas en sitio similar, misma edad, 12 años. Fuente: Redondo Brenes (2010).
Las especies nativas tienden a favorecer mayor biodiversidad que las exóticas lo cual es una ventaja desde el punto de vista del pago de servicios ambientales
Tectona grandis (teca) (exótica) en Corredor Biológico Paso de la Danta, Costa Rica.
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CONCLUSIONES
SAF y la AyM del cambio climático La sombra del árbol: por lo menos 2o C
disminución de la temperatura
Resistencia (diversificación) para la adaptación a la variabilidad climática
Aumento de la productividad, corto y largo plazo
Contribución a la mitigación: toma de C por encima y por debajo de la tierra
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Mitigación del cambio climático
•Los SAF bien implementados y manejados pueden tener tasas de acumulación de C elevadas, y ser una herramienta efectiva para la M del CC.
•Los SAF tienen el beneficio adicional de proveer productos valiosos, alimentos y servicios ambientales y sociales.
•Los SAF pueden evitar la deforestación al proveer productos maderables y no maderables en tierras ya deforestadas.
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•Los SAF con cultivos perennes tiene mayor potencial para la toma de C que los SAF con cultivos anuales.
•Los suelos acumulan mayor cantidad de C que la biomasa aérea
•El papel de los suelos en la toma de C debe ser evaluado usando las metodologías adecuadas en cuanto a profundidad de muestreo y fraccionamiento del C.
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SAF y REDD+ SAF pueden reducir deforestación
Facilitan capacidad de generar bonos de C
Pueden ser parte del manejo sostenible de bosques
Integran conocimientos y prácticas de comunidades indígenas con tecnologías modernas
Se adaptan a circunstancias locales
REDD con SAF generan múltiples beneficios, biodiversidad
Procesos participativos son claves para SAF
Niveles de referencia claros para determinar los impactos
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¡Muchas gracias!