Impacto de la agricultura sobre los recursos naturales

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Impacto de la agricultura sobre los recursos naturales

  1. 1. Impacto de la Agricultura Sobre los Recursos Naturales Dr. José Santos Flores Laureano, Ph.D.
  2. 2. Superficie Dedicada a la Agricultura (FAO, 2003)  Superficie total = 13.4 mil millones de has  Superficie agrícola = 1.5 mil millones de has (11% de la superficie total y 36 % de la superficie cultivable)  Superficie potencialmente cultivable = 2.7 mil millones de has
  3. 3. Fuentes de crecimiento de la producción agrícola (%) (FAO, 2003)
  4. 4.  “La llamada Agricultura Industrial, rotulada de `moderna o avanzada’ por sus seguidores, ha presentado inadecuaciones ecológicas, económicas y sociales, por no responder a su escencia más obvia: la agricultura como un intrincado proceso biológico dictado por la naturaleza y no como un mero proceso físico, químico y económico a tono con los intereses inmediatistas del hombre. La interrelación de las actividades agrícolas e industriales, producida por la dependencia de los productos agrícolas como materias primas, incorporó la lógica industrial en el medio rural, obligando al productor a seguir padrones industriales pre-establecidos, tales como garantizar la producción en épocas determinadas, padronizar el aspecto externo de los productos, uniformidad de tamaño, forma y época de maduración.”
  5. 5.  “La producción agrosilvopastoral integrada dentro de las fincas fue sustituída por la reducción del número de agentes biológicos, que determinó principalmente en las áreas de monocultivo, una gran simplificación de estos sistemas. Una inmensa diversidad de especies que garantizaban la homeostasis de los agroecosistemas fue sustituída por pocas especies que representan las etapas iniciales de la sucesión ecológica, creando sistemas muy inestables, sujetos a grandes alteraciones biológicas y reduciendo la capacidad de reciclar agua y nutrientes, aumentando por lo tanto las pérdidas.”
  6. 6.  “Igualmente, el uso de fertilzantes inorgánicos y de agrotóxicos, la irrigación y la mecanización en amplio sentido, son fuentes subsidiarias de energía que aportan los procesos químicos y físicos que garantizan a la agricultura industrial su gran productividad. Estos insumos demuestran que el aumento de productividad no procede de los procesos biológicos de fijación de energía solar a través de la fotosíntesis, lo que produce una contradicción con los objetivos: la agricultura que tiene como función básica sintetizar sustancias con alto valor energético acaba consumiendo más energía para producir los alimentos que la energía en ellos contenida. En Europa occidental y en los Estados Unidos, para cada caloría producida en los alimentos, se consumen 2.5 calorías en los insumos”. (Cleverson Andreoli, 1993).
  7. 7. Tasa anual (%) de crecimiento de la productividad agrícola (García Dory, 1985)  Región Mundial o País Productividad 1950 - 1980 Productividad1972 - 1980 DESARROLLADOS Estados Unidos 2.1 1.5 Europa Occidental 2.3 1.9 Japón 2.0 2.5 SUBDESARROLLADOS América Latina 1.3 1.4 África del Norte 2.3 2.4 Sudeste Asiático 2.1 1.4 Total Mundial 2.2 1.8
  8. 8. La Agricultura…  ¿Un mal necesario?  ¿Un villano ambiental?  ¿Una solución ecológicamente compatible y estable?
  9. 9. Evolución de la Agricultura  Pre-agricultura (10,000 AC)  Revolución de la Agricultura (8000 – 7000 AC)  Agricultura Histórica (2500 – 500 AC)  Agricultura Feudal (500 AC – 1600 DC)  Agricultura Científica (1600 – 1960)  Revolución Verde (1960 – 1980)  Agricultura Ecológica (1980 – presente).
  10. 10. La Revolución Verde implicó el uso intensivo de…  Variedades de cereales mejoradas genéticamente (monocultivos extensivos)  Maquinaria agrícola  Riego  Fertilizantes  Plaguicidas
  11. 11. Beneficios tangibles  Producción de alimentos (granos básicos, hortalizas, frutas, oleaginosas, etc.).  Elaboración de materiales textiles y fibras  Consumo de plantas estimulantes (café, té, coca, tabaco, mate, etc.)  Producción de especias (pimienta, clavo, orégano, mostaza, comino, azafrán, vainilla, etc.)  Producción de cultivos forrajeros para la alimentación del ganado.  Mejoramiento de suelos (abonos verdes, cultivos de cobertura, etc.).  Producción de plantas aromáticas para su uso en la industria como saborizantes (vainilla) y en la perfumería.  La transformación de muchos productos agrícolas diversos para su posterior consumo humano, por ejemplo, jugos, nieves, frutas en almíbar, purés, mermeladas, néctares, refrescos, yogurt de fruta, sidras, licores, harinas, brandis, cigarros, pan, pastas, aceites, margarinas, productos en escabeche, jaleas, medicamentos, complementos alimenticios, edulcorantes y dulcificantes, vinos, etc.
  12. 12. Beneficios tangibles (ganadería)  Producción de alimentos a partir de especies avícolas, bovinos, porcinos, ovinos, caprinos, conejos y abejas.  Como fuerza de trabajo (bueyes, vacas, caballos, burros,, etc.).  Como medio de transporte (caballos, burros, camellos, elefantes, etc).  Producción de especies con fines deportivos (toros de lidia, gallos de pelea, perros y caballos de carreras, etc.).  Transformación de los productos de origen animal para la fabricación de queso, mantequilla, crema, yogurt, requesón, leche pasteurizada y en polvo, jamón, salchicha, mortadela, queso de puerco, chorizo, chuleta, carnes deshidratadas, carne ahumada, y productos enlatados.
  13. 13. Categorización de los impactos  Culturales  Científicos y tecnológicos  Políticos  Económicos  Ambientales
  14. 14. Impactos Ambientales 1. Sobre la biodiversidad 2. Sobre el clima 3. Sobre el agua 4. Sobre el suelo
  15. 15. 1. Impactos Sobre la Biodiversidad  Domesticación de plantas y animales  Deforestación  Fragmentación de ecosistemas  Pérdida de hábitat  Erosión genética (monocultivos)  Contaminación  Daños directos sobre la macro y micro flora y fauna del suelo
  16. 16. Consecuencias de la Domesticación de Plantas y Animales Consecuencias benéficas:  Obtenía alimentos cada vez de mejor calidad  Seleccionaba a las plantas o animales más productivos  Al tenerlos en su aldea se ahorraba tiempo en su búsqueda, cosecha y/o cacería Consecuencias negativas:  La creación de especies nuevas, diferentes y poco relacionadas o a veces en conflicto con las silvestres  El aislamiento de genes de estas especies  Las especies domesticadas perdieron la habilidad para sobrevivir por sí mismas, ya que se volvieron más susceptibles al ataque de plagas y enfermedades, o bajó su resistencia a sequías o heladas
  17. 17. Algunas Cifras Sobre Deforestación (FAO, 1998)  Superficie mundial de bosque en 1995 = 3, 454 millones has (25% de la superficie total), 97% bosques naturales y 3% plantaciones. Poco más del 50% está localizada en países en desarrollo.  En el período 1980 – 1995 la superficie con plantaciones forestales se incrementó de 45 a 60 millones de has a valores entre 80 a 100 millones de has en los países desarrollados, y pasó de 40 a 81 millones de has en los países en desarrollo.  Se perdieron 200 millones de hectáreas en el mismo período en los países en desarrollo, siendo la pérdida neta de 180 millones de has.
  18. 18. Porcentaje de bosque tropical derribado por región en el período 1960 - 1990
  19. 19. Efectos de la deforestación  Destrucción de hábitat para la flora y fauna silvestres  Fragmentación del hábitat  Incremento del número de gotas que golpean el suelo  Disminuye la intercepción de agua por la vegetación y aumentan los escurrimientos.  Aumenta la erosión y la pérdida de materia orgánica y baja la fertilidad del suelo.  Al disminuir la cantidad de materia orgánica la estructura del suelo se vuelve menos porosa y más compacta.  Al compactarse el suelo se reduce su capacidad de infiltración por lo que los mantos subterráneos de agua reciben menos agua.  Al compactarse el suelo y reducirse la infiltración, aumentan los escurrimientos y el riesgo de erosión.
  20. 20. Contaminación debida a fertilizantes  Cambios en el pH del suelo (acidificación).  La acidificación vuelve insolubles a algunos nutrientes (deficiencias nutricionales) y extremadamente solubles a otros (toxicidad por exceso).  Contaminación del agua subterránea.  Toxicidad a la flora y fauna del suelo.
  21. 21. Contaminación por pesticidas  Son tóxicos.  Biomagnificación o bioacumulación.  Producen resistencia genética en las plagas.  Alteran las relaciones entre las especies de insectos (depredador-presa)  Pueden propiciar la aparición de nuevas plagas.  Pueden dañar a insectos benéficos ya que no son específicos.  Son altamente persistentes en la biósfera.  Son caros.
  22. 22. 2. Impacto Sobre el clima (contribución al cambio climático)  Emisión de CO2 a través de la deforestación (descomposición de residuos orgánicos) y la quema de la vegetación derribada para la apertura de tierras al cultivo.  Emisión de metano a partir de plantíos de arroz y la cría de rumiantes.  Liberación de óxido nitroso (N2O) a la atmósfera a partir de fertilizantes nitrogenados, la quema de materia orgánica, y la crianza de ganado vacuno.  El hollín de carbón (aerosol) que se produce durante la quema de materia orgánica.
  23. 23. Inventarios nacionales de emisión de CO2 (Mt CO2) asociado con el uso de combustibles fósiles, manufactura de cemento, amoniaco y cal, y deforestación. País Combustibles fósiles Productos químicos Cambios de uso de suelo Australia 286.8 3.0 130 Brasil 236.5 12.7 1200 Canadá 430.4 5.3 - China 2970.4 222.0 9 Francia 329.6 10.5 -37 Alemania 815.2 19.9 -20 India 873.9 34.9 150 Indonesia 286.4 9.7 455 Irán 255.7 8.1 - Italia 392.5 17.4 -37 Japón 1081.7 45.1 -90 México 345.9 11.9 89 Corea del norte 255.7 1.3 - Polonia 331.1 6.9 - Rusia 1799.9 18.1 -587 Corea del sur 346.1 1.3 - Sudáfrica 301.3 4.5 - Ucrania 432.7 5.5 52 Reino Unido 535.9 6.2 -6 Estados Unidos 5430.2 38.3 -532
  24. 24. Emisión global total de CO2 en 1995 como resultado de la combustión de combustibles fósiles, fabricación de cemento y cambios de uso de suelo (Marland et al., 1998). Fuente Emisión (GtC) Combustibles sólidos 2.45 Combustibles líquidos 2.57 Combustibles gaseosos 1.14 Combustión de gas 0.06 Total combustibles fósiles 6.22 Manufactura de cemento 0.19 Cambio de uso de suelo 0.6 – 2.6 Total 7.0 – 9.0
  25. 25. Cifras estimadas de emisiones de N2O (Prather et al., 1995) Fuente de óxido nitroso Emisión (Tg N/año) Suelos cultivados 1.8 – 5.3 Combustión de la biomasa 0.2 – 1.0 Fuentes industriales 0.7 – 1.8 Crianza de bovinos 0.2 – 0.5 Total 2.9 – 8.6
  26. 26. Cifras estimadas de emisiones globales de metano a partir de diferentes fuentes (Prather et al., 1995) Fuente de metano Emisión (Tg CH4/año) Extracción de carbón 15 – 45 Combustión de carbón 1 – 30 Extracción de petróleo 5 – 30 Extracción y uso de gas natural 25 – 50 Total – Combustibles fósiles 46 – 155 Plantas de tratamiento de aguas 15 – 80 Rellenos sanitarios 20 – 70 Animales domésticos 65 – 100 Estiércol animal 20 – 30 Plantíos de arroz 20 – 100 Combustión de biomasa 20 – 80 Total - Biótico 160 – 460 Gran total 206 – 615
  27. 27. 3. Impactos Sobre el Agua  3,800 km3 de agua dulce son tomados de lagos, ríos, y acuíferos (el doble de hace 50 años).  67 % del agua dulce es empleado en la agricultura de riego a nivel mundial (85 % en Latinoamérica, Asia y África).  La eficiencia promedio mundial de los sistemas de riego es de 60%.  Del 75 al 90 % de los 2000 km3 usados para riego anualmente, se evaporan.
  28. 28. Utilización anual de agua dulce como un porcentaje del total de agua extraída de diversas fuentes
  29. 29. Efectos Sobre el Ciclo Hidrológico  Alteración de las rutas normales del ciclo hidrológico.  Modificación de la magnitud de las rutas del ciclo.
  30. 30. Problemas específicos causados por el riego  Destrucción y fragmentación del hábitat (construcción de presas de almacenamiento, de derivación, canales, caminos, drenes, fuentes de bombeo, etc.).  Modificación del balance hidrológico.  Pérdidas de agua por escurrimiento superficial y por percolación.  Disminución de la fertilidad del suelo por el lavado de nutrientes.  Falta de uniformidad en la distribución del agua.  Salinización del suelo por riego excesivo (elevación del nivel freático).  Anegamiento (condiciones anaeróbicas).  Erosión del suelo.  Sobreexplotación de acuíferos.
  31. 31. Acuíferos Sobreexplotados en México (Programa Nacional Hidráulico 2001 – 2006, CNA)
  32. 32. Algunas Consecuencias de la Sobreexplotación de Acuíferos  Agotamiento de manantiales.  Desaparición de lagos y humedales.  Reducción del caudal base de las corrientes.  Eliminación de la vegetación nativa.  Pérdida de ecosistemas.  Reducción de la calidad del agua por intrusión salina y/o migración de las aguas fósiles.
  33. 33. Impactos de las Presas de Almacenamiento de Agua  Afectación de los ecosistemas terrestres y la biodiversidad.  Afectación de la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos por cambios en el régimen de flujo de agua  Emisión de gases de invernadero.  Alteración de los ciclos normales de avenidas o inundaciones.  Impactos sobre la pesquería.  Efectos acumulativos de una serie de presas sobre el mismo río.
  34. 34. Impacto sobre los Ecosistemas Terrestres y su Biodiversidad  Eliminación de la vegetación presente en el vaso.  Desplazamiento o emigración de la fauna.  Desmonte de más tierras para compensar las perdidas en el vaso.  La pérdida de la vegetación nativa lleva a un incremento en la sedimentación y en el caudal de tormenta, a la generación de más escurrimientos, a una disminución de la calidad del agua, y a cambios en la producción estacional de escurrimientos.  El control de las avenidas provoca que haya un disminución del agua subterránea captada por los acuíferos cercanos a las planicies de inundación.
  35. 35. Impactos Sobre los Ecosistemas Acuáticos y su Biodiversidad  Los ecosistemas acuáticos y su biodiversidad dependen del gasto de agua conducida por el río, de la cantidad y carácter del sedimento en movimiento, y de el carácter o composición de los materiales que constituyen el fondo y las riberas del río.  La introducción de especies no nativas, la modificación de la calidad del agua (temperatura, oxígeno, y nutrientes), la pérdida de la dinámica del ecosistema y de la capacidad para mantener la continuidad del mismo, producen modificaciones al sistema del río.  El régimen del flujo es la variable clave para los ecosistemas acuáticos aguas-abajo. La oportunidad, la duración y la frecuencia de las avenidas en el río son cruciales para la supervivencia de las comunidades de plantas y animales que viven aguas-abajo de la presa.
  36. 36. Impactos Sobre los Ecosistemas Acuáticos y su Biodiversidad (continuación)  La biodiversidad natural existente en un río no regulado puede llegar a ser muy diferente a aquella que aparece bajo un régimen de flujo regulado y más estable.  La temperatura y la química del agua son alteradas a consecuencia del almacenamiento del agua y los cambios en la oportunidad y frecuencia de las avenidas.  Mayor crecimiento de algas en la presa y en el canal aguas abajo debido a una mayor carga de nutrientes (eutroficación).  El hábitat acuático modificado puede ser más favorable para especies exóticas que compiten con las nativas.
  37. 37. Impactos Sobre los Ecosistemas Acuáticos y su Biodiversidad (continuación)  La reducción del caudal aguas abajo reduce la fuerza erosiva del agua a la que se someten las plantas ribereñas, lo cual combinado con la reducción de la migración del canal favorece el desarrollo de algunas plantas acuáticas en parte de lo que era el cauce del río.  Los cambios en el régimen de flujo del río pueden afectar también a la fauna que vive a cierta distancia del río (varios kilómetros) y que acuden a él.  Las grandes presas constituyen una barrera para que las especies crucen de un ribera a otra como lo hacían previamente a la construcción de la misma.  Cuando se hacen desvíos de agua de una cuenca a otra se modifica el volumen y la estacionalidad del flujo y ocurre invasión de nueva biota proveniente de la cuenca de origen de las aguas que compite con la nativa de la cuenca recipiente.
  38. 38. Impactos Sobre los Ecosistemas Acuáticos y su Biodiversidad (continuación)  El plancton se ve afectado por cambios en la turbidez del agua.  Al reducirse la carga sedimentaria aguas abajo ocurre la eliminación de playas y remansos que sirven de hábitat para los peces nativos, y la reducción o eliminación de la vegetación riparia.  Una presa es un barrera para el movimiento de peces aguas arriba y aguas debajo de la cortina, provocando cambios en la composición de especies o aún la pérdida de algunas de ellas.  Algunas especies de plantas riparias (eucalipto en Australia) requieren de las avenidas para la germinación de la semilla. En otros casos, la liberación de agua de la presa en momentos ecológicamente equivocados lleva a la destrucción de bosques riparios.  Fragmentación de los ecosistemas riparios. Alrededor de un 60% de las cuencas más grandes en el mundo han sido moderada o grandemente fragmentadas.  La construcción de varias presas sobre un mismo río produce efectos acumulativos negativos en los ecosistemas de río.
  39. 39. Disminución del número de especies e incremento en la productividad de la pesquería (Tucuri)
  40. 40. Modificación del Régimen Anual de Flujo Debido a una Presa Hidroeléctrica en el Río Colorado, Lee´s Ferry, EUA.
  41. 41. Fragmentación de Ecosistemas Acuáticos en 225 Grandes Cuencas
  42. 42. Emisión de Gases de Invernadero (GHG)  La descomposición de la vegetación y las entradas de carbón a la cuenca son fuentes de GHG.  Las presas pueden tener un potencial de emisión de GHG entre 1 al 28 % del total.  Principales GHG: CO2 y metano.  Se presume que las presas poco profundas y más calidas (tropicales) emiten mas GHG que las frías y profundas (boreales).
  43. 43. Emisión de GHG en Presas
  44. 44. Impacto de la Agricultura Sobre la Calidad del Agua – Parámetros indicadores  Temperatura elevada  Salinidad  Contenido de nitratos  Calidad sanitaria (presencia de coliformes fecales y otros)  Residuos orgánicos degradables  Erosión/sedimentación  Enriquecimiento de nutrientes  Microelementos tóxicos  Plaguicidas
  45. 45. 4. Impactos Sobre el Suelo  Impacto de la labranza  Impacto del riego  Impacto del sobrepastoreo
  46. 46. Impacto de la labranza  Encostramiento  Compactación  Erosión  Destrucción de la estructura  Reducción de la porosidad  Destrucción de la materia orgánica  Modificación del régimen térmico y gaseoso del suelo  Afectación de la flora y fauna del suelo
  47. 47. Propiedades del Suelo Afectadas  Velocidad de infiltración del agua  Velocidad de percolación  Densidad aparente del suelo  Porosidad  Agregación (estructura)  Reflectividad de la superficie (albedo)  Régimen térmico del suelo  Ventilación e intercambio gaseoso con la atmósfera  Microclima al interior del suelo  Velocidad de mineralización de la materia orgánica  Biodiversidad del suelo  Retención de humedad
  48. 48. Impacto del Riego Sobre el Suelo  Erosión  Salinización  Anegamiento o inundación  Lixiviación excesiva de nutrientes
  49. 49. Impacto del Sobrepastoreo  Compactación  Exposición del suelo al efecto de la lluvia  Reducción de su fertilidad
  50. 50. Causas de degradación del suelo (% de tierra degradada) (Fuente: World Resources Institute, 1990 y L. R. Oldeman et al., 1990) Área Deforestación Leña Sobrepastoreo Agricultura Industrialición Europa 38 - 23 29 9 África 14 13 49 24 - Norteamérica 4 - 30 66 - Centroamérica 22 18 15 45 - Sudamérica 41 5 28 26 - Asia 40 6 26 27 - Oceanía 12 - 80 8 - Mundial 30 7 35 28 1
  51. 51. Nuevos Modelos, Enfoques o Paradigmas para una Agricultura Sostenible  Agricultura de conservación o agricultura ecológica  Agricultura orgánica  Labranza de conservación  Control integral de plagas  Métodos de riego presurizados, más eficientes y más racionalmente manejados  Métodos de conservación del agua y del suelo  Biotecnología  Hidroponia  Agroforestería
  52. 52. Aral Sea's desiccation from 1960 to 1995 http://www.dfd.dlr.de/app/land/aralsee/ State 1960 St ae 1995
  53. 53. La Crisis del Mar Aral  29 de mayo de 1973  19 de agosto de 1987  29 de julio de 2000

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