FACUTLY OF SCIENCE
Department of Plant and Environmental Sciences
John R Porter
Sección de ciencias del cultivo, Grupo de investigación en Clima y
Seguridad Alimentaria
Emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de la
producción Agricola –desarrollo y aplicación de la IKP (identidad
Kaya-Porter)

Eskild H. Bennetzen, PhD defence, May 4th, 2016
Slide 2
IPCC AR5 fue terrible!

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Slide 3
Contenido
 Agricultura y Emisiones de GEI
 Marco de referencia de la IKP (Identidad Kaya-Porter)
 Resultados:
- Producción de cultivos Danesa
- Agricultura global, pasado y fururo
- Agricultura regional
 Conclusiones y discusión

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Fuentes de emisiones de GEI provenientes de actividades humanas
CBO (2012): www.cbo.gov
Conclusión de IPCC = Ahora ~24 % de
emisiones

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Cuatro objetivos de estudio
Objetivo principal:
Desarrollar un marco de referencia de la identidad (KPI)
para el análisis de las emisiones de GEI de la producción
agrícola
Objetivo 2:
Analizar las emisiones de gases de efecto invernadero de la
producción de cultivos danesa en el pasado usando la IKP
Objetivo 3:
Analizar la producción agrícola y las emisiones de GEI en el
pasado para regiones del mundo usando la IKP
Objetivo 4:
Analizar la producción agrícola y las emisiones de GEI
globales en el pasado usando la IKP y construir una
historia BAU (bussiness As Usual) para futuras emisiones

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La IKP (Identidad Kaya-Porter)
 Una idea basada en la identidad de Kaya -análisis de las
emisiones del uso de la energía.
 Por primera vez ha sido construido un marco de identidad
para el análisis de las emisiones de GEI de la producción
agrícola.
 Ha tenido varias formulaciones a lo largo del camino.
 Dos formulaciones diferentes:
 Una formulación inicial para el estudio de caso de Dinamarca
 Una formulación "final" para el estudio global / regional

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App. 1/3
Agricultura
Usodeenergía
Emisiones basadas en la energía

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La identidad Kaya– UNFCC/IPCC
= GEI
GEI
ENERGIA
ENERGIA
GDP
GDP
POBLA
CIÓN
×
COMBUSTIBLES Sectores
×
Servicios
× POBLA
CIÓN

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App. 1/3
Agricultura
Usodeenergia
Emisiones globales de GEI por sector

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Slide 10
Ecuación simple JRP’s uso del suelo (KPI)
× = GEI
RENDIMIENTO
AREA
ENERGÍA
RENDIMIENTO
GEI
ENERGÍA
x × AREA
Producción Tecnología Combustibles
Porter 2009.
Emisiones del uso del suelo

KSLA – FACCE Seminar
Slide 11
La IKP
Area
Area
DM
DM
E
E
E
E
GHG
E
GHG
E
GHG
GHG out
out
out
out
in
in
energy
out
soil
out
LUC
crop 














Bennetzen et al. in prep.
Cambio en el uso del suelo
Emisiones del suelo
Intensidad de carbono en la
energía
Eficiencia en el uso de
energía
Área cultivada
Emisiones totales
Rendimiento
(Productividad)
Deconstrucción
Gestión de ‘manijas’

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Slide 12
Analisis de descomposición de las categorias de
emisión - usando la IKP
c
c
c
c
outc
outc
inc
inc
inEc
outc
soil
outc
LUC
crop area
area
DM
DM
E
E
E
E
GHG
E
GHG
E
GHG
GHG 
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

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
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L
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area
DM
DM
E
E
E
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GHG
E
GHG
E
GHG
GHG
LL
inL

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
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
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
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

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
 ;
;
;
;;;
;
Pienso (Forraje)
Fermentación entérica y estiércol

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Slide 13
Muchos factores y
ecuaciones
Datos de entrada* SalidasCálculos
Area
DMsaliente/Area
Esaliente/Dmsaliente
Eentrante/Esaliente
GEI/Ein
GEIsuelo/Esaliente
GEILUC/Esaliente
Emisiones
totales de GE
Modified from Bennetzen et al. 2012
*) 40 variables.
A nivel Nacional, regional
o global principalmente
de FAOstat y UN Energy
Database
La IKP – Cálculos básicos
Área
Producción
Uso de fertilizante
Uso de energía
Cambio en el uso
del suelo
Pienso (Forraje)

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Breve metodología
Global + 9 regiones del mundo
Periodo = 1970 a 2007 (+futuro global; 2007 - 2050)
Datos disponibles en bases de datos internacionales(e.g.
FAOSTAT)
Emisiones del suelo y ganadería estimados usando inventario
del IPCC (Tier 1)
Emisiones de GEI provenientes de cambios en el uso del suelo
(Houghton 2008, http://cdiac.ornl.gov)
Energía incluye:
Consumida directamente por cada sector(incl. labores y animales
de carga).
Consumo indirecto de la fabricación de fertilizantes.
Manufactura de maquinaria y construcción.

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Producción y emisiones de GEI en diferentes regiones
CEA
SSEA
MENA
EUR
EER
NA
CSA
SSA
OCE

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Emisiones de GEI por región

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Emisiones de GEI provenientes de la producción de
cultivos - sub-Saharan Africa vs. Europa
GEI/Cultivo
GEI/AreaCultivadaCSA 362 14,97
SSA 309 4,79
SSEA 245 9,64
World 166 5,41
MENA 124 2,25
OCE 69 0,89
CEA 68 3,91
EER 63 1,03
EUR 38 1,62
NA 34 1,11
Participación
global
SSA EUR
% de área de
cultivos
13 3
% de producción
de cultivos
6 8
% de emisiones de
GEI de los cultivos
11 1

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GEI/Ganadería
GEI/áreaganadera
SSA 4580 0,93
MENA 1604 0,76
SSEA 1532 9,15
CSA 1448 1,57
World 1110 1,51
OCE 1105 0,36
EUR 741 5,25
EER 614 1,26
NA 632 1,33
CEA 591 0,90
Participación
global
SSA EUR
% de área
ganadera
21 3
% de producción
ganadera
3 17
% de emisiones
de GEI
provenientes de
ganadería
13 11
Emisiones de GEI provenientes de la producción
ganadera - sub-Saharan Africa vs. Europa

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Slide 19
Emisiones globales de GEI por fuentes; 1970 - 2007

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Slide 20
c
c
c
c
outc
outc
inc
inc
E
outc
soil
outc
LUC
crop area
area
DM
DM
E
E
E
E
GHG
E
GHG
E
GHG
GHG c

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
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



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

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
 ;
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Las emisiones por cultivo producido

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Slide 21
Emisiones por ganado producido
l
outloutl
outl
inl
inloutl
efmn
outl
fodder
livestock area
area
DM
DM
E
E
E
E
GHG
E
GHG
E
GHG
GHG
outloutl
inl


















;;
; ;;
;
;
;;;

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Slide 22
Futuras emisiones de GEI?!
FAOSTAT
FAOSTAT, 2013

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Slide 23
Futuras emisiones globales de GEI provenientes de la
agricultura mundial - 2007-2050
Past emissions Future emissions ?

KSLA – FACCE Seminar
Slide 24
Conexión entre la riqueza, la población, el
consumo y las emisiones de gases de efecto
invernadero
population
capita
GDP
GDP
energy
energy
GHG
GHGkaya 
area
area
drymatter
drymatter
energy
energy
GHG
GHGKPI 
population
capita
calorie
calorie
totalprot
totalprot
animalprot
Demand 
.
.
.
.
.
animalpop
animalpop
energy
energy
GHG
GHG
bio
bio
bio


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Slide 25
Conclusiones
• La IKP permite nuevos puntos de vista en la eficiencia climática de la
producción agrícola
• Las emisiones están siendo desconectadas de la producción
• En Dinamarca
• En las regiones del mundo
• Globalmente
• Solo las emisiones provenientes del uso de energía tienen un
incremento por unidad de producto
• Las ganancias pasadas en materia de eficiencia se sumas al debate
sobre las futuras trayectorias de las emisiones
• Vastas diferencias en la eficiencia climática entre regiones del mundo
• Sistemas intensivos con manejos industrializados son generalmente
climáticamente más eficientes.
• Los cambios en el uso del suelo son altamente críticos
• Nutrientes y uso de energía son críticos

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Slide 26
Intensificación sostenible
Que significa? Más por menos?
Intensificación de que?
Que es la metrica? Sistema nivel?
Cual es la frontera? Producción y/o consumo

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Slide 27
From
To
THE DEVELOPMENT OF CROP IDEO-SYSTEMS

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Slide 28
Biomasa
Consumo de NEntrada
de N
N disponible
Detrás del desarrollo de la idea…..
Porter, 2013

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Slide 29
Identidades en la producción de alimentos
Interacciones?
Porter and Christensen 2012

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Slide 30
deconstruyendo RUE
<Udfyld sidefod-oplysninger her>
RUE = Biomasa/Radiación absorbida
Ξ Biomasa/ Flujo de CO2 x
Flujo de CO2 /temperatura x
Temperatura/Radiación incidentex
Radiación incidente /Radiación absorbida
Porter and Christensen 2012

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Porter et al., 2015

Eskild H. Bennetzen, PhD defence, May 4th, 2016
Slide 32
Artículos científicos
Bennetzen EH et al. 2012. Eur. J. Agron., 41, 66-72.
Porter JR et al. 2013. Plant Cell Envt, 36, 1919-1925.
Bennetzen EH et al., 2016 Global Change Biol., 22,
763–781.
Bennetzen EH et al., 2016 Global Envt Change, 37,
43–55.

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Slide 33
Recomendaciones
Uso de identidades en conjunto con modelación y
estudios experimentales –Modelos de validación
Mas validación experimental de modelos
Exploración del efecto de la incertidumbre de los
datos en la confiabilidad y precisión de modelos y
proyecciones

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Slide 34
Gracias
Eskild Bennetzen - KU
Pete Smith - Aberdeen University
John Ingram - Oxford University
IPCC WG2 Chapter 7 colleagues
Climate and Food Security Group - KU