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Candidato a PhD: Marcos D.B. Watanabe Orientador: Enrique Ortega Curso de Extensão, LEIA Julho de 2011 Valoração de Serviços Ecossistêmicos utilizando.

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1 Candidato a PhD: Marcos D.B. Watanabe Orientador: Enrique Ortega Curso de Extensão, LEIA Julho de 2011 Valoração de Serviços Ecossistêmicos utilizando a metodologia emergética: Cana-de- açúcar e floresta nativa

2 Escopo Serviços ecossistêmicos Importância da avaliação Avaliação emergética de sistemas Estudo de caso Conclusões

3 Escopo Serviços ecossistêmicos Importância da avaliação Avaliação emergética de sistemas Resultados obtidos Conclusões

4 Serviços ecossistêmicos Ecossistemas são capazes de produzir bens e serviços que trazem benefícios aos seres humanos.  Produção de biomassa;  Purificação de água;  Provisão de alimentos e fibras;  Regulação climática;  Valores culturais e espirituais;  Etc... Indispensáveis para a sobrevivência humana Influenciam diretamente as atividades econômicas Avaliação Ecossistêmica do Milênio (ONU, ): 24 serviços de ecossistemas

5 Serviços ecossistêmicos (SE) Relatório Avaliação Ecossistêmica do Milênio (ONU, ): 15 dos 24 serviços: degradados ou usados de forma não sustentável Devastação dos ecossistemas nos últimos 50 anos supera qualquer destruição ocorrida em outra época da história da humanidade;  Purificação de água e do ar  Pesca  Regulação climática Extinção em massa de espécies (humana) comparável ao efeito do impacto de asteróide (parágrafo 11).

6 Serviços ecossistêmicos (SE) Possível causa desta problemática mundial:  Não se atribui valor econômico ($) aos SE;  Substituição de ecossistemas por sistemas que produzem bens e serviços com valor de mercado: 1- Exploração dos estoques 2- Agricultura e pecuária 3- Sistemas urbanos, indústria

7 Expectativa da mudança de uso da terra (2000 – 2050) Foley et al. 2005, NASA LCLUC Program. Ocupação por pastagens/plantações Serviços ecossistêmicos (SE)

8 Floresta natural Serviços ecossistêmicos (SE) E se o valor econômico dos SE fosse considerado ? Prestadora de 14 (serviços) Regulação climática Regulação distúrbios Regulação hídrica Provisão Água Controle erosão Formação solo Ciclo nutrientes Tratam. resíduos Matérias-primas Alimentos Controle biológico Informação genética Recreação Cultura Valor: 2000 US$.ha -1.ano -1 Costanza et al. (1997) - Revista Nature Serviços ecossistêmicos (SE)

9 Valor (US$) Variedade de serviços Floresta Nativa Alimentos Agricultura intensiva E se o valor econômico dos SE fosse considerado ? Produção de alimentos Polinização Controle biológico Prestador de 3 (serviços) Valor: 90 USD.ha -1.ano -1 Costanza et al. (1997) - Revista Nature Serviços ecossistêmicos (SE) Agricultura intensiva

10 Global: (30 mi) El Salvador (10 mi) México (90 mi) Colômbia (4,5 mi) Serviços ecossistêmicos (SE) Projetos implementados (World Bank e Global Environmental Facility, GEF): Costa Rica (41 mi) Foto: Stefano Pagiola, World Bank  Foco destes investimentos: proteção qualidade da água, fixação de carbono e aperfeiçoamento de projetos agrícolas (agroflorestas).  Investimentos para estimular projetos em que usuários dos SE paguem para produtores dos SE (Payments for Ecosystem Services- “PES”)

11 Serviços ecossistêmicos (SE) Pagamento por serviços ambientais (PSA) Extrema –MG “ Programa Produtor de água” Pagamento aos pecuaristas pela proteção de nascentes de rios

12 Escopo Serviços ecossistêmicos Importância da avaliação Avaliação emergética de sistemas Resultados obtidos Conclusões

13 Importância da avaliação: Cenário mundial  Instabilidade preços, não-renovabilidade  Mudanças climáticas ‣ Protocolo de Kyoto Expansão da cana-de-açúcar: demanda crescente por etanol ‣ biocombustíveis (renováveis?) Brasil ‣ país-chave São Paulo ‣ maior Estado produtor Ano 2008 ‣ 2018 : Área paulista de cana: 3,65 ‣ 5,45 milhões de hectares (~50%) Competição com ecossistemas naturais

14 Importância da avaliação: Considerando o valor monetário dos SE:  Pergunta: a expansão da agricultura intensiva (cana) representa uma vantagem econômica, ecológica e social? Importância da avaliação:  Como mensurar esta perda sem usar metodologias econômicas neoclássicas? (que podem subestimar o valor ) X  Análise emergética Vantagem frente à economia neoclássica: não atribui valores aos SE baseando-se em preferências humanas. Importância da avaliação:

15 Escopo Serviços ecossistêmicos Importância da avaliação Avaliação emergética de sistemas Resultados obtidos Conclusões

16 Importância da avaliação: Avaliação Emergética  Contabilidade considera os fluxos de energia e materiais e não as preferências humanas;  Todos fluxos em base comum: joule de energia solar equivalente (seJ);  Atribui valores para serviços ecossistêmicos conforme investimento de energia da natureza para prover bens e serviços;  Possibilita a conversão de energia solar para valor monetário ‣  Howard Odum ( )

17 Importância da avaliação: Avaliação Emergética  Serviço ecossistêmico:  Dependente de processos biogeoquímicos (1 ou vários);  Processos que se repetem, constituindo ciclos em ecossistemas;  Necessitam de energia para sua manutenção. Precipitação EscoamentoInfiltração Evapotranspiração

18 Importância da avaliação: Avaliação Emergética  Serviços ecossistêmicos avaliados no trabalho: 1.Ciclo da água  escassez e poluição da água doce;  emissões de gases de efeito estufa (CH 4, CO 2 ) 2.Ciclo do carbono  fertilização excessiva na agricultura e emissão de gases de efeito estufa (N 2 O) 3.Ciclo do nitrogênio  Ligados à 3 ciclos de materiais (alterados global e localmente):

19 Environmental Science and Policy (2011)

20

21

22  Cálculo do valor dos SE sob uma perspectiva global Emergia renovável que movimenta os materiais na Biosfera (Buenfil, 2001; Brown & Ulgiati, 2004) Importância da avaliação: Avaliação Emergética

23 Diagrama sistêmico do ciclo global da água 1 – Formação de nuvens2 – Aquecimento (circulação nuvens)3 – Precipitação (chuva)4 – Reflexão solar (nuvens)5 – Evaporação 6 – Congelamento de água (geleiras)7 – Interceptação da chuva 8 – Escoamento superficial 9 – Escoamento de base 10 – Transpiração da vegetação11 – Reflexão nas geleiras 12 – Derretimento gelo13 – Efeito das marés em zonas costeiras 8’ – Escoamento Superficial agrícola14-15 – Captação de água17 - efluentes sem tratamento18 – Confinamento em reservatórios

24 Importância da avaliação:  Ciclo global da água Importância da avaliação: 1 a etapa: cálculo de valores globais

25  Valores dos processos hidrológicos ‣ Importância da avaliação: Avaliação Emergética Fonte: Watanabe (2008)

26 Diagrama sistêmico do ciclo global do carbono 1- Fotossíntese2- Efeito estufa3- Form. ácido carbônico4- Precipitação ácida5- Foto-oxidação6- Formação exoesqueleto (CaCO 3 ) 7- Decomposição de M.O.8- Soerguimento9- Respiração (CO 2 )10- Trasporte C. Orgânico11- Oxidação CH 4 no solo 12- Decomposição13- Intemperismo14- Incêndios naturais15- CH 4 em solos inundados 7´: Decomposição de resíduos ec.9´: emissão CO 2 da economia 16- Queima de resíduos agrícolas17- Queima de comb. fósseis 18 – Mudança de uso da terra 2’ – Aumento do forçamento radiativo

27  Ciclo global do carbono 1 a etapa: cálculo de valores globais

28  Valores dos processos do carbono: Importância da avaliação: Avaliação Emergética Fonte: Watanabe (2008)

29 Diagrama sistêmico do ciclo global do nitrogênio 1-fixação biológica2- nitrificação3- decomposição 4-denitrificação5-forçamento radiativo 6- fotólise7- foto-oxidação 8- deposição atmosférica9- neutralização de ácido10-lixiviação11-volatilização 12- incêndios naturais 13- fertilização artificial 14- queima de resíduos15- queima de comb. fósseis

30 Importância da avaliação:  Ciclo global do nitrogênio 1 a etapa: cálculo de valores globais

31 Importância da avaliação: Avaliação EmergéticaImportância da avaliação: Avaliação Emergética  Valores dos processos de nitrogênio: Fonte: Watanabe (2008)

32 Hierarquia de ciclos biogeoquímicos Increasing values (Em$) for biogeochemical processes

33 H.T. Odum’s proposed 6th Law of Energy (2000) Hierarquia de ciclos biogeoquímicos

34 Escopo Serviços ecossistêmicos Importância da avaliação Avaliação emergética de sistemas Estudo de caso Conclusões

35 Importância da avaliação: Avaliação EmergéticaImportância da avaliação: Resultados  Áreas selecionadas:

36 Importância da avaliação: Avaliação EmergéticaImportância da avaliação: Resultados  Serviços ecossistêmicos do ciclo da água: Cana Floresta 1479 US$.ha -1.ano US$.ha -1.ano -1

37 Importância da avaliação: Avaliação EmergéticaImportância da avaliação: Resultados  Serviços ecossistêmicos do ciclo do carbono: Cana Floresta 589 US$.ha -1.ano US$.ha -1.ano -1 Mas Campos (2003) – saldo negativo (15 t eq. CO 2 ) em sistema com queima (CO 2, CH 4, N 2 O) e solos (CO 2 ).

38 Importância da avaliação: Avaliação EmergéticaImportância da avaliação: Resultados  Serviços ecossistêmicos do ciclo do nitrogênio Cana Floresta US$.ha -1.ano US$.ha -1.ano -1

39 -2450 USD.ha -1.ano -1 Redução na percolação de água * USD.ha -1.ano -1 Incremento na fixação de carbono (NPP) * Sem considerar perda pela colheita e emissões do solo USD.ha -1.ano -1 Aumento na lixiviação e runoff de N do fertilizante Floresta x Cana

40 -2450 USD.ha -1.ano -1 Redução na percolação de água * USD.ha -1.ano -1 Incremento na fixação de carbono (NPP) * Sem considerar a colheita, emissões da queima e do solo USD.ha -1.ano -1 Aumento na lixiviação e runoff de N do fertilizante Floresta x Cana

41 -2450 USD.ha -1.ano -1 Redução na percolação de água * USD.ha -1.ano -1 Incremento na fixação de carbono (NPP) * Sem considerar perda pela colheita e emissões do solo USD.ha -1.ano -1 Aumento na lixiviação e runoff de N do fertilizante Floresta x Cana

42 Escopo Serviços ecossistêmicos Importância da avaliação Avaliação emergética de sistemas Resultados obtidos Conclusões

43 Importância da avaliação: Avaliação EmergéticaImportância da avaliação: Conclusões Avaliando o valor dos SE mais significativos (água, carbono, nitrogênio): Ciclo de nitrogênio Lixiviação e runoff de nitrogênio inorgânico: perdeu 2850 EM$.ha -1.ano Expansão das áreas de cana-de-açúcar sobre regiões de floresta nativa é desvantajosa devido à alteração nos SE: 2- Valores baseados na análise emergética podem embasar políticas públicas de cobrança/pagamento por SE nas escalas local e global Ciclo da água: Serviço de percolação de água: perdeu 2450 EM$.ha -1.ano -1 Ciclo do carbono: Serviço fixação de carbono na biomassa: ganhou 476 EM$.ha -1.ano -1 (mas o saldo no sistema em termos de CO 2 equivalente foi negativo)

44 Importância da avaliação: Avaliação EmergéticaImportância da avaliação: Sugestões: 1- Estudos futuros: SE em uma bacia hidrográfica 2 - Refinar valores emergia específica escala local 3 – Simular a dinâmica emergética em base diária

45 Obrigado!


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