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Universidade de São Paulo

Laboratório de Hidrologia Florestal (LHF) Departamento de Ciências Florestais ESALQ / Universidade de São Paulo

Planificación territorial para la conservación de bosques y aguas en Brasil Prof. Silvio F. B. Ferraz ESALQ/USP

SIMPOSIO SOBRE BOSQUES y AGUA: integrando ciencia, gestión y percepción pública Medellín. 26-27 Agosto/2013


Universidad de São Paulo USP: 6 campus en estado de São Paulo •Campus principal: ciudad de São Paulo Campus de Piracicaba • ESALQ – Colegio de Agricultura • Agricultura • Engeñaría de bosques • Manejo ambiental • Ciencias biologicas • Economia


Contenido • Introducción – Bosques x agua – Servicios Ecossistémicos

• Contexto Brasileño – Dinámica forestal no Brasil – Lluvia x disponibilidad hídrica

• Métodos y Resultados científicos do LHF – Bosque nativo • Amazonia • São Paulo

– Plantíos forestales


Introducción • Bosque y agua ten fuerte relación, mas modificada por factores ambientales e antrópicos. • En regiones tropicales: – Hay mucha agua y bosques – Deforestación y degradación

• Como conciliar ciudades, campos e mantener bosques e sus funciones ? – Conocimiento • Condiciones naturales • Estructura forestal • Funciones

– Planificación


Funciones hidrológicas dos bosques Et Et

I Et

I F Et = EVAPOTRANSPIRACION I = INFILTRACION

S = PROTECION DEL SOLO R = PROTECION RIPÁRIA F = REGULACION DEL FLUJO Wp = PRODUCION DE ÁGUA Wq = MANUTECION DA CALIDAD DE LA ÁGUA

Wp Wq


Infiltración

Prot. Solo

Prot. Rip.

Prod. água

Reg. Flujo

Cualidade agua

Servicios ecossistémicos

MA

MA

MA

MA

MA

MA

B

MB

B

M

M

B

M-A

M-A

MB

MB-B

A

A

Plantío forestal (crecimiento lento)

A

M-A

MB

M-A

A

A

Plantío forestal + floresta nativa

A

A

M-A

B-M

A

A

Cobertura forestal Nativa madura

Nativa (inicial/interm.)

Plantío forestal (rápido crecimiento)

MB = MUY BAJO

B = BAJO

M = MEDIO

A = ALTO MA= MUY ALTO Lima, Ferraz & Ferraz (2012)


Performance dos servicios ecossistémicos forestáis 100%

Regeneración (inicial)

Perturbación? Regeneración ?

Calidad de agua

Regulación de flujo

Producción de agua

Protección ripiara

Protección del suelo

Evapotranspiración

Regeneración(inter mediario)

Infiltración

Bosque maduro

50%

0% Servicio Lima; Ferraz & Ferraz (2012)


Bosque Amazonico

Transición forestal en Brasil

Deforestación reciente Abandono de tierras / Áreas protegidas

Bosque Atlántico Deforestación antigua Regeneración/ Forestación

Source: SOS MA


Disponibilidad del agua

(ANA, 2010)


Disponibilidad del agua 1990

Ciudades brasile単as (> 1000 ha de bosque plantado)

2000 1900 1800

ETp (mm)

1700 1600

1500 1400 1300 1200 1100 1000 1000

1200

1400 1600 PPT (mm)

1800

2000

2009

2000 1900

1800

ETp (mm)

1700 1600 1500 1400

1300 1200 1100 1000 1000

1200

1400

1600

PPT (mm)

1800

2000

Source: IBGE (2009); Alvares (2010)


Ley Forestal brasile単a APP


Ley Forestal brasile単a Reserva Legal


Panorama general • Alta dinámica forestal • Código forestal no efectivo • Amazonia – Efectos de la deforestación

• Central: Cerrado – baja disponibilidad de agua – Efectos de plantíos forestales

• Sudeste: Mata Atlántica – Floresta fragmentada e degradada – Necesidad de forestación


Desafíos científicos • Efectos del deforestación – Nivel crítico – Planificación de locales críticos – Entendimiento del histórico

• Papel de bosque remaneciente – Condición del bosque – Localización espacial en la cuenca

• Conservación de el agua en plantaciones forestales – Planificación de manejo – Ordenamiento del territorio

GIS

Modelaje distribuida

• Condicionantes naturales – Clima, solos, relevo

• Senarios – Cambio de uso do suelo

Monitoramento hidrológico


LHF/PROMAB

Jerarquía del planificación

Regional • Pendiente • Suelos • Clima

Condiciones naturles

Microcuenca/Paisaje • % bosques • Estructura espacial

Aspectos de manejo

Bosque • Especie/Manejo • Edad / condición • Función


Áreas de estudio AMAZONIA

BRASIL

RONDÔNIA

SÃO PAULO


Rond么nia, Amazonia


Modelaje de la deforestaci贸n


Entendiendo o presente pelo pasado Nivel de Perturbaci贸n

Disturbio intensivo (Pasto)

1 2 4

Disturbio intermediario (Bosque secundario)

3 5

Sin disturbio (Bosque maduro)

6

n-p

n-5

n-4

Diferentes trayectorias de uso de la tierra

n-3

n-2

n-1

n

Anos

Diferentes efectos nos servicios ecossistemicos Ferraz et al., 2009


Deforestacion en Rond么nia 1,00 0,90

0,70 2009 Forest (%)

Proporci贸n de bosque

0,80

0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

-0,40

-0,30

-0,20

-0,10

0,00 0,00

0,10

0,20

0,30

FCCP

Recente

Antiguo

0,40

0,50

0,60


Cuencas con diferentes hist贸ricos


Hist贸rico x qu铆mica de la agua K

Cl

0,0

3,04 2,54 2,04 1,54 1,04 0,54 0,04 -0,2 0,0

5,0 4,0

3,0 2,0

1,0 0,0

-0,4

-0,2

0,2

0,4

-0,4

Ca 2,0

4,0

1,5

3,0

-0,2

1,0

0,5

0,0

0,0 0,0

0,2

0,4

-0,4

NH4

-0,4

1,5 1,0 0,5 0,0 0,2

0,4

-0,4

-0,2

0,0

0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 -0,2 0,0

-0,2

0,4

-0,4

0,4

-0,4

0,0

0,2

0,4

-0,4

3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 -0,2 0,0

-0,2

0,4

-0,4

0,4

0,2

0,4

0,2

0,4

0,2 0,2 0,1 0,1 0,0 0,0

0,2

0,4

-0,4

-0,2

NO2

0,2

0,2

Al

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

NO3

0,2

0,2

12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 -0,2 0,0

PO4

1,0

2,0

-0,4

2,0

Fe

5,0

Si

Na

0,0

DIC

0,14

25

0,12

20

0,10

15

0,08

10

0,06

5

0,04 -0,2 0,0

0 0,2

0,4

-0,4

-0,2

0,0


Cambios hidrológicos x cambio de uso del suelo • Cuenca del río Candeias - RO: – Deforestación de 20% da cuenca – Serie hidrológica de 35 anos

• Resultados – Deforestación no influyo • Velocidad de flujo medio • Capacidad de infiltración

– Influyo • Tasa de recesión • -> Comunidades biológicas

Fransozi & Ferraz(2013)


São Paulo Fragmentos forestales

Bosque ripario

Cana de azúcar

Corumbataí river basin, São Paulo State, Southeast Brazil.


Pierdas de suelos en función de senarios de forestación

Situación actual (ton/ha.ano)

Reserva legal Áreas mas críticas (ton/ha.ano)

Reserva legal – aleatorio (ton/ha.ano)

27,0

8,4

21,4

Áreas críticas: • Manejo forestal diferenciado • Evitar caminos Ferraz et al. (2013)


Priorizaci贸n de 谩reas para forestaci贸n

Silva & Ferraz (submetido)


Respuesta hidrol贸gica Catchment A Catchment B Catchment C Catchment D Catchment E Catchment F Catchment G Catchment H Catchment I

Precipitation (mm)

Ferraz et al., 2010 (in prep.)


Composici贸n x configuraci贸n espacial 4%

12%

20%

35%

4%

12%

20%

35%

20%

35%


Efecto de proporci贸n de bosque en la cuenca

Mingotti; Frazile; Ferraz (2012)


Efecto de la posici贸n del bosque en la cuenca

Mingotti; Frazile; Ferraz (2012)


Áreas hidrológicamente sensibles (HSA)

HSA Restriciones de manejo Ferraz et al. (2002)


AHS x Área de Preservación Permanente (APP) • Modelo distribuido GSSHA • APP protege 58% de las AHS • Índice topográfico pode ser usado como indicador de AHS

Microcuenca do Cavaleiro – Corumbataí, SP


Transicion forestal x Servicios Ecossistemicos Servicios Ecossietmeticos

0

50

100

Estudio

BOSQUE ATLANTICO

0

BOSQUE AMAZONICO

+

Tiempo (anos)

Legislación Obligación legal Certificación Presión social…

Bosque nativo (%)

Molin & Ferraz (2013)


Regeneración de bosque in São Paulo 0,90 0,80 0,70

2008 Forest (%)

Proporción actual de bosques

1,00

0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

-0,60

-0,40

-0,20

0,00 0,00

Regeneración  deforestación

FCCP

0,20

0,40

0,60

0,80

Deforestación  regeneración

Ferraz et al. (2013)


Unidades ecológicas : ≠servicios ecossistemicos

Cassiano & Ferraz. (2013)


Proporci贸n de bosques & contig眉idad

Edad de lo bosque

Ferraz et al. (2013)


Servicios ecosistémicos relacionados con el agua en la priorización de la restauración de fragmentos de bosque

• pendiente del terreno • textura del suelo • distancia del río • edad del bosque • área del bosque • uso del suelo predominante en los alrededores

RESULTADOS: • sólo 34% de los fragmentos de bosque tiene potencial para provisión de servicios • La restauración de bosques existentes es más importante que la plantación de nuevas áreas

Cassiano & Ferraz (2013)


FORNEIGH

AGE

PROX

FORCONT

Estrategias de conservaci贸n Corridor design

Rank of ecosystem services supply

Interior

Edge management

Full

Old

Edge

High

Interior

High

Connected Young

Edge

Buffer zone

Intermediary

Large

Interior

High

Stepping stones

Old

Edge

Intermediary

Interior

Intermediary

Isolated

Corridor design

Young

Edge

Low

Interior

Buffer zone

High

Old

Edge

Intermediary

Interior

Intermediary

Connected

Matrix permeability

Young Edge

Low

Restoration

Small Interior

Intermediary

Protection

Old Edge

Low

Interior

Low

Isolated Young Edge

Large reserves

Species Enrichment

Very Low

Ferraz et al. (2013)


Potencial de SE de los bosques

Ferraz et al. (2013)


Influencia de los remanentes de bosque en quimica del agua Pasto versus Caña de azúcar Caña > N Caña > MPS Pasto > COD Influencia del bosque de ribera Bosque > N Bosque < COD Bosque < Temp. Bosque > OD Calidad de la vegetación forestal

Bosque > N

• La presencia de bosque en la zona de ribera es fundamental para el buen funcionamiento del ecosistema acuático Cassiano & Ferraz (2013)


Servicios EcossistĂŠmicos de bosques fragmentados

Paula & Ferraz (2011)


94 Canopy cover (%)

92 90 88

86 84

82 80 78 2

2,5 3 Dissolved organic carbon (mg.L)

3,5

El bosque de ribera provén mayor cuantidad de energía (carbón), cuando bien conservado,

Periphytic biomass (mg.cm²)

Funciones ecosistémicas de la vegetación ciliar en paisajes agrícolas 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0,000

R² = 0,6614

0,500

1,000 1,500 2,000 Nitrate (mg.L)

2,500

3,000

Biomasa de periphyton pode ser usado como bioindicador en riachos agrícolas

Taniwaki & Ferraz (2013)


Plantios forestales


Efecto plantación • Aumento do caudal después de 1º. ano de tala • Reducción del caudal a lo largo del crecimiento de la plantación. C o rte ra so

2000

1200 P (mm)

800

Q (mm) 400

A n o Híd ric o

02-03

01-02

00-01

99-00

98-99

97-98

96-97

95-96

94-95

93-94

92-93

0

91-92

mm/ano

1600

Lima et al., 2008


Plantaciones forestales x conservacion

Brockerhoff et al., 2008


“Efecto plantacion”

• Reducción de los efectos a lo largo del crecimiento. • Efecto de manejo de corta duración • Reducción de los efectos: – Tala en mosaico Ferraz et al, 2012


47 Lima, 2008


Indicadores hidrol贸gicos para redise帽o de caminos

IIIb II

I IV

IIIa

Erosi贸n

Acumulo de agua

Deposici贸n de sedimentos

Ferraz et al. (2007)


Conclusiones • Herramientas Ecología de paisaje & hidrología -> Ecohidrología • Servicios dos bosques precisan ser mas estudiados – – – –

Reducción de la expectativa dos bosques nativos Subsidio para la planificación forestal Subsidio para lo pagamento por servicios ambientales Uso alternativo de plantíos forestales

• Planificación de bosques no territorio – Mayor eficiencia – Mayor foco no servicio ecossistémico de interese

• O papel dos bosques es mucho importante, mas en ecosistemas agrícolas brasileños o foco principal debe ser a mejoría do manejo agrícola.


Agradecimientos Equipe LHF: Prof. Walter, Carolina, Maureen, Aline, Paulo, Lara, Carla, Vinicius, Yuri, Ricardo, Frederico, Benito, Rodrigo Begotti, Maira, Rodrigo, Daniela, Vanessa, Tatima, Jéssica, Cassio Suporte financiero: FAPESP

Contacto: Prof. Silvio Ferraz silvio.ferraz@usp.br Departamento de Ciências Florestais ESALQ – Universidade de São Paulo (USP)

Planificaión terrtorial para la conservación de bosques y agua en Brasil  

Por: Silvio Frosini En el marco del Simposio Bosques y Agua, realizado en el Jardín Botánico de Medellín el 26 y 27 de agosto.

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