Can the Terra-i tool only detect areas of natural vegetation loss? The answer is: “No”! Indeed, increases in the normalized difference vegetation index (NDVI) associated with vegetation growth, either natural or introduced, can also be detected. This has being explored for the first time through a case study in a hotspot region of Piura, Peru, where pilot runs have demonstrated the use of NDVI increases in identifying vegetation growth. Analyses revealed a gradual change of habitat from semi-arid lands with little to no vegetation, to heavily vegetated areas covered with industrial sugarcane crops. Additionally, both scenarios of coverage – disturbed and undisturbed – were successfully isolated based on a tilted time series analysis technique called “Seasonal trend decomposition by LOESS”.

Figure 1. Irrigation system technologies have improved water availability and therefore been associated with vegetation increases on desert or sparse lands, as the case study in the provinces of Paita and Sullana in the Piura region of Peru showed. Photo: Paolo Imbrauglio.

Pilot runs explored how the “Increase” product of the Terra-i tool can detect increases in vegetation greenness intensity or the NDVI value. These pilots were carried out across different areas of Latin America, and hot spot regions were identified based on the rapidity of the changes in their landscape. One such hot spot region included our case study area: the provinces of Sullana and Paita in the Piura region of Peru.

The Sullana and Paita provinces, located mainly within the Tumbes-Piura dry forest ecoregion, are characterized by a desert landscape with little or no vegetation and minimal rainfall [1]. In addition, the potential soil use in this region is very limited and sporadic, only favouring vegetation growth in periods of abrupt changes in rainfall patterns (i.e. during the “El Niño” phenomenon) [2].

 Nevertheless, according to the “Increase” detections from the Terra-i system this region has shown a gradual increase of vegetation due to anthropogenic disturbances, particularly when the analysis includes sugarcane crops grown for ethanol production projects (Figure 2). A recent report prepared by FAO [1] sets the figure at around 5,757 hectares of sugarcane crop identified from 2009 to 2010, an area that is projected to increase to 10,000 ha or more in the coming years. The companies “Caña brava” and “Maple”, which have acquired the vast majority of surface area in the Piura region, are notable for their capacity to implement modernized irrigation technologies, supporting  large-scale agricultural activities and greatly impacting  the presence of natural coverage.

Figure 2. At left, a map of land-use change detections in the region of Piura (Peru) resulting from the Terra-i tool’s “Increase” product, showing changes from January 2004 to October 2012 (light to dark green spots). The points sampled to describe the behavior of NDVI time-series are represented by orange squares and yellow triangles, indicating points of natural coverage with and without anthropogenic disturbance, respectively. At right, pictures of the two areas with the greatest extent of sugarcane crops correspond to the “Caña Brava” (A) and “Maple” (B) companies, as well as the irrigation technology (C) used by these companies. Photos SPDA (A and C); Dallas Business Journal (B).

In addition to an exploration of vegetation increase, an in-depth analysis and interpretation of the NDVI time series used by Terra-i highlighted and compared the evolution of greenness over time between areas of natural coverage with and without anthropogenic intervention. The “Seasonal trend decomposition by LOESS” [5, 6] technique was used to discriminate both situations through the resulting trend (Xw) and seasonality (Xh) components.

To illustrate the meaning of the Xw and Xh components in terms of coverage behaviour (natural and disturbed), an annual crop (i.e. corn) can have a high value of seasonality (Xh), as it starts and finishes its cycle during the course of a single year, and a low value of trend (Xw), as an area dedicated to agriculture does not have large variations in weather except for extreme climatic events. On the other hand, a rainforest would present a lower value of Xh as the tree canopy remains green throughout the year, a factor that also accounts for almost 80% of the trend component (Xw).

Applying these concepts to our case study, it was possible to satisfactorily differentiate the behavior of the two components for natural areas with and without intervention (Figure 3). Strong seasonal behavior (Xh) was evident at the moment in which Terra-i detected increases in NDVI values, characteristic of the presence of annual crops (in this case, sugarcane). Also, the NDVI presented a positive trend component (Xw), as it passed from a bare ground situation to being densely covered by the crop. It is expected that this behavior will continue for a period of 4-5 years, until the crop’s productive conditions are stabilized. On the other hand, bare ground presented values close to 0 for the seasonality (Xh) and trend (Xw) components, associated with low values of vegetation greenness intensity (NDVI ≤ 0.2).

Figure 3. Evolution of the NDVI, Xh and Xw average from a sample of 10 pixels showing the transformation from natural coverage to an industrialized sugarcane crop (dashed lines) and an abrupt change in 2007 detected by the Terra-i system (yellow arrow). The behavior of the same component average for undisturbed natural cover (solid lines) is also displayed, using the same amount of sampled pixels.

In conclusion, the exploratory analysis of the “Increase” product for this case study successfully identified changes caused by vegetation increase. For this case land-use change was gradual, passing from areas with limited to no vegetation cover (natural habitat) to areas with fully industrialized sugarcane crops. Collaborative work with Pablo Vázquez, visiting researcher from INTA (Argentina), was a first step towards achieving classification of the land-use changes that Terra-i detects.

The Terra-i team kindly invites its users to explore—in addition to the “Increase” product— other outputs such as “Decrease” and “Floods”, which are available for download on the Terra-i website. Also, the team expresses its interest in participating and providing support to research initiatives that are considering more detailed explorations and analyses of the tool’s results. Users can contact us at our email or in the contact us section on the website.

The article was authored by Paula Paz, Alejandro Coca, Louis Reymondin and Pablo Vázquez.  Revision of English-language version by Caitlin Peterson (CIAT / CCAFS visiting researcher)

References

[1] SNV. Inclusión de pequeños  agricultores en la cadena productiva de caña para etanol y productiva de caña para etanol y certificación ISCC. 2011. [Online] http://www.snvworld.org/sites/www.snvworld.org/files/publications/20111017_informe_final_fao_cana_brava.pdf

[2] BISA. EIA Proyecto agroindustrial de producción de etanol automotor. 2007. [Online] http://www.maple-energy.com/downloads/ENVIRONMENT/EIAProyetanol/INFORME%20%20FINAL-EIA%20ETANOL.pdf

[3] CIPCA. Actualización del mapa regional del sector agrario en Piura. 2011. [Online] http://www.cipca.org.pe/publicaciones/Estudios%20y%20Folletos/ESTUDIO%20MAPA%20REGIONAL%20AGRARIO.pdf

[4] Revista Agro negocios Peru. Articulo “Perú tiene los proyectos de caña de azúcar con riego tecnificado más grandes del mundo” . Publicacion 2012. [Online] http://www.agronegociosperu.org/noticias/121112_n1.htm

[5] Cleveland, R. B., Cleveland, W. S., McRae, J. E., & Terpenning, I. (1990). Stl: a seasonal-trend decomposition procedure based on loess (with discussion). Journal of Official Statistics. 6: 3-73. [Online]  http://cs.wellesley.edu/~cs315/Papers/stl%20statistical%20model.pdf

[6] Hua Lu, Michael R. Raupach, Tim R. McVicar and Damian J. Barrett.  2003. Decomposition of vegetation cover into woody and herbaceous components using AVHRR NDVI time series. Remote Sensing of Environment. 86: 1-18. [Online]  http://www.clw.csiro.au/publications/technical2001/tr35-01.pdf

Indigenous community in the study area (Photo: Gisella Cruz-Garcia)

A team of biologists and anthropologists left to the depths of the Colombian Amazon, as part of the first phase of fieldwork for the ASSETS project ‘Managing ecosystem services for food security and the nutritional health of the rural poor at the forest-agricultural interface”. The fieldwork consists of the use of various participatory methods with different indigenous communities in the region. Although these communities are made up of people with diverse ethnic backgrounds such as Yucuna, Tanimuca, Cubeo, Miraña and Macuna, all of them depend directly and indirectly on the forest to survive.

Pilot-testing of participatory methods in the Colombian Amazon (Photo: Paul Peters)

The researchers followed a recent training on participatory methods prepared by the University of Southampton that took place in Leticia in February jointly coordinated with Conservation International (CI) and CIAT. Researchers learned to effectively use different participatory tools such as participatory GIS mapping, wellbeing rankings, transect walks, seasonal calendars, household system diagrams, cause-effect diagrams, community timelines, matrix scoring exercises, trend analysis and focus group discussions on land use, food security, coping strategies, ecosystem services and resource governance. As part of the PRA training, the researchers pre-tested the methods in a pilot site indigenous community located near Leticia.

Training in participatory methods, Leticia (Photo: Paul Peters)

The Lower Caqueta is characterized by the presence of large forest reserves assigned to indigenous communities that traditionally practice hunting, gathering, fishing, and slash-and-burn agriculture. The results from this region will be compared with those from the other study sites of ASSETS, where there are increasing levels of deforestation.

It is expected that PRA exercises in the Lower Caqueta will be finished by mid-June. The second phase of fieldwork data collection of the project will consist of household surveys to deepen the understanding and analysis of the topic.

The ASSETS project is supported by the ESPA initiative (Ecosystem Services for Poverty Alleviation).

Crop Wild Relatives (CWR), the wild and weedy cousins of our important crop plants, are increasingly appreciated for their contributions through crop breeding to improving crops’ resilience and productivity. Their usefulness particularly in adapting to environmental extremes may prove vital in the coming century.

After two years of gathering data from the world’s herbaria, genebanks, and experts on the distribution of CWR plants, the CIAT CWR team has begun to produce results displaying the distribution of CWR and their conservation concerns. These results will inform subsequent collecting efforts under the “Adapting Agriculture to Climate Change: Collecting, Protecting, and Preparing Crop Wild Relatives” Project, led by the Global Crop Diversity Trust and the Millennium Seed Bank, Royal Botanic Gardens, Kew.

“Gap analysis” results have been completed for nearly 500 CWR taxa related to 29 globally important crops, including maps displaying distributions, patterns of richness, and areas worldwide where CWR are particularly in need of collecting for conservation and in order to be made accessible for breeding efforts.

The gap analysis methodology results in a final priority score given to each taxon analyzed. This score is derived from the average of three quantitative assessments utilized to estimate the comprehensiveness of germplasm collections for the taxon (see our PLoS One article for details on the methodology):

1. Sampling Representativeness Score: estimates overall sufficiency of number of genebank accessions held
2. Geographical Representativeness Score: estimates the sufficiency of geographic coverage of genebank accessions in comparison to the overall distribution of the taxon
3. Environmental Representativeness Score: estimates the sufficiency of genebank accessions in comparison to the environmental diversity encompassed in the overall distribution of the taxon.

Of the 485 taxa analyzed, 280 (58%) were classified as High Priority Species (HPS) for collection, 83 (17%) as Medium Priority Species (MPS), 98 (20%) as Low Priority Species (LPS), and only 24 (5%) as not in need of conservation efforts (NFCR) (Fig. 1).

Figure 1. Final priority categories of 485 crop wild relative taxa

Experts on the taxonomy and distribution of these CWR are reviewing the results. Meanwhile, CIAT researchers are preparing to complete similar analyses on an additional 600 taxa related to 60 other globally important crops.

The global distribution of the CWR of the 29 assessed crop gene pools are displayed in Figs 2-3. Fig. 2 displays the global richness of the CWR taxa, which is largely concentrated in the traditionally recognized centers of crop diversity i.e. the ‘Vavilov Centres’, particularly the Near East. Due to the choice of crop gene pools in the project, particularly sunflower and pigeonpea, significant richness is also seen in a number of regions that are not traditionally recognized as major centers of crop diversity, such as the eastern United States and northern Australia.

Figure 2. Taxon richness for priority crop genepools

Fig. 3 illustrates the richness of taxa/areas that are in need of collection for all HPS in all assessed crop gene pools. Particularly rich gap areas include West, East and Southern Africa, the Indian subcontinent, Australia, and the United States.

Figure 3. Taxon Gap Richness for Priority Crop Genepools

Interactive maps displaying the distributions and conservation concerns of these CWR will soon be available on the Project website.

Post by Vivian Bernau, Visiting Researcher

Desde hace siete años el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) viene estudiando cómo determinados usos y manejos del suelo en las cuencas de los Andes afectan la provisión del servicio ambiental hidrológico (SAH), en términos de calidad, producción de agua y regulación del flujo. Actualmente, el CIAT está evaluando la efectividad de los Mecanismos de Distribución de Beneficios (MDB) como herramientas de gestión destinadas a asegurar la provisión del SAH a través de un manejo adecuado del suelo y a la vez  mejorar la equidad en la distribución de los beneficios derivados.

El enfoque de equidad busca que aquellos sectores que reciben un mayor beneficio del SAH (ubicados generalmente en la parte baja de la cuenca), retribuyan o compartan el beneficio del servicio ambiental con aquellos cuya conducta y decisiones determinan la calidad del servicio y por lo tanto son una pieza clave para su mantenimiento y protección (parte alta de la cuenca).Dicha retribución, sin embargo, no significa necesariamente un pago en efectivo, sino que puede implicar una contribución económica para mejorar las prácticas de manejo del suelo en la cuenca alta (ej. agricultura de conservación, sistemas agropastoriles y recuperación de zonas degradadas). La comprensión de la relación entre las prácticas de manejo del suelo con la provisión, gestión y uso del SAH es determinante para identificar a los actores que participarán dentro del MDB. Asimismo, la valoración económica del SAH es un instrumento que facilita la negociación con los beneficiarios a cerca de su potencial contribución con los proveedores del SAH.  

En este contexto, con el apoyo del Challenge Program on Water and Food (CPWF), CIAT viene desarrollando diferentes proyectos de MDB en las cuencas andinas de Colombia, Ecuador y Perú. El trabajo del CIAT en dichos proyectos esta enfocado en evaluar el SAH en las cuencas hidrográficas y  determinar las zonas prioritarias para su provisión; valorizar los beneficios del SAH percibidos por los usuarios de la parte baja de la cuenca; y apoyar en el diseño del MDB.
 
Estas actividades comprenden una serie de investigaciones, que involucran el empleo de modelos hidrológicos, modelos de crecimiento del cultivo, aplicación de métodos de valoración económica y costos de oportunidad, así como realización de estudios de análisis de pobreza [[1]].

Zona agrícola Cuenca de la Laguna de Fúquene – Colombia

Un ejemplo de estos proyectos es el caso de la Laguna Fúquene, ubicada en los departamentos de Boyacá y Cundinamarca al norte de Bogotá (Colombia), donde los trabajos de investigación del CIAT evaluaron los impactos en la implementación de una agricultura de conservación, a la vez que facilitaron el desarrollo de un mecanismo de financiamiento para promover la adopción de estas técnicas de manejo.

La problemática encontrada en dicha laguna fue, que a pesar de constituir una fuente de agua importante para la región, venía siendo amenazada por los procesos de eutrofización debido a la elevada concentración de nitrógeno y fósforo en el agua, producto de las prácticas de manejo agrícola de la zona.Frente a dicha problemática CIAT, con el apoyo de diversas organizaciones como el Consorcio para el Desarrollo Sostenible de la Ecorregión Andina (Condensan), la Cooperación Alemana a través GIZ y el CPWF, empleó el modelo hidrológico Soil and Water Assesment Tool  (SWAT) para simular el proceso de deterioro de la laguna comparando la situación actual con alternativas de manejo mas adecuadas. De dicha modelación, se derivó el análisis de costo de oportunidad.

Los resultados obtenidos indicaron que una agricultura de conservación, es decir con una labranza reducida, abonos verdes y una baja aplicación de fertilizantes, podría reducir en un 70% la concentración de sedimentos vertidos al lago, proveyendo de un servicio ambiental a los usuarios del mismo. Además, la producción bajo la agricultura de conservación, una vez cubiertos los gastos de la inversión inicial (US$250/ha), podría llegar a ser de 18 – 25% mas rentable que la tradicional.

A partir de estos resultados, se estableció un plan piloto con la participación de 39 pequeños agricultores, a quienes se les otorgó un crédito a bajo interés con la condición de cambiarse a una agricultura de conservación. Para ello, se creó un fondo rotatorio, con los aportes de la GIZ y la Fundación Ford y el apoyo técnico de la Corporación Autónoma Regional (CAR).

De esta manera, el plan piloto tuvo un cumplimento del 97% llegando a un área de cultivo de 178 hectáreas por año (el doble de la programada). No obstante, el trabajo fue menos exitoso al querer ampliar la experiencia en toda la cuenca (99,137 ha, de las cuales 55,662 ha son aéreas de cultivo), dado que algunos de los agricultores se mostraron escépticos a cambiar sus prácticas tradicionales de manejo, mientras que otros prefirieron  arrendar sus tierras a los productores comerciales.

Mediciones de escorrentia y pérdida de suelo en agricultura de conservación – Cuenca de la Laguna de Fúquene-Colombia

A pesar de los obstáculos encontrados en la ampliación de la experiencia piloto, ésta incentivó a la CAR, autoridad regional del ambiente, a destinar fondos para el desarrollo de una investigación in situ de los impactos en la extensión de la agricultura de conservación. Dichos estudios, liderados por el CIAT, consideran la medición en campo de los impactos en el suelo, pérdidas de nitratos y fósforo, productividad de los cultivos y la evaluación de los beneficios económicos, teniendo como propósito principal la determinación de indicadores de impacto que puedan ser utilizados mas adelante por la CAR en su trabajo de seguimiento y evaluación de sus inversiones en la materia. En este trabajo son socios claves de CIAT, Fundesot (Fundación para el Desarrollo Sostenible Territorial) y la Universidad de Florida.

De esta manera, los resultados de los estudios financiados por la CAR, servirán en el diseño de un MDB. Estos ayudarán a definir en qué medida las prácticas de la agricultura de conservación podrían incluirse dentro del conjunto de prácticas agrícolas sostenibles compatibles a ser desarrolladas en la cuenca alta, la cual en gran parte ha sido declarada recientemente como zona de reserva natural. De constatarse que dichas prácticas son adecuadas para el suelo y el agua se estaría proveyendo argumentos sólidos para seguir apoyando la agricultura de conservación, siendo posible conseguir que aquellos que se beneficien de los impactos positivos contribuyan al fondo rotatorio, lográndose así la sostenibilidad del mecanismo. 

La presente Nota ha sido publicada, de igual manera, en el nuevo blog del Fondo Patrimonio Natural; espacio creado para el intercambio de experiencias sobre la puesta en marcha de instrumentos tipo Pago por Servicios Ambientales en el territorio colombiano. Para mayor información consultar: http://instrumentostipopsa.blogspot.com/.

En el marco de la iniciativa “Diseño Participativo de un Esquema de Pago de Servicios Ecosistémicos Hidrológicos (PSAH)”, liderada por el Ministerio del Ambiente del Perú (MINAM) con apoyo del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) y el Programa de CGIAR “Challenge Program on Water and Food”, el pasado martes 19 de marzo se celebró una reunión entre el equipo técnico de esta iniciativa por parte de CIAT y MINAM, y funcionarios de la Autoridad Nacional del Agua (ANA) del Ministerio de Agricultura del Perú (MINAG). 

Conversatorio SWAT: ANA-MINAM

Dicha reunión tuvo como propósito impulsar una discusión acerca de las potenciales aplicaciones que el modelo hidrológico SWAT (Soil Water Assessmet Tools) podría tener en beneficio de la actual gestión del ANA. Para ello, el equipo técnico del CIAT expuso el funcionamiento del modelo hidrológico SWAT, así como los principales resultados de modelación obtenidos en la cuenca del río Cañete.

Tras dicha presentación, los representantes del ANA destacaron la importancia del SWAT como una herramienta que permite priorizar las zonas de mayor producción de agua a lo largo de toda la cuenca, resaltando, además, la relevancia del proceso de calibración y la trascendencia de contar con información de buena calidad en los procesos de modelación.

De esta manera, ante el compromiso del MINAM y el ANA de continuar con esta mutua colaboración técnica, se ofreció, a través del equipo del CIAT, prestar capacitación y acompañamiento en la aplicación del modelo SWAT en las cuencas de interés del ANA y así poder fortalecer la gestión integral del recurso hídrico.

El pasado 14 de Noviembre se realizó el lanzamiento del proyecto Logrando Servicios Sostenibles de los Ecosistemas a través de Escenarios de Equilibrio (ASSETS, por su nombre en inglés) en la residencia del actual Embajador Británico en Bogotá John Dew. Delegados del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural (MADR), del Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas (SINCHI), miembros de la Fundación Gaia Amazonas y de la Organización de los Pueblos Indígenas de la Amazonía Colombiana (OPIAC), entre otros, asistieron al lanzamiento del proyecto que es  financiado por el Programa de Servicios Ambientales para el Alivio de la Pobreza (ESPA).

Erwin Palacios de Conservación Internacional Colombia
Foto tomada por:
Oficina de Prensa y Relaciones Públicas
Embajada Británica

Los miembros del proyecto del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) y Conservación Internacional Colombia presentaron cómo ASSETS pretende identificar y cuantificar los vínculos entre servicios ambientales, seguridad alimentaria y salud de las poblaciones rurales pobres en la interface entre producción agropecuaria y bosque. ASSETS se desarrolla en dos zonas de estudio: Malawi y Colombia. En el caso de Colombia, el estudio se centra en el alto y bajo Caquetá, zona perteneciente a la Amazonía colombiana, en la cual habitan comunidades con altos niveles de pobreza, desigualdad y malnutrición, y quienes dependen en gran medida de los servicios ambientales que provee el bosque. Factores como el progresivo deterioro de los ecosistemas y el cambio climático pueden agravar la situación social y ambiental de esta región.

Henry Cabria director de la OPIAC
Foto tomada por:
Oficina de Prensa y Relaciones Públicas
Embajada Británica

En la sesión de discusiones, moderada por Claudia Martínez ex viceministra de Ambiente y Desarrollo Sostenible de Colombia, se destacó la preocupación existente por la seguridad alimentaria de la Amazonía colombiana, reflejada en la gran cantidad de alimentos de alto costo provenientes de la Central de Abastos de Bogotá (Corabastos) en las capitales amazónicas. Esta situación genera varios interrogantes alrededor del tema de la seguridad alimentaria en la región y en el país. Es así como la alianza que conforma ASSETS se convierte en un elemento clave, ya que contribuirá a dar respuesta a estos interrogantes a través de la innovación e integración del conocimiento.

Los delegados del MADS y MADR expresaron gran interés en la vinculación, participación y cooperación para el desarrollo del proyecto en la región amazónica colombiana. Por lo tanto, a partir de este evento surgen los primeros pasos para construir sinergias entre los tomadores de decisiones y los miembros del proyecto que permitan mantener la seguridad alimentaria y la salud en la región, a partir de estrategias de gestión adaptables.

The continuous surge in gold prices has lead to a rapid expansion of mining activities on alluvial soils in recent years. This phenomenon brings enormous costs to human health and the environment. One example in this sense is the region (or department) of Madre de Dios in Peru, an area part of the world’s most extensive tropical forest ecosystem, the Amazon Basin. The number of unapproved mining activities have increased drastically in recent years here, contributing to significant losses of habitat. Indeed, roughly 7,000 ha of pristine forest and wetlands were cleared on two large mining sites between 2003 and 2009 as shown by Swenson et al (2011). Terra-i illustrates that between 2004 and 2011 the region of Madre de Dios lost 28,369 ha of natural vegetative cover, an area equivalent to the surface of the Maldives. Alarming deforestation rates were registered in the Provinces of Manu and Tambopata, where mining activities have expanded considerably since 2005 (Figure 1). These results go along the FAO Forest Resources Assessments (FRA) and others scientific findings according to which the highest deforestation rates and changes in natural vegetative cover have been registered in those regions where gold prices have risen dramatically.

Figure 1. Left, Terra-i land use change detection map, zoomed on deforestation hotspots on the mining region in the provinces of Manu and Tambopata in the Region of Madre de Dios (Peru), between 2004-2011 (yellow to red spots); Main mining areas in the region denoted by “A”, for Guacamayo, “B” Colorado-Puquiri, and “C”, Huepetuhe. Right, aerial photos for the mining areas “A” and “B”. Photos source: mongabay.com

An emerging economy, a general overview of Peru

Peru’s economy has experienced a notable period of growth in the last five years, which makes it one of the fastest growing economy in the region. The country has one of the most important timber reserves in the world, being the world’s fourth largest country in terms of tropical forest cover. It also hosts the second largest tropical forest area in the Amazon basin (after Brazil).

Even if deforestation rates are relatively low in Peru, the annual deforestation rate has increased considerably – from 0.14% (of the total national forest cover) between 2000 and 2005 to 0.22% between 2005 and 2010, according to FAO statistics. Moreover, forest loss accounts for 47.5% of the country’s total greenhouse gas emissions. Among the main drivers of deforestation and degradation identified by the Ministry of Environment are: illegal land use changes for agriculture, shifting slash-and-burn agriculture, cattle farming, human settlements, illegal mining, and mismanagement of road infrastructure.

In 2011 Peru was one of the top 6 world gold producers. However, according to the Superintendencia Nacional de Aduanas del Peru and Swenson et al (2011), a large amount of the Peruvian gold has been extracted by illegal businesses that use extraction methods based on heavy metal, such as mercury. Such practices are far of being sustainable and have a strong negative impact on the environment. Moreover, as Figure 2 shows, the boost in gold price led to an exponential increase of the illegal mining area, followed by a sharp rise of mercury imports. Additionally, improvements in the road infrastructures in the region, such as the Interoceanic Highway (connecting Peru and Brazil) have been facilitating the extraction process.

Figure 2. Relation between international biweekly gold prices, forest conversion to mining area in Madre de Dios and annual mercury imports to Peru for the period 2002-2010.Source: Swenson et al (2011).

The case of Madre de Dios

Madre de Dios occupies Peru’s lowland Amazon and was declared “Capital of Biodiversity’’ under the  Peruvian law (No. 26311). Additionally, it hosts the Manu National Park, the largest national park in Peru with an area of  about 1,700,000 hectares, designated as World Heritage Site by the United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO).

As shown in Figure 3, mining activities in Madre de Dios have had a strong negative impact on the environment. Indeed, even if the Forest Permanent Production area (1,935,162 million ha) as well as the wood extraction areas are smaller in Madre de Dios than in regions like Ucayali (3,539,783 million ha) or Loreto (9,302,102 million ha), one of the highest increase in habitat change were registered in this Madre de Dios. Terra-i reported that around 6.9% and 7.3% of the total deforestation rates in the entire country and in the Peruvian Amazon (as defined by The Amazon Treaty Cooperation Organization) respectively were registered in this region between 2004 to 2011.

Figure 3. Satellite images provided by NASA show the high landscape change due to artisanal mining activities between 2003 and 2011 on the region of Madre de Dios. Source: UNEP, CATHALAC.

According to Terra-i, the trends show that 469 ha were lost in 2004, reaching 7,888 ha in    2011; i.e., an increase of 1583% (Figure 1). During that same 8-year period, a total of 28,369 ha of natural vegetative cover were lost, with an average annual loss of 3,546 ha. The highest accumulated rate of habitat loss occurred in the provinces of Tambopata (1,895 ha per year and 15,156 ha accumulated between 2004 and 2011) and in Manu (1,005 ha per year and 8,038 ha accumulated between 2004 and 2011) (Figure 4).

These observations together support the recent study of Swenson et al (2011) which showed that mining in Madre de Dios contributes to deforestation faster than any other activity. The authors reported that roughly 7,000 ha of pristine forest and wetlands were cleared on two large mining sites between 2003 and 2009, with a dramatic increase in deforestation occurring during the last three years. Figure 1 shows the three main incipient mining areas and their impacts on forest cover, as detected by Terra-i. These three sites together accounted for a total area of 15,500 ha of mined area in August 2009.

According to the same study, habitat loss in this area is driven by the migration of poor population whose main source of income lies in resource extraction. Indeed, according to the annual report of 2011 of the Ministry of Energy and Mines, the region of Madre de Dios is the Peru’s third largest gold producer, and hosts 46% of Peru’s artisanal gold production.

Figure 4. Annual rate of habitat loss and accumulated loss, between 2004-2011, for the Municipalities of Madre Dios base on Terra-i data.

El Ministerio del Ambiente del Perú con el apoyo técnico del CIAT y el programa de investigación mundial “Challenge Programo on Water and Food” viene desarrollando desde hace dos años el proyecto ¨Retribución por servicios ambientales hidrológicos en la cuenca de Cañete¨, cuyo objetivo es servir como un mecanismo de conservación y distribución equitativa de beneficios derivados de los servicios ambientales hidrológico que se proveen en esta cuenca. A dicha iniciativa muy posiblemente se sume, a partir del próximo año, el apoyo del Fondo Internacional de Desarrollo Agrario (FIDA), como agencia ejecutora del Fondo del Medio Ambiente Mundial, a través del proyecto ¨Conservación y uso sostenible de los ecosistemas altoandinos del Perú mediante la compensación de servicios ambientales para la reducción de la pobreza y la inclusión social¨, cuyo fin en la cuenca de Cañete es poner en marcha la etapa de implementación del esquema de retribución.

Reunion SERNANP

En este contexto, el día 29 de octubre del 2012 se llevó a cabo una reunión con el principal colaborador en la conservación de los ecosistemas en la parte alta de la cuenca de Cañete: el Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas (SERNANP), el cual tiene a su cargo la Reserva Paisajística Nor Yauyos Cochas (RPNYC), la cual abarca cerca del 20% del área total de la cuenca de Cañete.

El objetivo de la visita fue coordinar la participación del SERNANP en los procesos de negociación con los otros actores de la cuenca, así como confirmar su disposición de liderar la puesta en práctica de las actividades de conservación y recuperación de los ecosistemas altoandinos, las cuales serán impulsadas dentro de la etapa de implementación.

Muestra del compromiso del SERNANP en el proceso en curso, fue la inclusión de actividades específicas  dentro del Plan Operativo Anual de la RPNYC, para su posterior inserción dentro del  Plan Maestro. Con ello, se logró poner en agenda su participación en el proceso de negociación y a la vez confirmar su interés en el desarrollo de actividades de conservación y uso sostenible de los ecosistemas, previstas a iniciarse el próximo año con los fondos aportados por la propuesta del FIDA y por aquellos que se benefician directamente de los servicios ambientales hidrológicos.

¿Cómo se sienten las comunidades menos favorecidas de las zonas rurales de Malawi y Colombia acerca de la seguridad alimentaria? Quizás ellas nos puedan enseñar una cosa o dos acerca de cómo sobrellevar los servicios ambientales (SA) amenazados y el cambio climático. O quizás seamos nosotros los que podamos enseñarles una cosa o dos. En realidad no interesa quién enseñe qué o a quién, en tanto todos aprendamos algo al final del día, no es así?

Con esto en mente, algunos representantes del Programa de Análisis de Políticas (DAPA) del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) viajaron a Malawi, un país en el sureste de África, a finales de septiembre. Nuestro grupo se reunió con colegas de diferentes instituciones y organizaciones de todo el mundo.

Los 25 participantes científicos asistieron a un taller de formación de capacidades dentro del marco del proyecto “Lograr servicios sostenibles a partir de los ecosistemas mediante escenarios de distintas concesiones” (ASSETS, por su nombre en inglés). El proyecto, financiado por el Programa de Servicios Ambientales para el Alivio de la Pobreza (ESPA), se propone cuantificar los nexos entre los servicios ambientales que afectan —y son afectados por— la seguridad alimentaria y la salud nutricional de la población rural de escasos recursos en el punto de encuentro de la agricultura y los bosques —conocido como la interacción entre la agricultura y los bosques. Este proyecto se enfoca en Malawi y Colombia, dos países que poseen algunas características en común: ambos están sujetos al cambio climático y la deforestación y enfrentan problemas de extrema pobreza, desigualdad y desnutrición.

La zona focal del proyecto en Colombia es el alto y bajo Caquetá (departamentos de Caquetá y Amazonía). El grupo objetivo incluye a diez comunidades indígenas y a dos no indígenas, y comprende entre 270 y 280 hogares. Estas comunidades practican la agricultura de tala y quema, la caza y la pesca, además de la recolección de ciertos tipos de frutos del bosque. La caza y la pesca a nivel comercial son actividades que han ido creciendo en la región.

Los socios en Colombia incluyen a Conservación Internacional (CI), el Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria (CIPAV), la Universidad Nacional y al CIAT. Un objetivo importante del proyecto es contribuir a mejorar las políticas nacionales e internacionales en términos del manejo de los servicios ambientales, la seguridad alimentaria y el desarrollo. Los compromisos iniciales ya se han ido concretando y el Plan Departamental de Desarrollo de Caquetá ha incorporado a ASSETS en su capítulo sobre seguridad alimentaria.

Como parte del esquema de intercambio Sur-Sur del proyecto entre Colombia y Malawi, el equipo colombiano brinda capacitación en modelación hidrológica y en la evaluación de la seguridad alimentaria y la salud nutricional para Malawi; a su vez, Malawi comparte su experticia en sistemas participativos de información geográfica (SIG) con Colombia.

El taller en Malawi se propuso brindar una oportunidad a los participantes de compartir conocimientos y recibir capacitación en técnicas de Evaluación Rural Participativa (ERP). Esto es un enfoque que busca incorporar el conocimiento y las opiniones de la población rural en la planeación y el manejo de los proyectos y programas de desarrollo. Al mismo tiempo, el taller contribuiría a mejorar métodos de investigación basados en el saber de la población local y su experticia en la materia. Por ese motivo, la jerga técnica se quedó en casa y finalmente llegó el momento de adquirir experiencia en la práctica e interactuar con los residentes de la localidad.

Durante 5 días, los representantes del CIAT y los miembros de la Universidad de Southampton (Reino Unido), el Centro Vasco para el Cambio Climático (España), el Centro WorldFish (Malawi) y el Colegio Chancellor (Malawi) se encontraron en la región de Zomba, en donde una aldea piloto se había seleccionado para realizar el taller. Una vez allí, los participantes explicaron la función de los servicios ambientales en la provisión de alimentos. Esto ayudaría a entender cuáles servicios son más valiosos para los aldeanos de la localidad y cómo se deberían organizar para utilizarlos. Asimismo identificaron si se habían presentado cambios en el flujo de esos servicios y cómo los aldeanos se las arreglaban con la escasez de provisiones. Incluso se abordaron las complejidades de la ética y se aplicaron a situaciones de la vida real (por ej., cómo lidiar con conflictos locales o cuándo intervenir en situaciones que ponen en riesgo la vida).

Taller en Malawi de ESPA-ASSETS. Foto: Simon Willcock

Después de separar a los aldeanos en grupos de mujeres, hombres y ancianos, pronto se hizo evidente que todos ellos tenían percepciones diferentes acerca de la seguridad alimentaria y la vida de la aldea en general. Por ejemplo, en un ejercicio de mapeo, los hombres se inclinaron a enfocarse más en la agricultura y en las fronteras de la aldea, mientras que las mujeres resaltaron la madera para combustible y las ubicaciones de los pozos. Las mujeres, quienes a menudo son las propietarias legales de las tierras, parecían estar más relajadas que los hombres, a veces mostrándose más abiertas y dando muestra de sus habilidades para el baile y el canto. Sin embargo, tanto hombres como mujeres confirmaron que muchos de los servicios ambientales de los que dependen para la seguridad alimentaria han ido disminuyendo en los últimos 20 años.

Hacia el cierre del taller, los participantes científicos acordaron los criterios para seleccionar más sitios piloto para ilustrar el contraste entre los SA de la interacción entre la agricultura y los bosques y los SA de los sitios cercanos al Lago Chilwa. En la actualidad, este lago se halla en riesgo de secarse, lo cual ha originado graves brotes de cólera en la región. Es también una fuente de alimentos sumamente relevante para los pueblos vecinos.

Después de 5 días productivos, aunque agotadores, en Malawi y con los laptops llenos de la información recopilada sobre los medios de vida, los grados de bienestar, los sistemas agrícolas y las tendencias en el uso de la tierra, finalmente llegó el momento de que cada participante volviera a su respectivo país. Llenos de nuevas impresiones, tanto los aldeanos como los científicos han logrado su meta, ya que todos, según parece, han aprendido algo nuevo al final del día.

CIAT  viene contribuyendo al Ministerio del Ambiente de Perú (MINAM) en su labor de implementar mecanismos que reconozcan el valor e importancia del patrimonio natural del país. Muestra de ello, es el estudio de “Valoración económica de los beneficios y pérdidas derivadas de los servicios ambientales en los ecosistemas y formulación del plan de acción para la puesta en valor del patrimonio natural en: Huancavelica, Ayacucho y Apurímac en el Perú” realizado por CIAT en el marco del Proyecto de Desarrollo Estratégico de los Recursos Naturales (PRODERN) del MINAM y la Cooperación Técnica Belga.

Paisaje de bofedales altoandinos, Departamento de Huancavelica

Este estudio se enfocó en la evaluación del  servicio ambiental hidrológico (SAH) provisto por los ecosistemas alto-andinos de Huancavelica,  al Valle de Ica en la costa peruana;  y el servicio ambiental de provisión de agro-biodiversidad nativa alto-andina en Apurímac y Ayacucho.  Este estudio fue comisionado por PRODERN para entender el estado actual de estos servicios ambientales, sus amenazas, e importancia económica. Así mismo para proponer acciones que contribuyan a garantizar la provisión de estos servicios en el futuro. Se espera que estas acciones permitan minimizar actuales conflictos causados por su disminución o distribución inequitativa de los beneficios que estos generan.

¿Cuál es la importancia de los Servicios Ambientales Hidrológicos (SAH) provistos por los ecosistemas alto-andinos de Huancavelica al Valle de-Ica y cuáles son las posibilidades de implementar un sistema de retribución económica por estos servicios? 

Los principales beneficiarios del SAH provisto por los ecosistemas de la parte alta de la cuenca del río Pampas (Huancavelica)  son los agricultores de la cuenca del río Ica; quienes utilizan el agua trasvasada desde Pampas durante 4 meses del año. Así mismo, son beneficiarios del SAH los agricultores de Ica que utilizan agua subterránea, ya que esta proviene de acuíferos que se recargan en la misma cuenca. Dadas estas circunstancias, los pobladores locales de la cuenca alta del río Pampas, coadyuvantes en la provisión del SAH, expresan su preocupación a causa del creciente número de trabajos de captación de agua de sus ríos para beneficio de los agricultores de Ica aguas abajo. Esto ha significado una menor disponibilidad de agua para estos pobladores y un mayor beneficio para los agricultores de la cuenca del río Ica. Así mismo existe inconformidad de estos pobladores y los gobiernos de Huancavelica, debido tanto a la distribución actual de los derechos de uso del agua  de la cuenca alta del Rio Pampas y que han sido otorgados a los agricultores del Valle de Ica, como a la distribución de los beneficios económicos que se generan gracias al aporte de agua desde Pampas al Valle de Ica. Los pobladores  consideran que un sistema de compensación por parte de los agentes que reciben un mayor beneficio por la provisión del SAH podría reducir esta problemática.

Sin embargo los resultados del estudio muestran que  aun cuando el 95% de los agricultores del Valle de Ica califican como alta la importancia del SAH provisto por la cuenca del río Pampas (Huancavelica), sólo el 39% del total de los encuestados estaría dispuesto a contribuir económicamente dentro de un esquema de compensación. En promedio, la disposición a pagar de este 39% es de 0.0028 soles/m³. Las razones expuestas por los agricultores para no retribuir económicamente por estos beneficios, están relacionadas con la idea de que el Estado debe asumir dicho costo; que actualmente ellos ya pagan una retribución económica a la Autoridad Nacional del Agua; la falta de capacidad económica y la percepción sobre tarifas altas que ellos actualmente pagan por el uso del agua.

¿Por qué es necesario un plan de acción para recuperar y conservar la agrobiodiversidad andina en Apurímac y Ayacucho?

Muestra papas nativas, Distrito de Pomacocha (Departamento de Apurímac)

El adecuado manejo de los diferentes pisos ecológicos por parte de los pobladores locales, ha permitido conservar una amplia agro-biodiversidad tanto en Apurímac como en Ayacucho. Entre los principales cultivos identificados en las zonas de estudio se encuentran cereales, como el maíz, la cebada y el trigo; tubérculos como papa, la oca, la maswa y el olluco; y menestras (arveja y haba). De estos cultivos se destacan la papa, el maíz y la quinua como los más importantes en los cuatro distritos estudiados. Actualmente se reconocen hasta 61 variedades nativas de papa, 31 de maíz y 7 de quinua. Casi la totalidad de la producción agrícola de los cultivos nativos se destina para el autoconsumo.

A pesar de la amplia agro-biodiversidad encontrada en los distritos estudiados, se ha identificado que cada agricultor actualmente maneja en sus parcelas un menor número de variedades nativas con respecto a años pasados; que el área sembrada con productos agrícolas se ha visto reducida y que además la papa nativa es el cultivo que ha sufrido una mayor disminución del número de variedades cultivadas. Entre las causas expuestas por los pobladores a cerca de la disminución de la agro-biodiversidad, se resalta el cambio de los hábitos alimenticios, el mayor acceso a productos foráneos en gran parte introducidos por ayudas del gobierno, el desplazamiento de las variedades nativas por la introducción de variedades híbridas, la baja rentabilidad y aceptación en el mercado de los productos nativos frente a los variedades híbridas, entre otros.  Ante esta problemática, se evidenció una mayor predisposición de los agricultores en los distritos de Apurímac por recuperar las variedades nativas perdidas, quizá como resultado de los trabajos iniciados por PRODERN en dicha zona, donde se viene impulsando el reconocimiento público a esta labor y la asignación de incentivos a aquellos pobladores que se destacan por la conservación de cultivos nativos.

¿Qué implicaciones tienen estos resultados en el diseño de acciones para conservar y retribuir por los servicios ambientales provistos por los ecosistemas alto-andinos de Huancavelica, Apurímac y Ayacucho?

Frente a los resultados obtenidos, el estudio ha propuesto acciones detalladas consideradas necesarias, por una parte, para minimizar los conflictos existentes y potenciales generados entre las regiones de Huancavelica e Ica, debido a la actual distribución de los derechos de agua y los beneficios generados por el servicio  ambiental hidrológico; y por otra parte para garantizar la conservación de la biodiversidad en Apurímac y Ayacucho, procurando dar prelación al conocimiento, saberes, prácticas y usos tradicionales.

De esta manera, a la fecha, la evaluación realizada en la cuenca integrada de Huancavelica-Ica ha sido expuesta por el equipo de PRODERN ante el grupo impulsor del Consejo de Cuenca del río Tambo –Santiago-Ica, con el objetivo de incluir parte de las acciones propuestas dentro del Plan de Gestión del Consejo de Cuenca. Además, los resultados del estudio están siendo utilizados como insumos en el  diseño de un esquema de Pago por Servicios Ambientales liderado por PRODERN.   En el caso de la necesidad de conservar la agrobiodiversidad nativa de Apurímac y Ayacucho, se ha puesto a disposición de PRODERN un plan de acción detallado con actividades de corto, mediano y largo plazo y sus respectivos costos. Se espera que este plan se convierta en una herramienta que permita implementar una estrategia robusta para conservar y recuperar esta agro-biodiversidad en el marco de un contexto actual local caracterizado por alta migración a la ciudad, cambios en los hábitos alimenticios, e introducción de variedades comerciales de cultivos.