This study reports the results of a water footprint (WF) assessment of five types of textiles commonly used for the production of jeans, including two different fibres (cotton and Lyocell fibre) and five corresponding production methods for spinning, dyeing and weaving. The results show that the fibre production is the stage with the highest water consumption, being cotton production particularly relevant. Therefore, the study pays particular attention to the water footprint of cotton production and analyses the effects of external factors influencing the water footprint of a product, in this case, the incentives provided by the EU Common Agricultural Policy (CAP), and the relevance of agricultural practices to the water footprint of a product is emphasised. An extensification of the crop production led to higher WF per unit, but a lower overall pressure on the basins water resources. This study performs a sustainability assessment of the estimated cotton WFs with the water scarcity index, as proposed by Hoekstra et al. (2011), and shows their variations in different years as a result of different water consumption by crops in the rest of the river basin. In our case, we applied the assessment to the Guadalquivir, Guadalete and Barbate river basins, three semi-arid rivers in South Spain. Because they are found to be relevant, the available water stored in dams and the outflow are also incorporated as reference points for the sustainability assessment. The study concludes that, in the case of Spanish cotton production, the situation of the basin and the policy impact are more relevant for the status of the basin s water resources than the actual WF of cotton production. Therefore, strategies aimed at reducing the impact of the water footprint of a product need to analyse both the WF along the value chain and within the local context
This paper evaluates the water footprint of Spanish olives and olive oil over the period 1997-2008. In particular, it analyses the three colour components of the water footprint: green (rainwater stored in the soil), blue (surface and groundwater) and grey (freshwater required to assimilate load of pollutants). Apparent water productivity and virtual water embedded in olive oil exports have also been studied. Results show more than 99.5% of the water footprint of one liter of bottled olive oil is related to the olive production, whereas less than 0.5% is due to the other components such as bottle, cap and label. Over the studied period, the green water footprint in absolute terms of Spanish olive oil production represents about 72% in rainfed systems and just 12% in irrigated olive orchards. Blue and grey water footprints represent 6% and 10% of the national water footprint, respectively. It is shown that olive production is concentrated in regions with the smallest water footprint per unit of product. However, the increase of groundwater consumption in the main olive producing region (Andalusia), from 98 to 378 Mm3 between 1997 and 2008, has added significant pressure in the upstream Guadalquivir basin. This raises questions about the sustainability of irrigated olive orchards for export from the region. Finally, the virtual water related to olive oil exports illustrate the importance of green water footprint of rainfed olives amounting to about 77% of the total virtual water exports
En un mundo en el que los recursos hídricos y la tierra cultivable son limitados, la agricultura es el principal usuario de ambos recursos, enfrentándose al reto de satisfacer unas necesidades crecientes de alimentos y productos de origen agrícola. Al mismo tiempo, la agricultura es una actividad multifuncional que regula varios procesos naturales y que resulta esencial para la seguridad alimentaria, el desarrollo humano y la economía de los medios rurales. Por tanto, se hace necesario un uso más eficiente del agua por parte del sector agrícola que al mismo tiempo no limite la provisión de bienes ambientales. Por otro lado, en una economía globalizada, la demanda por parte de los consumidores y las fuerzas económicas pueden determinar el desarrollo agrícola y por tanto, el uso de agua en la agricultura. Los consumidores y las empresas, de forma creciente, pueden ser actores relevantes en la gestión del agua a través de sus decisiones de compra y la creación de incentivos. Sin embargo, estos actores necesitan de indicadores y marcos de análisis que les permitan participar en esa gestión con información adecuada, de forma que puedan contribuir a la gestión sostenible y eficiente del agua. Este cambio hacia un uso más eficiente del agua en la agricultura se verá reforzado si se amplían las perspectivas, incluyendo además de los beneficios económicos asociados al uso de agua, la consideración de las externalidades ambientales y sociales. De este modo se podrá abordar la cuestión de cómo definir un uso eficiente del agua social y ambientalmente sostenible. Esta complejidad necesita también ser entendida y abordada por los diferentes grupos de interés. El objetivo de esta tesis es la evaluación de la influencia de algunos vectores que condicionan las prácticas agrícolas y en consecuencia su uso del agua, su eficiencia y sostenibilidad. Asimismo, se explora la relación entre la perspectiva del producto, como unidad empleada en el sistema económico, y la cuenca hidrográfica, unidad del sistema socio-ambiental. La tesis emplea como herramienta el marco de análisis de la evaluación huella hídrica. La huella hídrica es un indicador holístico de uso de agua que considera el consumo de agua verde y azul y la presión sobre la calidad del agua. A lo largo de la tesis, el indicador se ve adaptado para ampliar la comprensión de algunas de las implicaciones del uso de agua en agricultura. La tesis analiza la eficiencia del uso del agua en tres casos de estudio. El primer caso se centra en la producción de bioetanol en el nordeste brasileño en condiciones de secano y bajo 8 niveles crecientes de riego. Se considera la eficiencia de uso del agua en términos físicos y económicos a nivel de parcela. El segundo caso de estudio analiza la sostenibilidad de un producto de consumo, unos pantalones vaqueros, desde la perspectiva de una empresa textil. Para ello, el análisis se centra en la producción agraria y la contextualiza a nivel de parcela y de cuenca hidrográfica, analizando la influencia de la política agraria común en las prácticas agrícolas. El tercer caso de estudio evalúa las implicaciones del cambio de prácticas agrarias en la producción de caña de azúcar en una cuenca hidrográfica brasileña y de nuevo contextualiza los resultados a nivel de cuenca, en este caso, mediante el análisis comparativo con el resto de usos de suelo de la cuenca. Se realiza una valoración de dos servicios ecosistémicos (SE) como método para considerar las externalidades de la agricultura. Los resultados del primer caso muestran cómo en la producción de etanol, la fase agrícola es el componente principal de la huella hídrica del producto, pues la fase industrial apenas representa el 1% de la huella hídrica total. Asimismo, el uso del bagazo y las vinazas, subproductos de la producción de etanol, reduce la huella hídrica total del etanol. Por otro lado, a medida que la lámina de riego aumenta, también aumentan el beneficio económico para el agricultor y la productividad física y económica del agua debido al aumento en los rendimientos de la caña de azúcar. Sin embargo, esta mejora se produce a costa de un aumento en la proporción de la huella hídrica total por litro de etanol de sus componentes azul y gris. La producción en secano muestra los menores resultados de huella hídrica total (verde, azul y gris), 1.647 l l -1, frente a la producción con mayor volumen de riego, en la que la huella hídrica en su fracción consuntiva es menor, 1.225 l l -1, pero la huella hídrica total es mayor, 1.758 l l -1, debido a la fracción de huella hídrica gris. Los resultados sugieren que la tendencia a irrigar con volúmenes cada vez mayores da lugar a una mayor eficiencia en el uso de agua a nivel de parcela. Sin embargo, esta conclusión no proporciona ninguna información sobre las consecuencias de las mayores presiones que se imponen en el sistema hidrológico por la mayor demanda de agua azul y potencial contaminación. En el segundo caso de estudio, se estimó que el principal determinante de la huella hídrica en productos textiles es la fase de obtención de las fibras, y en particular de las fibras de algodón sobre otras fibras de origen celulósico 5.128 m3 t -1 y2.285 m3 t -1 respectivamente. El análisis de la producción de algodón colocó el foco en la influencia de la política agraria común como determinante de la rentabilidad del cultivo y por tanto de las prácticas agrícolas empleadas. La huella hídrica del algodón aumentó de media un 50% como consecuencia de la desaparición de incentivos a la producción y por tanto de una menor aplicación de riego, fertilizantes y herbicidas. Sin embargo, al poner los resultados en el contexto de la cuenca, se mostró como la sostenibilidad del uso del agua está determinada en mayor medida por la gestión hidrológica y de los embalses. El tercer caso de estudio se centró en la producción de caña de azúcar en secano en la cuenca hidrográfica del Mogi-Guaçu-Pardo en Sao Paulo, Brasil en el periodo 2000-2012. Se estudió la influencia de dos procesos, por un lado, la mecanización de la cosecha de la caña en respuesta a la implantación de un protocolo ambiental, y por otro el efecto de los cambios de uso de suelo en la cuenca. En este periodo, se produjo un crecimiento de la superficie de caña en la cuenca, principalmente a costa de superficie de cultivos anuales y de pastos. Se estimaron las implicaciones de estos cambios sobre la eficiencia económica de uso del agua en la caña y la evaluación de dos externalidades ambientales, provisión de agua y costes de erosión. Para abordar la incertidumbre en la estimación de algunas variables clave como las tasas de erosión de cada uso de suelo o la evapotranspiración de la vegetación natural, plantaciones de eucaliptos y de pastos, se aplicó una simulación Monte-Carlo de forma que los resultados se obtuvieron en términos probabilísticos. Los resultados muestran como la productividad económica del uso de uso de agua en la caña aumentó de 0,089 a 0,33m−3.Lamecanizacioˊndelcultivodelacan~ahadisminuidoloscostesdeerosioˊnyaumentoˊelvalordelosserviciosecosisteˊmicos(SE)generadosde0,0036a0,0037 m-3. Las áreas naturales, pastos y plantaciones de eucaliptos son los usos de suelo que generan mayor valor de los servicios ecosistémicos seleccionados, tanto por unidad de superficie (ha−1)comoenrelacioˊnalaguaconsumida.LoscultivosanualesresultanunusodesuelomaˊseficienteenlageneracioˊndevalordeSEenrelacioˊnasuconsumodeaguaquelacan~adeazuˊcar.Alaescaladelacuencahidrograˊfica,loscambiosdeusosdesuelohandadolugaraunamayoreficienciaeconoˊmicadeusodeagua,peroaunamenoreficienciadeusodeaguaenrelacioˊnalasexternalidadesambientales.Esteefectoseproduceapesardelamejorasignificativaenlaeficienciadeusodeaguaenlacan~adeazuˊcaryestaˊasociadaalasustitucioˊndepastosycultivosanualesporpartedelacan~a.Elanaˊlisisconjuntodelaevolucioˊndelaspraˊcticasdecultivoylaevolucioˊndelosusosdesueloapoyalainterpretacioˊndelasimplicacionesdelcultivodelacan~adeazuˊcarparaelusoeficientedelosrecursosaniveldecuenca.Losresultadosdeestatesisresaltanlaimportanciadelanaˊlisisdelosvectoresquedeterminanlaspraˊcticasagrıˊcolasysucontextualizacioˊnanivellocalparaentenderlaeficienciadeusodeaguayevaluarlasostenibilidaddelasproduccionesagrıˊcolas.Delamismamaneraquelasostenibilidaddeusodeaguanosedefineaniveldeparcelasinoaescaladecuencahidrograˊfica,ladefinicioˊndeusoeficientedeaguavarıˊasiseestudiaaniveldeparcelaodecuenca,enfocadoenlaproductividadfıˊsica,econoˊmicaorespectoalageneracioˊndevaloresambientales.Laconsideracioˊndevariasperspectivasnospermiteentendermejorlasimplicacionesdeloscambiosenlaproduccioˊnagraria.Noessencillotransmitirestacomplejidadagruposdeintereˊsmaˊsalejadosdelarealidadagraria,comoempresasyconsumidores,quesebasanenlaunidad“producto”paraevaluarlasostenibilidaddesuactividad.Sinembargo,marcosmetodoloˊgicoscomolaevaluacioˊndehuellahıˊdrica,debidamenteadaptados,nosayudanatransmitiresacomplejidadycrearestrategiascoherentesparaelusoeficienteysostenibledelagua.−−−−−−−−−−ABSTRACT−−−−−−−−−−Agricultureisthemainlandandwateruserinaworldwherewaterandlandresourcesarelimitedandfaceimportantchallengestosatisfyincreasingglobaldemands.Atthesametimeitisamultifunctionalactivitythatconditionsseveralnaturalprocessesandisessentialforhumanfoodsecurity,developmentandtheruraleconomy.Inaglobalizedeconomy,consumerdemandforspecificproductsandeconomicforcesmaybetherootcauseofagriculturaldevelopmentandthereforeofwateruse.Consumersandcompaniesareincreasinglyrelevantactorsinwatermanagementthroughtheirconsumptionchoices,purchasingdecisionsandcreationofincentives.Nevertheless,theseactorsneedtoolsandframeworkstoreachtheirobjectiveofcontributingtomoresustainableandefficientwateruse.Inthemovetowardsmoreefficientwateruse,severalperspectivesareneeded.Notonlylesswateruseperunit,butalsoaconsiderationfortheeconomicbenefitsandavaluationoftheexternalitiesofagriculturalproductioncanhelpprovideinsightintothebasicquestionofwhatisthemostefficient,sociallyvaluablewateruse.Thiscomplexityneedstobeunderstoodandaddressedbyallstakeholders.Thegoalofthisresearchistoevaluatehowthedriversofagriculturalactivityaffectcropmanagementandthereforeitswateruse,waterefficiencyandsustainability.Itexplorestherelationshipbetweentheproduct,theunitusedintheeconomicrealm,andthebasinperspective,thesocio−environmentalunit.Asaframeworkofanalysis,theresearchusestheWaterFootprintAssessmentandtheWaterFootprintindicator.Thisiscomprehensiveindicatortolookintotheconsumptionofgreenandbluewaterresourcesandtheindicatorofpollution,thegreywaterfootprint.Thisindicatorissuccessivelyadaptedandcomplementedtoprovideafullerunderstandingoftheimplicationsofagriculturalwateruse.Theresearchaddressesthreecasestudieswithvaryingscopesandindicators.ThefirstcasefocusesonethanolproductioninNorth−easternBrazilunderrainfedandincreasingirrigation.Itconsidersphysicalandeconomicproductivityoflandandwateruselevelsatthefieldscale.Thesecondonelooksintotheeffectoftheagriculturalpoliciesonthesustainabilityofwateruseinaconsumerproduct,comingfromtheperspectiveofatextilecompanytotheagriculturalsectormakingthelinkfromthefieldtotheriverbasinscale.ThethirdonestudiesthedevelopmentofsugarcaneinariverbasininSaoPaulostate,Brazil,underchangingcropmanagementpractices,andplacestheresultsoftheevaluationwithinitscontextwiththeotherlandusesinthebasin.Inthiscase,theconceptofES−valuationisusedasatoolintheconsiderationoftheexternalitiesofagriculturalwateruse.Theresultsofthefirstcasestudysuggestthat,asirrigationlevelsincreased,thephysicalandeconomicwaterproductivityofsugarcaneincreases,attheexpenseofincreasedshareofbluewaterfootprintandhighergreywaterfootprintsperunitofethanol.Rainfedproductionshowedlowesttotalwaterfootprint(green,blueandgreywaterfootprint),1,647ll−1ofethanolwhereasfullirrigationshowedthelowestconsumptivewaterfootprint(onlygreenandbluecomponents)of1,225ll−1ofethanol.Ifweconsideralsogreywaterfootprintfullirrigationaveragewaterfootprintresultedin1,758ll−1ofethanol.Themaincomponentofethanol’swaterfootprintwasthesugarcaneproductionstage,aswaterconsumptionintheindustrialstagerepresents1 ha-1, linked to rise in sugarcane prices. At the same time ES generation per unit of land and water also increased, as erosion costs decreased linked to the extension of mechanized harvesting from an average of 35.5 ha−1to37 ha-1 and from 0.0035m−3and0.0036 m-3 respectively. Natural areas, pasture and eucalyptus plantations are the land uses providing the highest values of ES per unit of land and water. Annual crops, despite offering the lowest ES value per area (ha), offer relatively high water apparent productivity and ES value per unit of water use, and average of 31.2 ha−1,0.254 m-3 and 0.0075 $ m-3 respectively. At the basin level, the increase in sugarcane area over pastures and annual crops has led to lower water apparent productivity and lower returns on ES value per unit of water, despite the improvements linked to the mechanization of harvesting. The results show the effect of agricultural management practices on the economic and ES returns on land and water use in a particular production system. At the same time, the analysis with the rest of land uses at the river basin level puts the results in perspective, thus providing insight into the rationality of water and land allocation. These results highlight the importance of looking at the local context of agricultural production to determine the water use efficiency and sustainability of agricultural production. The three case studies increasingly contextualize the product perspective, going from the field to the basin perspective, understanding the effect of the drivers of agricultural production on crop management practices and the need to consider issues like hydrological management, land use change and alternative land uses in the basin in order to look into the question of how efficient and sustainable water use is in agricultural products