Herramienta para analizar la relación entre la toma de decisiones y el mantenimiento de los servicios ecosistémicos: Estudio de caso en bosque nativo de ñire de patagonia norte.

La toma de decisiones sobre el manejo de los sistemas socio-ecológicos que producen Servicios Ecosistémicos (SE) son complejas por los plazos, las interacciones de los factores intervinientes, y las percepciones de los actores. Este trabajo tiene como objetivo proponer una metodología que permita integrar los conocimientos sobre los procesos de cambio de los ecosistemas y los de toma de decisión, resaltando el rol de los SE. Mediante un taller de expertos, y basándonos en información preexistente y cálculos ad hoc, se integraron tres propuestas metodológicas: (1) los Modelos de Estados y Transiciones, que modelan el comportamiento del ecosistema, sus caminos de degradación y recuperación; (2) la definición y cuantificación de los SE provistos por cada uno de los estados del ecosistema, considerando los SE finales, los beneficios y el valor monetario de los mismos y (3) los modelos de Toma de Decisiones basado en estadística bayesiana, que considera los objetivos finales mediante una matriz de valoración; los objetivos intermedios, y las decisiones de manejo posibles que impactan sobre estos. La propuesta se ejemplifica con bosques de Nothofagus antárctica de Patagonia norte.Decision making about the management of socio-ecological systems that produce Ecosystem Services (ES) are complicated by the terms, number of factors involved in the processes and their interactions, and perceptions of the actors. This paper aims to propose a methodology to integrate knowledge about the processes of ecosystem change and decision making, highlighting the role of SE. Through a workshop of experts, and based on existing information and calculations ad hoc three methodological proposals were integrated: (1) Models States and Transitions, modelling ecosystem behaviour, its ways of degradation and recovery; (2) the definition and quantification of the ES provided by each of the states of the ecosystem, considering the final ES end, benefits and monetary value and (3) A Decision Making Models, based on Bayesian networks which considers the final objectives through a matrix of values; intermediate objectives and possible management decisions that impact on them. The proposal is exemplified by Nothofagus antarctica forests of northern Patagonia.EEA Santa CruzFil: Rusch, Verónica Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Forestal. Grupo de Ecología Forestal; Argentina.Fil: Goijman, Andrea Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Recursos Biológicos; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Lopez, Dardo Ruben. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Campo Anexo Villa Dolores; Argentina.Fil: Lopez, Dardo Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Claps, Leonardo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; Argentina.Fil: Sarasola, Mauro Miguel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; Argentina.Fil: Cardozo, Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Agencia de Extensión Rural El Bolsón; Argentina.Fil: Rusch, Graciela Mónica. Norwegian Institute for Nature Research (NINA). Trondheim; Norueg

Ecosystem services to support environmental and socially sustainable decision-making

The theory of ecosystem services (ES) needs to be operationalized to contribute to practices leading to sustainable use of ecosystems, which includes solving trade-offs between private and public benefits and incorporating monetary and non-monetary values to help inform decisions. We developed a framework to analyse the impacts of farmers’ management alternatives on Nothofagus antarctica (G. Forst.) Oerst. forest in northern Patagonia, and analysed synergies and trade-offs between private and public benefits based on three conceptual and methodological approaches: a) a state-and-transition model of ecosystem dynamics, and b) indicators of values of ecosystem service benefits based on the cascade model, implemented as c) a decision support tool based on a Bayesian network. We optimized a utility function for short (0-10 yr) and long (70-140 yr) term management decisions (levels of grazing, logging and tree planting) based on monetary and non-monetary indicators of benefits that fulfilled “farmer’s satisfaction” objectives. We then assessed the consequences of these decisions on the fulfilment of public benefits as defined by the National Forest Law when projected into short (0-10 yr), intermediate (10-40 yr) and long (70-140 yr) time horizons. We found that when short-term decisions are projected into a long-time horizon, they lead to high losses of benefits, mainly linked to “regulating and maintenance” ES. On the other hand, long-term decisions improved the level of benefits in degraded systems but resulted in the degradation of well-preserved forests. The decisions that optimize farmer’s satisfaction did not change with different weights of “farm income” in the utility function, indicating the absence of trade-offs between monetary and non-monetary benefits considered in the utility function. The tool developed helps to show long-term impacts of management, and discloses cause-effect relationships between levels of use and multiple benefits. It can therefore support measures aiming to raise awareness about degradation trends, and improve the functional understanding of the system wich can help to identify solutions for socio-economic and environmental sustainability.La teoría de los servicios ecosistémicos debe hacerse operativa para poder contribuir a la formulación de prácticas que conduzcan al manejo sustentable de los ecosistemas. Esto incluye contribuir a resolver los conflictos entre beneficios privados y públicos, e incorporar valores monetarios y no-monetarios para poder informar la toma de decisiones. Desarrollamos un modelo para analizar el impacto de las decisiones de manejo de los productores en el bosque de Nothofagus antarctica (G. Forst.) Oerst. del norte de la Patagonia y analizamos las sinergias y los conflictos entre los beneficios públicos y privados en base a tres marcos conceptuales y metodológicos: a) un modelo de estados y transiciones de la dinámica del ecosistema, y b) indicadores de los servicios ecosistémicos generados sobre la base del modelo de cascada, implementado como c) un sistema de apoyo a la toma de decisiones basado en redes Bayesianas. Optimizamos la función de utilidad sobre decisiones de manejo (niveles de pastoreo, extracción de madera y plantación de árboles), para lo cual nos apoyamos en indicadores de beneficios monetarios y no monetarios que satisfacen los objetivos del productor a corto (0-10 años) y largo (70-140 años) plazo. Luego, determinamos las consecuencias de las soluciones cercanas al óptimo en términos de satisfacción de beneficios públicos de acuerdo con su formulación en la Ley Nacional de Bosques. Encontramos que cuando las decisiones que optimizan los beneficios a corto plazo se proyectan en el tiempo (70-140 años), resultan en pérdidas altas de beneficios, especialmente, los ligados a servicios ecosistémicos de “regulación y mantenimiento”. Por otro lado, las decisiones que optimizan los beneficios a largo plazo mejoran el nivel de beneficios en los estados degradados, pero al mismo tiempo, desmejoran la condición del bosque en buen estado de conservación. Las decisiones que optimizan la satisfacción del productor no cambian con los distintos pesos de la variable ‘ingreso predial’, indicando que no existe conflicto entre los beneficios monetarios y no-monetarios en la función de utilidad. La herramienta desarrollada ayuda a visualizar los impactos a largo plazo y revela relaciones de causa-efecto entre los niveles de uso y los múltiples beneficios generados por el sistema. Por ello, puede asistir a formular medidas que generen conciencia sobre las tendencias de degradación y contribuir, de este modo, a identificar soluciones para lograr la sustentabilidad socioeconómica y ambiental.Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Sistemas Forestales. Grupo de Ecología ForestalFil: Rusch, Verónica Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Sistemas Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Rusch, Graciela Mónica. Norwegian Institute for Nature Research; NoruegaFil: Goijman, Andrea Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Recursos Biológicos; ArgentinaFil: Varela, Santiago Agustín. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Barilohe. Área Sistemas Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Claps, Leonardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; Argentin

An ecological framework to establish management boundaries for silvopastoral systems. 2- The case of ñire forests of southern Patagonia, Argentina

Para el uso sustentable de los sistemas silvopastoriles en ñirantales, se requiere entre otras cosas, conocer su dinámica y el manejo para mantener en el largo plazo los principales servicios ecosistémicos del bosque. El objetivo de este trabajo fue realizar un modelo de los estados y transiciones (ME&T) para los bosques de ñire en el sur de la Patagonia. Para ello se analizó información del inventario provincial de ñire de Santa Cruz, la red de parcelas permanentes PEBANPA (Parcelas de Ecología y Biodiversidad de Ambientes Naturales en Patagonia Austral) y estudios de ecología y ecofisiología en los bosques de ñire que describen las comunidades vegetales de estos sitios ecológicos y la historia de disturbios naturales. Mediante un taller y posterior chequeos de campo, se ajustó el modelo. Se definieron 7 estados y 10 transiciones negativas, los factores que disparan las transiciones y sus niveles asociados al pastoreo, incendios y extracción intensa de madera. Los bosques maduros con baja utilización de pastoreo, nula actividad extractiva y con coberturas completas (>70%) corresponde al estado de referencia o la condición de mayor integridad y el pastizal o murtillar (dominancia de Empetrum rubrum) con pérdida de bosque es considerado el estado de mayor degradación. La mayoría de las transiciones son irreversibles. El desarrollo de ME&Ts permite contar con alertas tempranos del deterioro y constituye una herramienta para lograr el mayor valor productivo y ambiental.The sustainable use of silvopastoral systems in ñire forests requires knowledge of its dynamics and management to maintain long-term major forest ecosystem services. The aim of this work was to develop a states and transitions model (E&TM) for ñire forests in southern Patagonia. For this, provincial inventory information was analyzed together with information from permanent plots PEBANPA (Plots of Ecology and Biodiversity, Natural Environments in Patagonia Austral) and studies of ecology and ecophysiology in ñire forests which describe plant communities on these ecological sites and the history of natural disturbances. Through a workshop and subsequent field checks, the model was adjusted. Seven states and 10 negative transitions were described, as well the factors that trigger transitions and their associated levels of grazing, fire and intense logging. Mature forests with low utilization of grazing, no extractive activity and complete coverage (> 70%) corresponds to the reference state or condition of greater integrity, and grassland or murtillar (dominance of Empetrum rubrum) with forest loss is considered the most degraded state. Most transitions are irreversible. The development of E&TM allows for early warnings of deterioration and is a tool to achieve more productive and environmental value.EEA Santa CruzFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Martínez Pastur, Guillermo José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas (CADIC); Argentina.Fil: Rusch, Verónica Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Forestal. Grupo de Ecología Forestal; Argentina.Fil: Lopez, Dardo Ruben. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Campo Anexo Villa Dolores; Argentina.Fil: Lopez, Dardo Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Rusch, Graciela Mónica. Norwegian Institute for Nature Research (NINA). Trondheim; Norueg

Modelo de estados y transiciones de los ñirantales del NO de la Patagonia como herramienta para el uso silvopastoril sustentable

Desarrollamos un modelo de estados y transiciones (MEyT) para el bosque de ñire (Nothofagus antarctica) en el norte de la Patagonia, con el fin de sintetizar el conocimiento disperso sobre las repuestas de este sistema al manejo silvopastoril. En base a una recopilación bibliográfica, a un taller de expertos seguido por sesiones de consulta y a relevamientos de campo propusimos los estados alternativos e identificamos los disturbios naturales y las prácticas de manejo más comunes que disparan cambios entre estados. Definimos siete estados, 13 transiciones de degradación y cuatro de restauración. Los bosques más íntegros están dominados por ñire y caña (Chusquea culeou) y el estado más degradado lo componen estepas sub-arbustivas de cadillo (Acaena splendens). Los estados intermedios serían los más aptos para el uso silvopastoril (bosque abierto de ñire con caña y pastizal, y bosque de ñire con pastizal), pero tienen una alta inestabilidad con las prácticas de manejo actuales, ya que, a causa de dicho manejo, con el paso del tiempo perderían el componente arbóreo y la cobertura de caña. El pastoreo, la extracción forestal, los incendios y las especies invasoras son los principales factores que disparan las transiciones de degradación. Estos efectos están agravados por la competencia del componente herbáceo con la vegetación arbórea, la mortandad de árboles y de caña, y por la erosión del suelo. La reversión de las transiciones de degradación no se produce de forma natural en el horizonte productivo del predio (~40 años) y requiere del uso de tecnologías como plantación, protección de los plantines de árboles y desarbustado. La identificación de las fases de riesgo en cada estado permite contar con alertas tempranas de deterioro, visualizar los efectos del manejo y orientar las prácticas para mantener la composición y estructura del bosque dentro de los límites que contemplan los aspectos productivo y ambiental.We built a state-and-transition model (S&TM) for the ñire forest system under silvopastoral use in north-western Patagonia, with the aim to identify management effects on the vegetation. The model can help design practices that maintain the system within ‘desired’ conditions in the long term. Based on a review of published and unpublished literature, an expert workshop and consultation, and field surveys we proposed alternative states and their response to natural disturbances and current management practices. We defined seven states, 13 degradation and four restoration transitions, and the factors and levels that trigger the transitions (i.e., grazing, firewood extraction, fire and/or dispersal of invasive plants). The best-conserved forest is dominated by ñire (Nothofagus antarctica) and cane (Chusquea couleou), while the most degraded state corresponds to sub-shrubby steppes dominated by Acaena splendens (cadillo). The intermediate states are likely to be the most suitable for silvopastoral use (open ñire and cane forest, and ñire forest with grassland) but are highly unstable. Therefore, with the common current practices, the tree component and cane cover are lost with time. Invasion of exotic species, competition with the herbaceous vegetation, mortality of trees and cane, and soil erosion are the processes that trigger transitions. Most degradation transitions are difficult to revert because they require high-cost practices and/or have a long recovery time. Building the S&TM brought together scattered information about long-term changes in the vegetation. The identification of risk phases enables early warning of degradation.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Rusch, Verónica Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Sistemas Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: López, Dardo Ruben. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Campo Anexo Villa Dolores; ArgentinaFil: Cavallero, Laura. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Campo Anexo Villa Dolores; ArgentinaFil: Rusch, Graciela Mónica. Norwegian Institute for Nature Research; NoruegaFil: Garibaldi, Lucas Alejandro. Universidad Nacional de Rio Negro. Instituto de Investigaciones de Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural; ArgentinaFil: Grosfeld, Javier Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico y Tecnológico Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentin

An ecological framework to establish management boundaries for silvopastoral systems. 1- The case of ñire forests of northern Patagonia, Argentina

En bosques nativos bajo uso silvopastoril, el manejo tiene un fuerte impacto sobre la dinámica y estructura. Por ello, es necesario conocer sus efectos para diseñar prácticas de manejo que mantengan, en el largo plazo, al sistema en los estados deseables. El objetivo de este trabajo es realizar un primer Modelo de Estados y Transiciones (ME&T) para los bosques de ñire en el norte de la Patagonia. Para ello se recopiló bibliografía que describiera las comunidades vegetales de estos sitios ecológicos, la historia de disturbios naturales y su respuesta a manejos específicos en base a lo cual se propusieron estados posibles. Mediante un taller y posterior controles de campo, se ajustó el modelo. Se definieron 8 estados, 14 transiciones de degradación, y 5 de restauración; los factores que disparan las primeras (pastoreo, incendios y extracción intensa de leña) y sus niveles. Los bosques más íntegros están dominados por ñire y caña, mientras que el estado más degradado es la estepa subarbustivas de Acaena splendes. Estadios intermedios fueron considerados los más aptos para el uso silvopastoril (bosque abierto de ñire con caña y pastizal y bosque de ñire con pastizal). La mayoría de las transiciones de degradación son irreversibles aún con aplicación de tecnologías de alto costo (como plantación y protección de especies arbóreas o desarbustado). Si bien se espera profundizar en el estudio de las fases críticas de cada estado, de manera de contar con alertas tempranas del deterioro, el desarrollo de un ME&Ts permitió reunir y compartir, de manera simple, información hasta el momento dispersa sobre los cambios de la vegetación en el largo plazo. Se presenta como una herramienta interesante para que los productores puedan mantener la composición y estructura del bosque dentro de los límites de mayor valor, productivo y ambiental.Native forests and silvopastoral systems are shaped by anthropogenic use, so it is necessary to understand their dynamics and the consequences of management to keep the system between desired conditions. The aim of this study is to develop a State-and-Transition-Model (S&TM) for northern Patagonia ñire forests. Under silvopastoral use. We reviewed the literature describing vegetation communities of northern ñire ecological sites and historical information about natural disturbances and case studies of management practices, The model was further built in an experts workshop and ground-truethed with field surveys. We defined 8 states, 14 negative and 5 positive transitions, factors that trigger the former (associated with grazing, fire and intensive logging) and their levels. Ñire forests with bamboo are considered the reference state, with least anthropic intervention, and the state characterized by dwarf shrub steppe with dominance of Acaena splendes was the most degraded state. Intermediate states were the most suitable for silvopastoral use (open forests with bamboo and grassland, and ñire forest with grassland). Most transitions were irreversible, even by using costly techniques (tree plantation and protection from grazing, shrub removal). In the future, we aim to improve the definition of “critical phases” for a more precise early warning system of degradation. The development of the S&TM enabled us to gather dispersed information on long-term vegetation changes in a simple way. S&TMs are seen as an interesting tool to help maintain forest structure and composition within the boundaries of productive and environmental value.EEA Santa CruzFil: Rusch, Verónica Elena Fil: Rusch, Verónica Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Forestal. Grupo de Ecología Forestal; Argentina.Fil: Lopez, Dardo Ruben. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Campo Anexo Villa Dolores; Argentina.Fil: Lopez, Dardo Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Cavallero, M.L. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Comahue; Argentina.Fil: Rusch, Graciela Mónica. Norwegian Institute for Nature Research (NINA); NoruegaFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral ; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Cardozo, Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Agencia de Extensión Rural El Bolsón; Argentina.Fil: Hansen, Nidia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Esquel; Argentina.Fil: Von Müller, Axel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Esquel; Argentina.Fil: Garibaldi, L.A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Grupo de Investigación en Agroecología (AGRECO); Argentina.Fil: Sarasola, Mauro Miguel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; Argentina