A social and ecological assessment of tropical land uses at multiple scales: the Sustainable Amazon Network

Science has a critical role to play in guiding more sustainable development trajectories. Here, we present the Sustainable Amazon Network (Rede Amazonia Sustentavel, RAS): a multidisciplinary research initiative involving more than 30 partner organizations working to assess both social and ecological dimensions of land-use sustainability in eastern Brazilian Amazonia. The research approach adopted by RAS offers three advantages for addressing land-use sustainability problems: (i) the collection of synchronized and co-located ecological and socioeconomic data across broad gradients of past and present human use; (ii) a nested sampling design to aid comparison of ecological and socioeconomic conditions associated with different land uses across local, landscape and regional scales; and (iii) a strong engagement with a wide variety of actors and non-research institutions. Here, we elaborate on these key features, and identify the ways in which RAS can help in highlighting those problems in most urgent need of attention, and in guiding improvements in land-use sustainability in Amazonia and elsewhere in the tropics. We also discuss some of the practical lessons, limitations and realities faced during the development of the RAS initiative so far.Keywords: Social–ecological systems, Tropical forests, Land use, Interdisciplinary research, Sustainability, Trade-off

Uso agropecuário de fogo na Amazônia brasileira: algumas evidências para o Estado do Pará quanto aos determinantes e às consequências econômicas de incêndios e do manejo do pousio

The use of fire as an agricultural tool perpetuates in Brazilian Amazon, despite its negative socioeconomic, environmental and public health impacts. Two topics of the problem are investigated, by looking to the current period (2009-2010) and for three municipalities of the State of Pará, namely Santarém, Belterra and Paragominas. The analysis is restricted to motivations and consequences with strictly economic nature and fires linked with deforestation are kept out of the scope of analysis. Slash and Burn Agriculture (S&BA) is practiced by smallholders mainly for growing annual crops. The first essay demonstrates that the profitability of S&BA is governed by the trade-off between cost-free fertilization through the burning of secondary vegetation and idleness of the land. Additionally, it is established that, a reduction of the fallow duration, depending on the initial duration, can generate a cash surplus that can be used to finance (at least partially) the transition to a fire-free agriculture. The second topic addressed is the one of accidental fires, conceived as a phenomemon that emerges from collective behavior. The second essay tests the hypothesis that eventual damage to assets belonging to other farmers is not internalized by farmers when they decide to start a fire. Such hypothesis is not refuted by georeferenced data for the municipality of Paragominas and for the year of 2010. For this, spatial econometric and instrumental variables models are estimated. The third essay tests the hypothesis that the risk of losses potentially imposed by fires started in neighboring farms is not accounted by farmers when deciding how to allocate their land among alternative uses. This hypothesis is not refuted by microdata at the farm level, collected through a field survey conducted in the municipalities of Santarém, Belterra and Paragominas. The analysis is restricted to 2009. The technique of Iterated Seemingly-Unrelated Regressions is employed to estimate a system of equations determining how much land is allocated to each class of land of use.Na Amazônia brasileira, o uso de fogo no suporte à agropecuária se perpetua, apesar de seus efeitos negativos sobre sociedade, meio-ambiente e saúde pública. Dois tópicos do problema são investigados, olhando-se para o período atual (2009-2010) e para três municípios do estado do Pará, nomeadamente Santarém, Belterra e Paragominas. A análise se restringe a motivações e consequências de ordem estritamente econômicas e as queimadas que dão apoio à supressão de floresta primária são mantidas fora do escopo da análise. O sistema agrícola conhecido por corte-e-queima é utilizado por pequenos produtores como base técnica para o cultivo de culturas anuais. O primeiro ensaio demonstra que a lucratividade do sistema é regida pelo trade-off entre fertilização gratuita via queima da vegetação secundária e ociosidade da terra. Adicionalmente, é estabelecido que, uma redução na duração do pousio, a depender da duração de partida, pode gerar uma sobra de caixa que pode ser empregada no financiamento (ainda que parcial) da transição para uma agricultura livre de fogo. O segundo tópico estudado é o de incêndios iniciados por atividades agropecuárias, como produto da ação coletiva de diversos produtores, geograficamente próximos. O segundo ensaio testa a hipótese de que os danos causados ao patrimônio alheio pela perda de controle sobre o fogo não são internalizados pelos produtores quando decidem iniciar uma queimada. Tal hipótese é não refutada por dados georreferenciados referentes ao município de Paragominas e ao ano de 2010. Para isso, são estimados modelos de econometria espacial e de variáveis instrumentais. O terceiro ensaio testa a hipótese de que o risco de perdas impostas por incêndios iniciados em estabelecimentos vizinhos não é levado em conta pelos produtores, ao decidirem quanto à alocação da terra entre fins alternativos. Tal hipótese é não-refutada por microdados no nível de estabelecimentos agrícolas, coletados por meio de um levantamento de campo, nos munícipios de Santarém, Belterra e Paragominas. A análise se restringe ao ano de 2009. A técnica de Iterated Seemingly Unrelated Regression é empregada para estimar um sistema de equações que determina a área ocupada por cada uma das classes de uso da terra

Charcol based iron & steelmaking: from primitive technological model to solution for a post-Kyoto world

Em um mundo cada vez mais temeroso do aquecimento global, o balanço de carbono favorável da siderurgia brasileira a carvão vegetal coloca esta modalidade em evidência após um passado à sombra da grande siderurgia a combustível fóssil. Esta posição de destaque é posta em cheque pelo espectro do desmatamento, mesmo já sendo realidade a certificação de plantações arbóreas que substituam a biomassa florestal e a concessão de créditos de carbono pelo emprego de tecnologias de carbonização de baixo impacto ambiental. Porque o modelo de cultivo e aproveitamento máximo da biomassa encontra resistência para se massificar na siderurgia a carvão vegetal de Minas Gerais, segmento que originalmente o concebeu? O exame crítico da história da produção e do consumo do carvão vegetal em tal estado conduz a uma resposta cujo fundamento repousa sob a maneira pela qual as empresas do segmento destacado alocaram seu capital. A balança por elas utilizada para pesar as aplicações possíveis opôs sistematicamente duas perdas, incertas por natureza. De um lado, a perda referente à possibilidade do estoque de florestas vir a se manifestar enquanto fator limitante às atividades siderúrgicas. De outro, a perda imposta pelo desvio, para a formação de plantações, do capital direcionado a aplicações comumente acessadas em sua trajetória individual de acumulação de capital. As siderúrgicas mineiras a carvão vegetal agiram como se entre elas fosse predominante a concepção de que a magnitude desta última perda seria superior à magnitude da primeira. Analisa-se, no último capítulo, o fomento florestal enquanto uma saída para romper com essa concepção. Demonstra-se que as economias de escala não são uma condição necessária da produção de lenha de eucalipto e do carvoejamento, comprovando-se que estes arranjos, caracterizados pelo compartilhamento de custos e riscos entre siderúrgicas e proprietários rurais, podem ser mutuamente vantajosos do ponto de vista pecuniário.In a global-warming-frightened world, the positive carbon balance of charcoal-based iron & steel making recovers it from a past outshined by the dominance of the large fossil fuel mills. Nevertheless, the risk of not being able to profit from the global decarbonization consensus is material, owing to the dependency on deforestation. This is true even being that the certification of forest-biomass-substituting-arboreal plantations and the concession of carbon credits to low environmental impact carbonization technologies, are already concrete possibilities. Why the model of cultivation and optimal use of biomass has not become dominant among the charcoal based iron & steel mills of Minas Gerais, the industry that has originally conceived it? The answer to which the critical exam of the history of charcoal production and consumption in Minas Gerais state points out is that a non-permissive behavioral principle has predominated among the sectors enterprises. Its the conception that the loss imposed by the outcome where the forest stock becomes a limiting factor for iron & steel making is smaller than the loss imposed by the deviation, to biomass cultivation, of the resources generally directed to traditional capital accumulation opportunities. The forest farmer contract, as a way to break with this conception, is evaluated in the last chapter. The fact that economies of scale are not a necessary condition of eucalyptus plantation and charcoal making is demonstrated, what shows that such arrangements, characterized by the sharing of cost and risk between mills and farmers, can be mutually advantageous from a pecuniary standpoint

A social and ecological assessment of tropical land uses at multiple scales:the Sustainable Amazon Network

Science has a critical role to play in guiding more sustainable development trajectories. Here, we present the Sustainable Amazon Network (Rede Amazonia Sustentavel, RAS): a multidisciplinary research initiative involving more than 30 partner organizations working to assess both social and ecological dimensions of land-use sustainability in eastern Brazilian Amazonia. The research approach adopted by RAS offers three advantages for addressing land-use sustainability problems: (i) the collection of synchronized and co-located ecological and socioeconomic data across broad gradients of past and present human use; (ii) a nested sampling design to aid comparison of ecological and socioeconomic conditions associated with different land uses across local, landscape and regional scales; and (iii) a strong engagement with a wide variety of actors and non-research institutions. Here, we elaborate on these key features, and identify the ways in which RAS can help in highlighting those problems in most urgent need of attention, and in guiding improvements in land-use sustainability in Amazonia and elsewhere in the tropics. We also discuss some of the practical lessons, limitations and realities faced during the development of the RAS initiative so far