System Dynamics Tools to Study Mediterranean Rangeland’s Sustainability

Rangelands are a key resource present all over the world and cover half of all emerged lands. They are even more important in drylands, where they cover 48% of the total area. Their intensification and the additional pressure added by climate change push these socio-ecological systems towards desertification. Over the last two decades, we have developed and applied System Dynamics (SD) models for the study of Mediterranean grasslands. In addition, we have designed procedures and analysis tools, such as global sensitivity analysis, stability analysis condition, or risk analysis, to detect the main drivers of these socio-ecological systems and provide indicators about their long-term sustainability. This paper reviews these works, their scientific background, and the most relevant conclusions, including purely technical and rangeland-related ones, as well as our experience as systemic modelers in a world driven by field specialists.This research was funded by DeSurvey (CE-Integrated Project Contract No. 003950), PADEG (CGL2008/01215/BTE), and BIODESERT (European Research Council grant agreement No. 647038)

Implementing climate change projections in System Dynamics models

Desertification is the degradation of drylands, which occupy an increasing proportion of the Earth's surface due to global warming. It is currently the most extensive biome on Earth, occupying 45% and one out of every three inhabitants of the planet live in them. One of the most effective ways to face desertification, as Land Degradation Neutrality points out, is prevention. For this purpose, simulation models are very useful tools. Specifically, System Dynamics models are particularly effective, since they allow bringing together the biophysical and socioeconomic variables involved in the formation of the problem. These integrative models, coupled with other tools such as sensitivity analyses, are used to generate desertification early warning indicators. The objective of this programming routine is to implement climate change scenarios in these simulation models. The script presented here was used to evaluate the sensitivity of dehesa rangelands productivity to the increase in the frequency and intensity of droughts due to climate change. • Integrated simulation models are useful tools to understand complex socioecosystems. • Land-use changes foster the alteration of key hydro-bio-geochemical processes. • By means of automated import processes and data analysis programming, it is possible to implement desertification early warning systems.This work was supported by the funded by the European Research Council [grant agreement n°647038 (BIODESERT)]; Ministerio de Ciencia e Innovación de España (Spain), through European Regional Development Fund (FEDER) [SUMHAL, LIFEWATCH-2019-09-CSIC-13, POPE 2014-2020]

ES21: Un Modelo de Simulación de la Economía Española

El Modelo de Simulación de la Economía Española proporciona una herramienta para la representación de la realidad socioeconómica española y para el análisis de los impactos asociados tanto a las modificaciones en las políticas públicas – fundamentalmente presupuestarias – como a los cambios producidos en el entorno exterior. La metodología utilizada es la Dinámica de Sistemas (DS), técnica que resulta muy efectiva para medir el impacto de diferentes escenarios tanto a corto como a medio plazo. Más concretamente, el objetivo es analizar cómo los cambios en las principales palancas del modelo (en las políticas económicas o en las condiciones del contorno económico) pueden afectar a variables macroeconómicas como el PIB, el déficit público y el empleo, entre otras. Como en cada modelo de DS, la recopilación y en su caso elaboración de las series históricas de las variables relevantes es el paso previo para la construcción de un modelo que sea susceptible de reproducir el comportamiento de las principales magnitudes de la economía española en el pasado. Una vez estimado el modelo, y una vez definido el escenario base a corto y medio plazo, los resultados de las diferentes políticas y cambios en el entorno se evalúan comparando los resultados derivados de dichos cambios con los que se obtienen bajo las condiciones definidas en el escenario base.Grupo de Investigación del Sistema Universitario Vasco IT-799-1

What is desertification, and why do we have to tackle this problem?

La desertificación se refiere a la degradación de las tierras secas, que ocupan el 45% de la superficie terrestre y en ellas vive una de cada tres personas. Unos mil millones de personas, en los países más pobres, dependen de la tierra para la mayoría de sus necesidades. La desertificación es consecuencia de las variaciones climáticas –como las sequías– agravadas por el cambio climático, y las actividades humanas, que suponen intensificar el uso del suelo para cubrir las necesidades de una población y consumo per cápita crecientes. Las trabas conceptuales, la falta de soporte científico y la doble visión de la Convención de Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación (CNULD) –ambientalista vs desarrollista– ha lastrado la implementación de soluciones. Para revertir esta situación es necesario comprender que los mismos factores que generan riqueza son los causantes de la desertificación. Degradación y regeneración son procesos que conviven y que deben formar parte del mismo paquete de soluciones, como reconoce el concepto de degradación neutra (NDT). Esta es la iniciativa de la CNULD para lograr la neutralidad en la degradación de tierras en 2030. Para ello, además de las restauraciones ecológicas, debe priorizarse la prevención y un uso del territorio que minimice los impactos ambientales. La NDT forma parte del ODS 15, pero abordar la desertificación pasa por lograr otros ODS, destacando el de la igualdad de género (ODS 5), el hambre cero (ODS 1) o el fin de la pobreza (ODS 2). Solo con un mundo más justo puede lograrse un planeta sostenible.Desertification refers to the degradation of drylands, which cover 45% of the earth’s land surface and are home to one in three people. Some one billion people in the poorest countries depend on the land for most of their needs. Desertification is a consequence of climate variations such as droughts, aggravated by climate change and human activities, which involve intensifying land use to meet the needs of a growing population and per capita consumption. Conceptual obstacles, lack of scientific support and the double vision (environmentalist vs. developmentalist) of the United Nations Convention to Combat Desertification (UNCCD) have hindered the implementation of efficient solutions. To reverse this situation, it is necessary to understand that the same factors that generate wealth are the causes of desertification. Degradation and regeneration are processes that coexist and must be part of the same solution package, as recognized by the concept of land degradation neutrality (LDN), which the UNCCD aims to achieve by 2030. To this end, in addition to ecological restoration, priority should be given to prevention and land use that minimizes environmental impacts. LDN is part of Sustainable Development Goal 15, but tackling desertification involves achieving other SDGs, such as gender equality (SDG 5), zero hunger (SDG 1) and the end of poverty (SDG 2). A sustainable planet can only be achieved with a fairer world.Este trabajo ha sido financiado por el Consejo Europeo de Investigación (Grant Agreement nº 647038, BIODESERT)

Estudio de la desertificación por sobrepastoreo mediante un modelo de simulación dinámica

En esta tesis doctoral se presenta un modelo de simulación dinámica, denominado DESPAS, cuyo fin es contribuir al entendimiento de los sistemas ganado-pasto-suelo, en general, y de los procesos de desertificación por sobrepastoreo, en particular. Dos son las principales características novedosas del modelo: (i) el tratamiento conjunto de los tres elementos citados; y (ii) la consideración de una dinámica del ganado determinada directamente por variables de tipo económico. Con la construcción y el análisis de DESPAS pretendemos contribuir a algunas de las propuestas hechas por el Programa de Acción Nacional contra la Desertificación (PAND), que tienen que ver con el llamativo déficit científico que sobre el tema existe en España, uno de los países europeos con mayores problemas de desertificación. Así, este trabajo estudia cuáles pueden ser las manifestaciones de uno de los escenarios posibles de desertificación en nuestro país, el sobrepastoreo, y propone el cálculo de ciertos indicadores para evaluar el riesgo de que ocurra dicha desertificación a largo plazo. El análisis de las manifestaciones posibles del proceso de desertificación por sobrepastoreo, es decit, el estudio de los comportamientos dinámicos posibles de DESPAS, ha mostrado las significativas diferencias que se dan entre considerar un subsistema ganado-pasto aislado, como la literatura ha venido haciendo habitualmente hasta la fecha, y considerar de forma conjunta un sistema ganado-pasto-suelo. Por su parte, los indicadores de desertificación propuestos tienen la virtud de poner en relación parámetros físicos y ecológicos con otros de tipo técnico y económico. Dichos indicadores han sido aplicados a tres escenarios ideales, aunque verosímiles: vacuno en dehesa extremeña, ovino en dehesa extremeña y caprino en pastizales montañosos del sudeste; Esta aplicación ha venido a confirmar el riesgo de desertificación de la dehesa, anunciado por el PAND, y ha mostrado la extrema sensibilidad del citado sistema de producción caprina. Finalmente, esta tesis ha pretendido resaltar cuáles son los aspectos relacionados con el problema objeto de estadio sobre los que resulta más urgente reducir el déficit de conocimiento existente en nuestro país

Reacciones de la 2-acetil-1,4-benzoquinona y quinonas análogas con nucleófilos y estudio de algunas aplicaciones

Tesis inédita de la Universidad de Madrid, Facultad de Ciencias , Sección de Químicas , leída el 15 de enero de 1973.ProQuestUniversidad de MadridTRUEpu

AQUACOAST: A Simulation Tool to Explore Coastal Groundwater and Irrigation Farming Interactions

In the framework of coastal groundwater-dependent irrigation agriculture, modelling becomes indispensable to know how this renewable resource responds to complex (usually not conceptualized nor monitored) biophysical, social, and economic interactions. Friendly user interfaces are essential to involve nonmodeling experts in exploiting and improving models. Decision support systems (DSS) are software systems that integrate models, databases, or other decision aids and package them in a way that decision makers can use. This paper addresses these two issues: firstly with the implementation of a System Dynamics (SD) model in Vensim software that considers the integration of hydrological, agronomic, and economic drivers and secondly with the design of a Venapp, push-button interfaces that allow users access to a Vensim model without going through the Vensim modelling environment. The prototype designed, the AQUACOAST tool, gives an idea of the possibilities of this type of models to identify and analyze the impact of apparently unrelated factors such as the prices of cultivated products, subsidies or exploitation costs on the advance of saltwater intrusion, and the great threat to coastal groundwater-dependent irrigation agriculture systems.This study was funded by the European Research Council grant agreement no. 647038 (BIODESERT)

Unraveling Misunderstandings about Desertification: The Paradoxical Case of the Tabernas-Sorbas Basin in Southeast Spain

From its origins, the concept of desertification has been controversial. The prevailing confusion between two desertification visions, one that considers it as the expansion of deserts and another that emphasizes its anthropogenic component, has been transferred to society. Here we illustrate misunderstandings about desertification using a very illustrative case from the Tabernas-Sorbas Basin (Almeria, Spain), where striking badlands that are often used as an image of desertification coexist with an intensive olive agriculture that is irreversibly deteriorating the only oasis in continental Europe (Los Molinos spring). The olive tree is a traditional Mediterranean dryland crop and until the 1950s only about 200 ha were irrigated in this area. However, the profitability of the crop has caused irrigation to expand to 4400 ha in the last two decades. The process of intensification has been reinforced giving way to super-intensive irrigation, which involves going from 210 to 1550 trees/ha, which in a few years already occupies more than 1500 ha. The effects on the water balance of the aquifer feeding these crops have been severe, and the flow of the Los Molinos spring has gone from more than 40 L/s for the period 1970–2000 to the current 7.28 L/s. Unraveling the mechanisms of land degradation and its main drivers are the first step to propose management actions to achieve a more sustainable use of resources and to combat desertification.This research was funded by the European Research Council grant agreement nº 647038 (BIODESERT). FTM acknowledges support from Generalitat Valenciana (CIDEGENT/2018/041)