Tipología, potencial productivo y funciones ambientales

Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos

Evolución reciente del paisaje agrario

SILVOAGRICULTURA

Otra forma de hacer selvicultura

Otra forma de hacer agricultura

Proyecto SAFE

Proyecto SAFE

Beneficios Económicos de los SAFs

La Alternativa Agroforestal

Funcionamiento y Manejo de los SAFs Beneficios ambientales de la Silvoagricultura

Régimen de ayudas y aspectos legales

Potencial de su aplicación en Europa


http://www.montpellier.inra.fr/safe/


El proyecto SAFE plantea …El proyecto SAFE plantea …


Objetivos ProyectoObjetivos Proyecto SAFESAFE• Mejorar nuestros conocimientos sobre el

funcionamiento de los sistemas silvoagrícolas: combinación árbol-cultivo.

• Extrapolar resultados del nivel de parcela al nivel de explotación y a escala europea.

• Proponer bases para una directiva europea sobre los árboles en el medio agrícola.

Devolver los árboles a nuestros campos



PRIMER CONGRESO DE SIVLOAGRICULTURA


0.79CULTIVO

0.42ARBOL


Evolución reciente

del paisaje agrario



DEHESAS

Aclarado del Monte para Cultivo y/o Pastoreo


Cultivos en dehesas

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998years

Ope

n w

oodl

ans

(Mill

ions

ha)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Inte

rcro

pped

woo

dlan

d (T

hous

ands

hec

tare

s)

Open woodland Intercropped open woodland




La lenta desaparicion de los arboles en el medio agrícola

Mecanización agrícolaConcentración parcelaria

Proyectos de regadíosAbandono de pequeñas explotaciones

Sólo 4,9 % de los cultivos herbáceos presentan algún tipo de arbolado

(frutal o forestal)


Retos a superar en la Agricultura

• Sobreproducción: Retirada de tierras de cultivo (EC 2080/92)• Productos fuertemente subsidiados• Monocultivos:

• Exigentes en agroquímicos (biocidas y fertilizantes)• Inseguridad económica


Retos ambientales a superar

Necesidad de Fijación de CO2

Procesos erosivos

Eutrofización del agua

Pérdida de biodiversidad


LA ALTERNATIVA FORESTAL

Necesidad de madera de calidadSobreexplotación países tropicales debe disminuirAnticiparse decadas a las necisidades de mercado de madera

Difícil transformar explotaciones agrícolas-ganaderas en forestales. El Plan de reforestación de tierras agrarias no es suficiente para la implantación de una cultura / economía forestal en el medio rural.

JUNTOS SEPARADOS


LA ALTERNATIVA AGROFORESTAL


Sistemas multifuncionales de cultivos (ciclo corto) con presencia de un estrato arbolado (ciclo largo).

Anchura de la Parcela


Nogales para fruto y madera con cultivo de maíz (Isère, Francia)

CULTIVOS INTERCALARES


Nogales con girasoles (Drôme, Francia)


Nogal con Tabaco (Sur de Francia)


Nogal con Cereal (Sur de Francia)


Cultivos de cereales entre líneas de nogales (Sur de Francia)


Cultivos de cereales entre líneas de nogales

(Sur de Francia)

3 años

5 años


Nogales de 24 años con cultivos de trigo en bandas

Explotacion de Claude Jollet, Charentes-Maritimes, Francia


Cultivo de trigo en plantación de chopos,

Variedad Beaupré(Silsoe, Inglaterra)


Plantación de chopos con cereal (Gard, Francia)

Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno MarcosLa misma Plantación


Plantación de chopos en parcela de Espárragos (Gard, Francia)



Cultivo de hortalizas en plantación de chopos (Gard, Francia)


Cerezo para madera con cultivo de maíz (Toulouse, Francia)


Cerezos de madera con cultivo de colza (Hérault, Francia)


Cultivo de lavanda con Nogales (Drôme, Francia)


Viñedos con Serbales (Herault, Francia)


Pawlonias con trigo en China del Norte (árboles 12 año).


Repoblaciones y/o Montes aclarados,

con mejora de pastos

Plantaciones de árboles en praderas

SISTEMAS SILVOPASTORALES


Protección frente a los animales


Nogales con cultivos forrajero de Alfalfa y Festuca (Hérault, Francia)

Nogales con bandas cultivadas de Altramuz (Drôme, Francia)


Plantación de cerezo para madera pastoreada (Aude, Francia)


Plantación de fresnos con pastoreo (Irlanda)


Nueva plantación pastoreada con ganado vacuno (Pyrénées-Orientales, Francia)



Plantaciones de chopo con pasto (León, Cuenca del Esla)


Pinus radiata plantados a baja densidad (100 árbol /ha) próximos a edad de corta, pastoreados por oveja y ovejas (Nueva Zelanda)


Funcionamiento y Manejo

de los SAFs


CULTIVOS y ÁRBOLES

JUNTOS o SEPARADOS


CULTIVOS y ÁRBOLES


CRECIMIENTO de ÁRBOLES


0

5

10

15

20

25

30

35

95 96 97 98 99 00 01 02 03

Dia

mèt

re (c

m)

Agroforestal

Plant. pura

BléBlé BléJachèreJachèreAsperges Blé Sorgho

Clon I214 con cereal de invierno (200 chopos /ha)


Clon I-214 con cultivo de verano (espárrago)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

96 97 98 99 00 01 02 03

D13

0 (c

m)

AgroforestalPlant. pura

Asperges BléJachère


CerezoAgroforestal 82 árboles/ha

Forestal: 330 árboles/ha


0

50

100

150

200

250

Cropped Grazed EncroachedManagement

Aco

rn, g

m-2

Mea

n ac

orn

wei

ght,

g

0

2

4

6

Nº a

corn

m-2

Number Biomass Mean w eight

El sistema dehesa permite una producción significativamente mayor de frutos (bellota)

Producción del árbol (efecto densidad)


¿Por qué crecen más los árboles?

•Menor densidad (más recursos)

•Efecto del cultivo


Encinas (Cáceres)

-4,5

-4,0

-3,5

-3,0

-2,5

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,0March April May June July August Sept October

Leaf

Wat

er P

oten

tial,

MP

a

C Predawn C MiddayG Predawn G MiddayE Predawn E MiddayF Predawn F Midday

Estado hídrico del arbolado (efecto densidad arbolado)


Crecimiento del árbol (efecto cultivo)

Cerezo de madera, Toulouse, Francia

0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5Edad, años

Altu

ra, c

m

0

20

40

60

80

100

120

140

DB

H, m

m

CultivoHerb. espontáneoDesnudoCultivoHerb. espontáneoDesnudo

167 cerezos /ha


Crecimiento del árbol (efecto cultivo)

Nogal de madera, Toulouse, Francia

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 1 2 3 4 5

Edad, años

Altu

ra, c

m

0

20

40

60

80

100

120

140

DBH

, mm

CultivoHerb. espontáneoDesnudoCultivoHerb. espontáneoDesnudo

100 cerezos /ha


0

3

6

9

12

Cultivo Pasto BosqueManejo

N fo

liar,

mg

g-1

0

2

4

6

8

10

Cultivo Pasto BosqueManejo

Ca

folia

r, m

g g-1

Estado nutritivo del arbolado (efecto cultivo)

Encinas (Cáceres)

Cerezos

Cerezos y NogalesToulouse, FRANCIA


0

2

4

6

8

10

12

14

7:12 9:36 12:00 14:24 16:48

Hours

A, π

mol

CO

2 m

-2 s

-1C-G E F

15th september

Forest

Dehesa

Estado fisiológico del arbolado (efecto cultivo)


RENDIMIENTO de los CULTIVOS


El punto de vista del cultivo


0

1

2

3

4

5

6

7

Trigo Lentejas Maiz

Cultivo

Ren

dim

ient

o (T

n/ha

)

Monocultivo Cultivo intercalar

Thevathasan and Gordon 2004

12 Especies de árboles 12 años de edad

Anchura calle entre 12.5 -15 m


Microclima: Viento

EFECTO CORTAVIENTOS

0

20

40

60

80

100

-30 -20 -10 0 10 20 30

VECES LA ALTURA DEL ÁRBOL

% V

IEN

TO

1 FILA-CAD1 FILA-PERX FILAS-PERMURO

Dirección del viento

(Brandle et al 2004)


0

10

20

30

40

50

0 500 1000 1500 2000 2500

Tem

pera

ture

, ºC

ST1m ST20m

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL

Microclima: Temperatura del suelo


Los árboles mejoran la fertilidad del suelo

Reducir los aportes de fertilizantes

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25Distance to the tree trunk, m

Nut

rient

con

tent

(N, C

a, M

g), g

/ kg

0

50

100

150

200

250

K c

onte

nt g

/ kg

N Ca Mg P K

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

P c

onte

nt g

/ kg


2000

4000

6000

8000

10000

0 5 10 15 20 25 30Distance to the tree trunk, m

kg D

M /

ha /

y F1

F2

F3

F4

Cultivo en DehesaCultivo en Dehesa


2000

4000

6000

8000

10000

0 5 10 15 20 25 30Distance to the tree trunk, m

kg D

M /

ha /

y F1

F2

F3

F4

Cultivo en DehesaCultivo en Dehesa


Rendimiento de Maiz y radiación disponible en parcela silvoagrícola, Toulouse, Francia

Rendimiento cultivo (efecto sombra)


Rendimiento cultivo(efecto arbolado)

Importancia de la orientación

de las filas de árboles


Decrece el rendimiento de los cultivos con la cobertura arbórea

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 2 4 6Área Basimétrica, m2 / ha

Ren

dim

eint

o de

cul

tivo,

%NOGAL HíbridoNOGAL Común


Rendimiento del cultivo de trigo de invierno y chopo (Beaupre) en Leeds, Inglaterra (P. Burgess et al 2002)

0

2

4

6

8

10

1999 2000 2001

Año

Ren

dim

ient

o, t

ha-1

Control

Agroforestal

Decrece el rendimiento de los cultivos con la edad de los árboles


Plantación Tala

0

20

40

60

80

100

0 1/5 2/5 3/5 4/5

% d

e re

ndim

ient

o ag

rícol

aagricultura Silvoagricultura

Decrece el rendimiento de los cultivos con la edad de los árboles


Reducir la anchura de la banda de cultivo


Efecto sombreado versus rercursos edáficos

0

2

4

6

8

10

12

14

Bajo árbol Fuera Bajo árbol Fuera

Rend

imie

nto

Culti

vo, M

g ha

-1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% L

uz T

Rans

miti

da

BarreraSin barrera% Luz transmitida

NOGAL NEGRO ROBLE ROJO

Gillespie et al 2000


Dupraz , 1999

SEPACIÓN ESPACIAL

Herbáceas y árboles utilizan distinta agua (distinta profundidad)

Competencia por el agua?


Consumo de agua edáfica en una parcela agroforestal de nogal con cereal de invierno (Restinclières, 2003-2004)

SEPACIÓN TEMPORALCompetencia por el agua?


Mapa de humedad de suelo en cultivo de trigo con nogales en el Sur de Francia (Dupraz 1999)

27 mayo 1999 1 septiembre 1999

Separación Espacio-Temporal


5

10

15

20

251-

1

1-3

1-5

1-7

1-9

1-11 1-

1

1-3

1-5

1-7

Soi

l moi

stur

e, %

w /

w

2,5 m 5 m 10 m 20 m 30 m

Efecto positivo de la encina en la dinámica hídrica de la dehesa


Sistema Radicular


0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 5 10 15 20 25Distance, m

Dep

th, c

m

Crop RLD

Tree RLD

Canopy

Root lenght density, Km m-3

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0 5 10 15 20 25

Dep

th,c

m

CropTree

Las herbáceas exploran un

volumen pequeño de suelo, pero de forma intensiva

El sistema radicular de los árboles explora de forma

poco intensiva un gran volumen de suelo

SISTEMA RADICULAR EN

DEHESAS

Sistema Radicular


Zonas con apenas

raíces del árbol

ForestalAgroforestal


• Elegir la parcela (Fértil)• Elegir la especie arbórea• Orientación de las líneas de árboles• Densidad de plantación• Distancia árbol-cultivo• Selección de cultivo intercalar • Prácticas culturales• Manejo de las líneas de árboles

Diseño de parcela agroforestalDiseño de parcela agroforestal


MODELO de FUNCIONAMIENTO BIOFÍSCO

Hi-SAFEYield-SAFE

MODELO de ANÁLISIS ECONÓMICO

Plot-SAFEFarm-SAFE


556 x 30

5 x 10 200

5 x 40 50

5 x 20 100



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

a)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

b)

c) d)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

a)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Met

ros

b)

c) d)

Radiación (luz) disponible

Simulación para encinas de 75 años de edad

25 pies/ha; 80.1 % 50 pies/ha; 76.5 %

100 pies/ha; 41.8 % 200 pies/ha; 18.9 %

Curva que relaciona la densidad arbórea con la edad para el caso de un porcentaje de luz interceptada del 25% óde 50%.

0

100

200

300

400

0 50 100Edad

Árb

ol /

ha

25 % luz50 % luz



Efecto de la altura de la poda en el porcentage de

radiación transmitida


Poda radicular mecánica profunda (90 cm)

Poda radicular mecánica superficial (laboreo)


Efecto de la Poda de Raíces en

arbolado

Crecimiento del arbolado (chopo I-214) en Vézénobres,

del 20/03/03 al 17/07/03

C = Poda de raíces de 1 lado.

CC = Poda de raíces de ambos lados

N = Sin poda radicular

AF: Parcela agroforestal

TF: Parcela forestal


Rendimiento del cultivo de trigo duro cultivado entre chopo I-214, con las raíces podadas (Resticliéres, Francia).

Efecto de la Poda de Raíces en Cultivo


Algunas respuestasAlgunas respuestas• Densidad final baja (30 – 100 árboles/ha)• Separación de calles entre 15 – 40 m • Orientación de líneas de árboles Norte-Sur• Cultivo debe ser rentable hasta el final• Evitar cultivos muy competitivos (gramíneas perennes)• Evitar usar exclusivamente cultivos de verano• Nogal o Serbal – cereal de invierno, colza• Cerezo, arce, fresno, peral – maiz, sorgo, soja, girasol• Chopo – hortaliza temprana o cereal de invierno en

suelos aluviales profundos


Beneficios ambientales de la Silvoagricultura


PAISAJEMejora el Paisaje


Control de incendio de las plantaciones

Pastoreo de plantaciones de Eucaliptus como mecanismo de control de los incendios (Australia)


Plantaciones de Pinus radiata como método de control de la erosión en montes pastoreados (Nueva Zelanda)

Control de la Erosión


Microclima


Microclima (Bienestar Animal)


ContaminaciónDifusa


Contaminación Difusa

Gráfico Encinas a 5 metros

0

100

200

300

400

500

0 50 100 150 200

Nº of Total Roots (50x50 cm square)

Dep

th, c

m

d

α


Reduce aportes de sedimentos, pesticidas, nitratos, ... desde los cultivos hasta los cursos de agua ⇒ Reduce eutrofización y colmatación.

Reduce los riesgos de inundación.

BOSQUES RIPARIOS: Control de lixiviación y erosión

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20 25

Anchura vegetación riparia, mN

utrie

ntes

, mg/

l

Nitrógeno

Fósforo

0

20

40

60

80

0 5 10 15 20Anchura vegetación riparia, m

Sed

iem

ntos

, g/L

Precipitación intensa

Precipitación moderada

Brady and Weil 2002


Biodiversidad

0

100

200

300

400

Parasitoides Depredadores Polinizadores Detritívoros Herbívoros

Artrópodos

Abu

ndan

cia

AgroforestalMonocultivo

Middleton 2001


0

200

400

600

800

1000

SAF Chopo SAF Arce SAF Fresno Maiz

Sistema

Nº l

ombi

ces

/ m2

OtoñoVeranoPrimavera

Biodiversidad

Price 1999


PAISAJEFijación de Carbono


Fijación dc carbono atmosféricoFijación dc carbono atmosférico

• La fijación de Carbono ha sido evaluada en– 1 T/ha/año para una pradera desarbolada– 2.7 T/ha/año para una parcela agroforestal (100

chopos/ha). GORDON et al 2004

• Injección de carbono en profundidad (reciclado de raíces): 1.5 a 3 veces superior a biomasa, y de mayor permanencia.


PRINCIPALES RESERVAS de C en la TIERRA (Pg C)

Caliche (en desiertos): > 800Fósil (combustibles): 4000Agua marina: 37300Sedimentos marinos: 3000Litosfera: 75 000 0000

Referido a 1994Amthor 1995

Atmosfera: 760Vegetación terrestre: 490 – 756Vegetación acuática: 3-4Materia orgánica del suelo: 1400 – 2000Hojarasca: 50-60Restos plantas muertas: 25-180Turba: 455Animal: 1.8


0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Shorea

robu

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t

Shorea

robu

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Shorea

robu

sta R

ef Pice

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s 120

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uga 1

00

Picea a

bies 1

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Chopo

45

Pinus r

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a 40

Pinus e

llioti 3

5

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C h

a-1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

Mg

C h

a-1

y-1

Biomasa Productos M,org Tasa Anual

(Nabuurs & Mohren, 1995)

Estimación de Biomasa (por fraciones) y Tasa de acumulación

Estimación para 300 años


Pago por fijar C y Coste por emitir PPago por fijar C y Coste por emitir P

541524212545-202011047330616612560152155313762732051411032059044835328522154256485204333653020

2.01.51.00.50P tax ($/lb)

Pago por fijación de C ($/Tn) PASTOSILVOPASTOTAL

1 lb = 0.45 kg; 1 acre = 0.4 ha1 Tn CO2 ≈ 7,7 € (Diario Siglo XXI, 11 enero 2005)

Valor de la tierra en el sur de Florida (U.S. $ / acre)

Alavalapati et al 2004


Son sistemas que producen madera y productos agrícolas, protegen el suelo, el agua y la fauna silvestres, diversifican el paisaje rural y la renta agrícola, y genera nuevas oportunidades de empleo.

SISTEMAS AGROFORESTALES

En los últimos años se han acumulado muchas evidencias que indican que los sistemas agroforestales son muy eficientes en términos de utilización de recursos (estructuralmente diversos), por lo que son sistemas que en muchos casos, además de ser ambientalmente recomendables, son económicamente rentables.

Documents

Tipología, potencial productivo y funciones ambientales