Un progetto di ricerca recentemente completato condotto da ricercatori dell'Università del Wyoming ha permesso una nuova analisi socioeconomica volta a scoprire se gli investimenti in infrastrutture ecologiche sono fattibili in vari scenari per migliorare l'affidabilità del Canale di Panama.

Fred Ogden, un professore presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettonica dell'UW e la Haub School of Environment and Natural Resources, è stato il principale investigatore della ricerca. Attualmente è visiting senior scientist e accademico in residenza presso l'Office of Water Prediction presso il National Water Center degli Stati Uniti a Tuscaloosa, Ala.

"Il nostro studio ha creato un ampio team che includeva idrologi, botanici, ecologisti forestali, scienziati del suolo, geochimici, geofisici, ingegneri civili, scienziati sociali ed economisti, il tutto con l'obiettivo di migliorare la nostra comprensione di come le persone prendono decisioni di gestione del territorio che interessano i bacini idrografici tropicali, " dice Ogden. "In particolare, ci siamo concentrati sui risultati desiderabili di un aumento del flusso del flusso durante lunghi periodi di siccità e una riduzione dell'erosione. Questo documento rappresenta una sintesi dei risultati del nostro studio completo per informare e migliorare le decisioni di gestione del territorio fornendo benefici idrologici ai tropici".

Ogden ha contribuito alla carta, dal titolo "Valutazione degli investimenti in infrastrutture ecologiche, " che è stato pubblicato il 7 gennaio nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ). La rivista è una delle riviste scientifiche multidisciplinari più prestigiose al mondo, con una copertura che abbraccia il biologico, scienze fisiche e sociali.

Il progetto ha sfruttato l'infrastruttura di ricerca esistente fornita dal progetto Agua Salud dello Smithsonian Tropical Research Institute, che ha fornito un ambiente sperimentale per testare ipotesi relative agli effetti della copertura del suolo e dell'uso del suolo sulla risposta idrologica nello spartiacque che fornisce tutto il flusso del fiume che alimenta il Canale di Panama. Il commercio marittimo tra gli Stati Uniti e altri paesi rappresenta l'uso dominante del Canale di Panama.

"Gli spartiacque tropicali di tutto il mondo sono sotto stress perché i piccoli bacini idrografici normalmente forniscono grandi quantità di acqua per grandi popolazioni e sono a rischio di siccità o altri stress climatici, " Dice Ogden. "Lo spartiacque del Canale di Panama è molto importante per il commercio degli Stati Uniti ed è uno dei pochi luoghi nei tropici che ha sia un record idrologico a lungo termine, e un sistema attivo di processo decisionale guidato dalla gestione del territorio che coinvolga i proprietari terrieri e le parti interessate a massimizzare i benefici idrologici".

Questo nuovo documento sintetizza i risultati di un ampio programma pluriennale, multi-istituzione, progetto multidisciplinare. Il livello di sintesi raggiunto per trarre conclusioni sarebbe stato impossibile senza i contributi significativi di ciascuna persona coinvolta nello studio, dice Ogden.

Altri contributori al documento provenivano dall'Università di Alberta, Università di Yale, Università del Saskatchewan, l'area della missione idrica dell'indagine geologica degli Stati Uniti a Boulder, colore; e lo Smithsonian Tropical Research Institute. Giasone Regina, un dottorato di ricerca UW. studente di Kansas City, Mo., aiutato a raccogliere e analizzare i dati idrologici.

Scrivendo i numeri

Il progetto di ricerca ha raggiunto i suoi obiettivi per far progredire la comprensione idrologica nei ripidi tropici umidi; comprendere i fattori che influenzano le decisioni dei proprietari terrieri relative ai piani di gestione del territorio retribuiti; e combinare questi risultati in una valutazione integrata del potenziale dei pagamenti a lungo termine per i servizi ecosistemici idrologici nello spartiacque del Canale di Panama.

L'analisi economica, sulla base di anni di intensi studi idrologici e comportamentali, era diretto da ricercatori di Yale, l'Università dell'Alberta, Canada, e l'Università del Saskatchewan, Canada.

"Penso che i nostri risultati supportino la posizione in cui l'Autorità del Canale di Panama ha lavorato, quindi fornisce alcune solide analisi idrologico-economiche a quella decisione, "dice Eli Fenichel, professore associato di bioeconomia e gestione degli ecosistemi a Yale, e l'autore corrispondente del documento. "Dà anche un'idea di quanto lontano può spingersi l'Autorità del Canale di Panama con le infrastrutture ecologiche. Forniamo alcune opzioni diverse che dipendono esattamente da quali sono i loro obiettivi e probabilmente da alcune sfide non economiche che potrebbero dover affrontare. Dimostriamo che l'Autorità del Canale di Panama affronta vere sfide per portare più acqua nel canale durante la stagione secca".

Secondo il giornale, l'Autorità del Canale di Panama potrebbe offrire contratti agli agricoltori privati ​​per modificare l'uso del suolo per aumentare il flusso d'acqua durante la stagione secca e ridurre la sedimentazione. I vincoli fisici e sociali limitano l'offerta e la scalabilità del mercato. Ritardi del servizio, dal momento in cui devono essere effettuati i pagamenti ai proprietari terrieri fino a quando i servizi sono realizzati, si verificano a causa di ritardi nel cambiamento ecologico che ostacolano la fattibilità del programma.

L'investimento ecologico fattibile dipende dal valore e dalla domanda dei servizi forniti dall'infrastruttura ecologica; la capacità di modificare un ecosistema per produrre un livello di servizio maggiore; e la capacità, diritto e volontà per un'entità di apportare modifiche a un ecosistema.

In molti casi, i beneficiari dei servizi ecosistemici non hanno la capacità di attuare modifiche all'offerta, la necessità di un sistema contrattuale volontario che consenta i pagamenti dall'utente dell'acqua al fornitore dell'acqua.

These systems are called "payments for ecosystem services" or PES. This is a system of agreed-to monetary or in-kind payments made to land holders, who agree to manage their land in an agreed-upon way, such that the land provides benefits to the person making the payment for some kind of service provided by the landscape. This service could include reduced nutrient, sediment or contaminant runoff; more river flow during droughts or nonrainy periods; and habitat for wildlife.

Vic Adamowicz, one of the paper's co-authors and a professor in the Department of Resource Economics and Environmental Sociology at the University of Alberta, says his role was to help design and implement the survey of landowners in the Panama Canal Watershed.

The study collected a variety of information on landowners, including demographics, land area and farming systems. Però, he adds the most important element was the determination of landowners' willingness to accept payments in exchange for changing their land use and providing hydrological benefits.

This identified the cost for these people to provide hydrological services. The survey design provided cost information for different land-use changes for land that is currently pasture, but could be changed into a silvopastoral (wood pasture) regime or used to grow coffee or timber. The survey also included a number of ways to ensure the responses were valid and realistic.

"We feel this helps the Panama Canal Authority in assessing the costs of payments for ecosystem services programs and the benefits, in terms of transit revenue, of PES programs, " Adamowicz says. "This is a challenging natural and social science issue that requires understanding of the natural and social systems, and how they interact. We also have described the importance of targeting spatially and landowner preferences for technical assistance and insurance."

Fenichel says that the team figured out what a centimeter of water in Gatun Lake was worth to the Panama Canal Authority. Gatun Lake is a large artificial lake located to the south of Colon, Panama. It forms a major part of the Panama Canal, carrying ships for 33 kilometers of their trip across the Isthmus of Panama.

In a market where supply equals demand—known as a market clearing equilibrium—a quantity-price pair is experienced. Fenichel used the analogy of a bakery making cookies at a certain price to explain this concept.

Per esempio, if a bakery charges $5 per cookie, it might sell 10. However, if the bakery charges $4 per cookie, it might sell a dozen. Putting these price-quantity pairs together creates the demand curve. D'altra parte, it might cost the bakery $3 to make the 10th cookie, but $4 to make the 12th cookie. This is the supply curve.

The bakery would certainly choose to make the 10th cookie because it would net $2 on that cookie, Fenichel says. The bakery likely would continue making up to the 12th cookie because it breaks even on that cookie and makes money on every cookie made before that.

"In our analysis, we find a constant amount that the Panama Canal Authority would be willing to pay for a centimeter of water in Gutan Lake but that every centimeter costs more in contracted land-use change, " Fenichel explains. "We order the hectares that could be contracted to make a supply curve. The market clearing equilibrium is the quantity of land that the Panama Canal Authority would contract with at the price that is exactly equal to the willingness to pay for the additional water that adding a hectare provides."

"As a synthesis paper, it builds on our hydrology research results and uses them to place values on different land management decisions, " Ogden says.