Enfoque sistémico para la evaluación del potencial de mitigación del cambio
climático en el sector forestal de México
Marcela Olguín-Álvarez
Taller de Estimación de Carbono en Bosques Bajo Producción Maderable
18 de julio, 2018. Oaxaca de Juárez, Oaxaca
Ley General de Cambio Climático
Signatario del Acuerdo de París
ENAREDD+
Estrategia de Medio Siglo
Contribución Nacional Determinada (metas condicionadas/no condicionadas al 2030 )
ENAIPROS:- Incremento del 5.9 a 11M m3 rollo 2018- Aumento de 1.99 a 4.7 m3 ha-1 ICA en boques manejados- Superficie forestal certificada 1.14 M ha- 750 empresas forestales comunitarias 2
1. AntecedentesMitigación del Cambio Climático
Fortalecimiento a la actividad productiva del sector forestal
Ecosistemasforestales
Reducir las emisiones netas de GEI a la atómosfera
Usos de suelono forestales
Usos de la Tierra Sector Forestal
Bio-combustible
Productosde madera
Servicios empleadospor la sociedad
Otrosproductos
CombustibleFósil
-Estrategias de mitigación: Requieren de un enfoque sistémico
Fuente: IPCC 2007, AR4 WG III, Bosques
3
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
Substitution
Energy
Products
Ecosystem
Time
MgC
ha-1
¿Maximizar reservorios del carbono en el bosque?
¿Maximizar la remoción del carbono (pero más productos forestales, más sustitución de energía fósil y otros productos)?
Fuente: Birdsey and Pan 2015
Desde el 2011, la Comisión de Cooperación Ambiental y los servicios forestales de Norte América colaboran para:
1) Mejorar herramientas/métodos para el monitoreo de los flujos de gases de efecto invernadero (GEI),
2) Estimar, proyectar y comunicar los efectos de decisiones políticas sobre emisiones de GEI futuras.
-Colaboración tri-nacional
http://www3.cec.org/islandora/en
2. Escenarios de Mitigación
Beneficios de Substitución
Ecosistemas Forestales Productos Forestales Maderables
+ +
M1* Deforestación Neta 0 al 2030
M2* M1 + 10% aumento de recuperación del bosque
M3** Aumento de productividad, producción de madera 50%
M4 Todas las anteriores
Mayor flujo de volumen cosechado
• M3a. Mismo % de distribución de productos que en BAU
• M3b. 100% destinado a productos de larga vida
Uso de productos maderables o desperdicio (bioenergía) para sustituir productos de mayores emisiones (acero y concreto y combustibles fósiles)
• M3i factor bajo
• M3ii factor medio
Histórico: 2000 al 2016
Future: a) Línea Base (BAU): 2017 to 2050 (e.g., 𝑋de Datos de Actividad histórica)
b) Escenarios de Mitigación (2018-2050)
* e.g. Meta de México en NDC y Ley CC, ** e.g. Meta ENAIPROS
Ecosistemas
forestales
Bioenergía
Productos
forestales
Combustibles
Fósiles
Multiples Sectores
Sector forestal
Carbon Budget Modeling Framework for Harvested Wood
Products (CBMF-HWP)
Carbon Budget Model of the Canadian Forest Sector
(CBM-CFS3)
Substitución: emisiones evitadas
Otros
productos
* Consistente con IPCC-GPG (2003), Inventarios Nacionales de GEI (2006)
3. Enfoque de contabilidad sistémico
Simula la dinámica del carbono en los cinco reservorios del carbono del bosque, en diferentes escalas temporales (emisiones históricas y futuras) y espaciales.
Combina datos empíricos sobre crecimiento en biomasa (típicos de inventarios forestales) con un enfoque de procesos para simular acumulación del carbono en la materia orgánica muerta y el suelo.
Más información: http://carbon.cfs.nrcan.gc.ca
-Modelo CBM-CFS3
Crecimiento
Condición
Inicial del bosque
Disturbios forestales
*Cálculo por cada tipo de reservorio y categoría de uso de suelo
Carbono forestalInicial (t0)
Carbono forestalFinal (t1)
Pérdidas por Descomposición
Disturbios naturalesy humanos
Ganancias / crecimiento neto
- Cambios anuales (ΔC = ΔCG – ΔCL)
Más información: Kurz et al. 2009 Ecol. Model.
Productos maderables(t1)
-Modelo CBMF-HWP y FS
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Simula la dinámica del carbono en los productos forestales maderables, producidos en diferentes escalas espaciales y temporales.
Convierte información sobre madera en rollo cosechada por año, en diversos productos maderables (e.g. celulósicos, polines, chapa, madera para aserrío, etc).
Consistente con las Guías 2006 del IPPC, usa el “enfoque de producción” – el paísque produce (aún si exporta) reporta la cantidad de carbono
Tiempo de vida-media (IPCC 2013):
- 35 años para aserrío,
- 25 años para paneles,
- 2 años para pulpa/papel
Factor de Substitución (FS): - Bioenergía: 0.5 t C / t C - Productos maderables:
0.5 t C / t C (bajo)2 t C / t C (medio)
Enfoque de cuantificación:Dinámica del C a escala de rodal
Modificado de: CCA 2016
emisiónabsorción absorción emisión
Tiempo
Car
bo
no
(C
) en
el
bo
squ
e
Carbono en producto
maderable
Las emisiones y remociones de GEI son la suma de la dinámicas del carbono de todos los rodales en el tiempo, de manera eficiente, transparente y consistente.
Fuente: CCA 2016
Del rodal al paisaje a través del tiempo
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Durango
5.8 M ha de bosques
-~62% bajo manejo (coníferas y latifoliadas)
-contribuye con ~30% volumen nacional de madera
Quintana Roo:
3.8 M ha de bosques
-~14% bajo manejo(tropical húmedo); ~1% del volumen nacional de madera
- Parte de áreas REDD+
*Source: INEGI 2002, FAO-FRA/CONAFOR
4. Estudios de caso
14
Del análisis del Inventario Nacional Forestal y de Suelos (INFYS) y sensores remotos
– Área, estado sucesional, volumen, especies dominantes
– Estratificación en “clases”; curvas de crecimiento similares (e.g., tipo de bosque/ecoregión)
Península de Yucatán - Insumos: condición inicial y crecimiento
Rutina de estimador de máxima verosimilitud (Ángeles et al. en prep.)
Selección de conglomerados (mediciones t2-t1) “sin evidencia de perturbación” (Wayson et al. en prep.)
3,884 conglomerados
Ecoregions L1 Bosque/EcoIV INFYS Tasa
actual
Tasa
propuesta
Tasa
posibleDGO
Sierras templadas
Coníferas 1,119 0.69 1.36 1.15
Latifoliadas 713 0.57 1.24 0.88
Tropical húmedo 87 0.73 1.40 1.22
QROO
Bosque tropical
húmedo
Planicies centrales
Yucatán1,176 1.54 2.21 2.21
Planicies semiperenes 806 1.71 2.38 2.38
Lomeríos del Sur 1,404 1.49 2.17 2.17
Tasas de crecimiento basadas en análisisdel INFYS para escenario “ENAIPROS”
(En Mg C ha-1 año-1 sobre 50 años)
*Tasa actual= IMA de 0 a 50 años en m3 ha-1 yr-1; TasaPropuesta=TasaActual+2.7 m3 ha-1 yr-1;
TasaPosible=Debido a vol max posible: “tasaPropuesta”=“TasaPosible” o
“TasaPosible<TasaPropuesta” debido a que bioma máx se alcanza en 50 años.
Fuente:Material complementario en Olguin et al. 2018 Env. Research Letters
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Tipos de disturbios
Cambios anualizados en el uso de suelo y cobertura vegetal, nivel estatal (INEGI 2011)
Incendios anuales a nivel municipal (CONAFOR 2016)
Extracción de madera con permiso, nivel municipal (CONAFOR 2016)
Durango
Quintana Roo
- Insumos: Disturbios naturales y humanos
- Insumos: Productos forestales
Fuente: Fuentes et al. 2012, IPCC 2013, Smyth et al. 2014, INEGI 2015
Madera extraída
82% 18% desperdicio enel bosque
Madera en rollo
59% 41% deperdicio en el aserradero
(33% residuos + 8%aserrín)Producto
Por ejemplo: Bosque de coníferas, Durango
Distribución anual de productos
(Vol. anual extraído por municipio y tipo de bosque)
De la biomasa elegible, 90% se cosecha en el rodal
CB
M-C
FS3
CB
MF-
HW
P
Deforestación
Regeneración
Aprovechamiento
Incendios
Balance neto de CO2e
Perturbaciones forestales
Línea Base (BAU)Histórico
5. Resultados: Escenario base (BAU)
Fuente: Olguin et al. 2018 Env. Research Letters
FL: Tierra forestal
OL: Tierra no Forestal
Misma tasa de disturbios, genera
diferente emisión neta de GEI en el tiempo
-Emisiones CO2 acumuladas en el futuro (línea base=0)
Durango Quintano RooBosque
Producto maderable
Substitución
-Importante reducción de deforestación
(e.g., ↑ deforestación histórica y ↑ C en bosque)
-Crucial considerar un enfoque de sistemas
(e.g., ↑cosecha ↑ CO2e emisiones, pero ↑ CO2
“sumidero” si los productos de madera son de larga vida y se considera el beneficio de sustitución)
↑ emisiones
↓ emisiones (↑ sumidero)
Fuente: Olguin et al. 2018 Env. Research Letters
M3 M4M1 M2
Mitigación acumulada al 2050
Durango
Emisiones de GEI acumulados al 2050
Crucial para investigación futura:
- Mejores datos de FS
- Estudios sobre reducción de deforestación por ↑área forestal bajo manejo sostenible
Quintana Roo
Fuente: Olguin et al. 2018 Env. Research Letters
Substitución de energía
Substitución de producto
Suma neta
Ecosistema forestal
Producto maderable
6. Comentarios finalesEl estudio muestra:
Con insumos del sistema MRV nacional (datos del INFYS, cambios en el uso del suelo), el papel potencial del sector forestal en acciones de mitigación de emisiones de GEI al 2030 y 2050 (e.g., NDC, Estrategia de Medio Siglo) con un enfoque sistémico.
Además:
o No supone una mitigación fija en el tiempo (dinámica del bosque)
o Muestra el efecto de objetivos “no-carbono” dentro del sector forestal (e.g., aumentar la extracción de madera - ENAIPROS) a nivel estatal, sobre el alcanzar metas de mitigación.
o Considera el flujo de carbono en productos maderables y explora la posible interacción con otros sectores para la reducción de emisiones
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Ampliar el estudio a otras regiones del país y explorar nuevos escenarios y tipos de perturbación: evitar degradación forestal, aumentar eficiencia en la elaboración de productos (e.g. 59%
coníferas, 51% preciosas, 47% latifoliadas /comunes ).
Evaluar incertidumbres de las estimaciones y compar resultadosa nivel rodal y paisaje para dinámicas del C específicas (e.g.,
colaboraciones con Red Mex-SMIC, Red de Biometría, Red Mex-Flux).
6. Siguientes pasos
Foto: ENAIPROS
AGBiom
(MgC ha-1)
SOC
(MgC ha-1)
DGO (Coniferous and broadleaf forests) Silva-Arrendondo and Návar-Cháidez 2009 57 (0.24 CI) López-Serrano et al 2016 44 (22 SD) CONAFOR 2014 – National Coniferous secondary forests
Coniferous mature forest
Broadleaf secondary forests
Broadleaf mature forest
22 (5%U) 37 (2%U) 15 (5%U) 21 (5%U)
49 (66%U) 44 (66%U) 35 (54%U) 30 (68%U)
This study* 35 (1 SD) 53 (0.1 SD)
QROO (semi-evergreen tropical humid forests) Urquiza et al 2007 30-50 yr-old forest
Old-growth forest (>50 yrs)
53 (2 SE)
103 (4 SE)
Orihuela et al 2013 Secondary forests
Undisturbed forest
59 (±9 CI)
104 (±15 CI)
75 (+10;-9 CI)
75 (+12;-10 CI) Sánchez et al 2015 112 (8%U) 69 (13%U) CONAFOR 2014 – National Evergreen secondary forests
Evergreen mature forest
20(9%U) 40 (3%U)
84 (59%U) 61 (94%U)
This study* 59 (4 SD) 67 (0.03 SD)
Comparación de contenido de carbono por hectáreas
(1) Estrategias de manejo en el ecosistema forestal (e.g.
REDD+, ENAIPROS)
(2) Estrategias en productos forestales
maderables y bioenergía
(3) Cambios en interacciones con otros sectores
(substitución/desplazamiento de productos)
(4) *Análisis económico de los costos de acciones de mitigación
(1), (2), (3)
Fuente: Adaptado de Stinson et al. 2011 y Kurz et al. 2009
CBM-CFS3
CBMF-HWPFactores de desplazamiento
Transitar hacia herramientas de integración genéricas para MRV/AFOLU, agregar nuevas dimensiones de análisis (e.g., socio-económicas)
Promover comunicación dentro y fuera del sector forestal sobre la relevancia de los bosques manejados para la mitigación del cambio climático y otros objetivos más …
6. Siguientes pasos
Plataforma de “acceso libre” para compartir conocimiento e inovaciónen en construcción con madera.
CEC: Karen Richardson, Lucie Robidoux
Canada: Werner Kurz, Carolyn Smyth, Michael
Magnan, Max Fellows
United States: Richard Birdsey, Alexa Dugan, Craig
Wayson, Sean Healey, Grant Domke
Mexico: Enrique Serrano, Raúl Rodríguez, Armando
Alanís, Marcela Olguin, Vanessa Mascorro
Agradecimientos:
CONAFOR (Coordinaciones de Producción y productividad, Conservación y restauración, UTE-MRV):
Jorge Fernández, Germánico Galicia, Alfredo Nolasco, Oswaldo Carrillo
Red Mex-SMIC, Red Biometría: Gregorio Ángeles, Benedicto Vargas, Javier Corral
Proyecto México-Noruega – Componentes “Hacia Tier 3/ MRV multiescala”
Colaboradores:
¿Preguntas?
Para más información: www.cec.org
Incremento neto(e.g.,vol.,biom)
Disturbios Naturales(e.g. plagas, huracanes,
incendios, etc.) Descomposición
Transferencia de biomasa
Disturbios humanos(e.g. deforestación, degradación,
manejo forestal)
C en Biomasa(aérea/subterránea)
Atmósfera (CO, CH4, CO2)
C en Materia OrgánicaMuerta y Suelo
Productos maderables
Bosque (e.g.,rodal, paisaje)
Modificado de Kurz et al. 2009, Ecol. Mod.
Básico
Opcional (valores por defecto)
Tipos de insumo
- Cambios anuales
DGO QROO
Tipos de bosque Coníferas Latifoliadas Preciosas Comunes
Promedio de madera en rollo (sin
corteza), de 2005-2014 (K m3)b1,532 188 6 34
Percentage bark (%)c 18 20 10 10
Conversión de vol a biom (g / cm3)d 0.41 0.58 0.44 0.66
Fracción del carbono 0.5 0.5 0.5 0.5
Biomasa comercial eligible para
cosecha en rodal (%)d90 73 77 77
Tasa de utilización (“commercial
harvest with salvage”; %)d82 65 56 49
Porcentaje de madera en rollo para
producir un producto(%)d59 47 51 47
Percentaje de residuos en
aserraderod80 81 69 74
Percentaje de residuos del
aserradero que se quema (%)50 50 50 50
aState-level reports (e.g. SEMARNAT 2014), bMunicipal-level reports (e.g. INEGI 2015a, 2015b), c Kiernan and Freese 1997, Wehenkel et al 2012, O’Connell et al 2014, d Fuentes et al 2012
Datos insumo: Bosques manejados
Estrategias de mitigaciónDurango Quintana Roo
A B C A B C
M1. Deforestación neta 0 0.46 0.85 0.98 2.14 3.88 4.55
M2. ↑ recuperación neta 0.48 0.88 1.03 2.24 4.03 4.75
M3. ↑incremento, ↑cosecha
(i) + FS Bajo -1.12 -1.62 -1.49 0.001 -0.19 -0.23
(ii) + FS Bajo -0.95 -1.31 -1.16 0.01 -0.18 -0.22
(i) + FS Medio -0.83 -1.16 -1.03 0.01 -0.17 -0.21
(ii) + FS Medio -0.31 -0.33 -0.18 0.03 -0.14 -0.18
M4. Todas las estrategias
(i) + FS Bajo -0.67 -0.72 -0.49 2.13 3.87 4.52
(ii) + FS Bajo -0.50 -0.42 -0.17 2.14 3.88 4.53
(i) + FS Medio -0.38 -0.27 -0.04 2.14 3.89 4.53
(ii) + FS Medio 0.14 0.56 0.81 2.16 3.92 4.57
-M1,M2. Evitar deforestación genera ↑ reducciones (↑ conforme al tiempo)- M3. ↑ la extracción de madera genera ↑ emisiones respecto a línea base, pero su efecto disminuye conforme toda la masa forestal alcanza la nueva tasa de incremento.- M4. La combinación de estrategias genera ↑ reducciones de emisiones y co-beneficios
-Emisiones CO2 en el futuro*promedios por décadas, A:2020-30, B:2030-40, C:2040-50
i: % distribución de productos igual a BAU, ii: todo adicional a productos larga vida (PLV)
