A Transition Toward Sustainability: Transicion hacia la Sustentabilidad

1
A Transition Toward SustainabilityTransicion
hacia la Sustentabilidad

• Integrated Approaches to
• Development and Environment in the
• Yaqui Valley, Sonora, Mexico
• Enfoques Integrados para el
• Desarrollo y el Medio ambiente en el
• Valle del Yaqui, Sonora, Mexico

Yaqui Valley Sustainability Project
Meeting Reunion del Projecto de Sustentabilidad
del Valle del Yaqui October 26, 2004
2
(No Transcript)
3
100
100
100
84
64
1956
1997
2002
1966
1981
Percentage represents the proportion of the area
that is fertilized
4
Sustainability ScienceCiencia para la
Sustentabilidad

• Determinants of change
• (Determinantes del cambio)
• Climate (Clima)
• Market prices (Precios de mercado)
• Trade policies (Politicas de comercio)
• Domestic policies (Politicas domesticas)
• Structural change in the economy (Cambios
  estructurales en la economia)

Resilience of agricultural system Vulnerability o
f people and Ecosystems Capacidad de recuperacion
de los sistemas agricolas Vulnerabilidad de las
personas y los ecosistemas
Human- Biophysical Interactions (Interacciones
Humano-Biofisicas)
5
Agricultural policy and production in the 1990s
- presentIs the Yaqui Valley resilient?Politica
agricola y produccion de los 1990s al presente
Tiene el Valle del Yaqui capacidad de recuperacion

• Farmer responses to economic liberalization
  policies and exogenous shocks
• Respuesta de los agricultores a las politicas de
  liberalizacion y a golpes externos

6
Policy reforms and exogenous shocks 1991 to 1996

• Policy Reforms Shift towards privatized markets
• Trade liberalization NAFTA (1994)
• Removal of factor and output price supports
• Decentralization of water market
• Land reform amendment of Article 27

• Exogenous Shocks
• Sharp rise in commodity prices (1996)
• Pests white flies (soybeans), Karnal bunt
  (wheat)

7
Reformas Politicas y golpes externos 1991 a 1996

• Reformas Politicas Cambio hacia mercados
  privatizados.
• Liberalization del Comercio TLC (1994)
• Remocion de los apoyos a precios de productos y
  factors?
• Decentralizacion del mercado del agua.
• Reforma agraria cambios al Articulo 27

• Golpes Externos
• Sharp rise in commodity prices (1996)
• Sanidad mosca blanca (soya), carbon parcial
  (trigo)

8
Policy reforms and exogenous shocks 1996 to 2001

• Policy Reforms
• Further tariff reductions
• Reinstituted price supports (2000)

• Exogenous Shocks
• World prices plummet with minimal recovery
• Drought conditions
• Wheat pests Karnal bunt, aphids

9
Reformas Politicas y golpes externos 1991 a 1996

• Reformas Politicas
• Mayor reduccion en los aranceles
• Reinstitucion de apoyos (2000)

• Exogenous Shocks
• Los precios internacionales se desplomaron con
  una recuperacion minima.
• Condiciones de sequia
• Plagas de trigo Carbon parcial y afidos.

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Mexican Producer Support ProgramsProgramas de
Apoyo para los Productores Mexicanos Programa
de Apoyos al Campo(PROCAMPO)

• Shift from market price supports to decoupled
  income payments. (Cambio de apoyo a los precios
  de mercado a pagos sobre ingreso desacoplados)
• Payments (Pagos) N/ha
• Duration (Duracion) 15 years (anos)
• Payments remain fixed in real terms (Los pagos
  continuan siendo fijos en terminos reales)
• Eligibility (Elegibilidad) historical production
  (produccion historica)
• 2003 irrigated (riego) vs. rainfed (temporal)

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Mexican Producer Support Programs Apoyos a la
Comercializacion

• Price Supports (N/ton) through ASERCA
• Apoyos a los precios N/ton atravez de ASERCA
• Reinstituted in 2000/2001. Reinstaurado en
  2000/2001

Sonora
In the absence of price supports, wheat is not
currently profitable. En la ausencia de apoyos
el trigo actualmente no es rentable.
12
Total harvested area in the Yaqui Valley 1988
2002Area total cosechada en el Valle del Yaqui
1988-2002
Area Total Cosechada (ha)
13
Spring-summer harvested area for cotton, maize,
sorghum, and soybeans 1988 2002Primavera
Verano area cosechada de algodon, maiz, sorgo, y
soya 1998 - 2002
14
Two Perspectives on ProfitabilityDos
perspectivas en Rentabilidad

• Financial (Private)
• Financiero (Privado)
• Competitividad del sistema agricola en base a las
  tecnologias actuales, costo de insumos, valor de
  los productos, y transferencia de politicas

• Economic (Social)
• Economico (Social)
• Competitividad de los sistemas agricolas donde
  los valores son medidos por su costo de
  oportunidad social
• Sin transferencia de politicas

Our Focus policy distortions and market
failures Nuestro Enfoque distorciones politicas
y fallas en el mercado Next Step environmental
externalities Siguiente Paso Externalidades
financieras
15
Wheat Profitability 2001

• Divergences in financial vs. economic
  calculations driven by output subsidies.
• Price supports maintained the financial
  profitability of wheat in 2001.
• Wheat was the only financially profitable crop
  in 2001.

16
Rentabilidad del Trigo 2001

• La diferencia entre los calculos financieros y
  economicos se derivan de los apoyos a los
  productos.Divergences in financial vs. economic
  calculations driven by output subsidies.
• Los apoyos mantuvieron la rentabilidad
  financiera del trigo en 2001.Price supports
  maintained the financial profitability of wheat
  in 2001.
• Trigo fue el unico cultivo que fue rentable
  financieramente en 2001. Wheat was the only
  financially profitable crop in 2001.

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Real PROFITS for major crops in the Yaqui
ValleyGanancias reales de los principales
cultivos del Valle del Yaqui

• Deflated using GDP deflator (1991 100)
• Sin inflacion? Usando el PIB como desinflador
  (1991100)
• Financial trend towards negative profits in
  2001
• Financiero tendencias hacia ingresos negativos
  en 2001
• Economic largely negative showing effects of
  support programs
• Economico principalmente negativo mostrando
  los effectos de los programas de apoyos.
• Impacts on competitiveness of Yaqui Valley crops
  in world markets
• Impactos y competitividad del Valle del Yaqui en
  cultivos y mercados mundiales.

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Water Productivity in 2001

• WP (Value of output) / (total use of water)
• Financial includes price supports and PROCAMPO
  payments.

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Productividad del agua 2001

• PA (Valor del producto) / (uso total del agua)
• Financiero incluye apoyos y pagos de PROCAMPO.
  includes price supports and PROCAMPO payments.

20
Profitability Trends in the greater context of
the Yaqui Valley Project

• What are the implications for the Yaqui Valley of
  this growing dependence upon wheat production?
• Environmental effects
• Economic development
• Ability to respond to policy changes and
  exogenous shocks

• Crops wheat, maize, sorghum, cotton,
• soybeans
• Profits are deflated with GDP deflator
• (1991 100).

21
Tendencia de Rentabilidad en el Contexto

• Cuales son las implicaciones para el Valle del
  Yaqui de esta dependencia creciente de la
  produccion de trigo?
• Efectos Medio ambientales
• Desarrollo Economico
• Habilidad para responder a cambios en politica y
  golpes externos.

• Cultivos trigo, maiz, sorgo, algodon,
• soya
• Ganancias desinfladas con el PIB desinflador
• (1991 100).

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Policy reforms and exogenous shocks 2001 to
present

• Policy Reforms
• (No reform in WTO)
• NAFTA tariffs end Jan. 1, 2003
• Emergency payments to farmers via grain prices
• Limitations on crop plantings due to water
  shortage

• Exogenous Shocks
• Continuing drought, winter freeze in December
  2003
• Wheat pests Karnal bunt, aphids, rusts

23
Reformas en Politica y Golpes Externos 2001 al
presente

• Reformas Politicas
• (Falta de reformas en la OMC)
• NAFTA tariffs end Jan. 1, 2003
• TLCaranceles terminan el 1 de Enero, 2003.
• Pagos de emergencia a los agricultores atravez de
  los precios del grano.
• Limitaciones en el area de siembra debido a la
  falta de agua.

• Golpes Externos
• Continuing drought, winter freeze in December
  2003
• Sequia continua, heladas de invierno en Diciembre
  2003.
• Plagas de trigo Carbon parcial, afidos, royas.

24
Globalization

• Mexico responding to U.S. price subsidies
• Cropping patterns driven by price supports, not
  by natural resource constraints
• WTO (September 10-14, 2003, Cancun)
• Total failure, agriculture subsidies in rich
  countries will persist

25
Globalizacion

• Mexico responde a los subsidios de precios en
  EUA.
• Cropping patterns driven by price supports, not
  by natural resource constraints. Patron de
  Cultivos controlados por los apoyos, y no por la
  limitacion de los recursos naturales.
• OMC (Septiembre 10-14, 2003, Cancun)
• Fracaso total, los subsidios en los paises mas
  ricos persistiran

26
Manejo de los Recursos Hidraulicos a Escala del
Valle
27
Water Resource Management (Valley-Scale)
A Water Policy Modeling Tool Has Been Developed
Which Includes

• (a) Management Modeling
• Farmer Decision-making
• Irrigation District Decision-making
• and
• (b) Embedded Physical Models
• Groundwater response to pumping
• Crop response to salinity and water
• Canal network model and salinity mixing

28
Manejo de Recursos Hidraulicos (Escala Valle)
Una Herramienta para Modelar la Politica
Hidraulica ha sido desarrollada que incluye

• Modelo de Manejo
• Toma de desiciones a nivel Agricultor
• Toma de desiciones a nivel de Distrito de Riego
• y
• (b) Modelo Fisico Integrado
• Respuesta del aquifero al bombeo.
• Respuesta del cultivo a la salinidad y agua.
• Modelo de la red de canales y mezcla para
  salinidad

29
Water Resource Management (Valley-Scale)
EXAMPLE
Model Result
Policy Question

• During drought years (no reservoir water)
• Higher water prices to users (from SRL pumping)
• Many modules cannot use the water profitably for
  conventional crops

What are the consequences of allowing increased
groundwater pumping?
30
Manejo de los Recursos Hidraulicos (Escala
Valle)
EJEMPLO
Pregunta sobre Politica
Resultado del Modelo
Cuales son las consecuencias de permitir un
incremento en el bombeo del acuifero?

• Durante anos de sequia (sin agua de la presa)
• Incremento en los precios del agua a usuarios
  (del bombeo del SRL).
• Muchos modulos no pueden hacer un uso del
  rentable del agua para cultivos convencionales.

31
Water Resource Management (Valley-Scale)
Future Applications
1. Operation Rules
Long-term aquifer management rules (using
groundwater model)
2. Explore combined hydrologic/economic impacts
of

• Water marketing and contracts
• Changes in crop prices/ subsidy structure
• Canal lining

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Manejo de los Recursos Hidraulicos (Escala
Valle)
Aplicaciones Futuras
1. Reglas de operacion
Reglas del manejo del acuifero a largo plazo
(usando el modelo del acuifero)
2. Explorar el impacto combinado de los aspectos
hidrologicos/economicos

• Contratos y venta de agua.
• Changes in crop prices/ subsidy structure
• Cambios en el precio de cultivos/estructura de
  apoyos
• Revestimiento de canales

33
OPERACIÓN SUSTENTABLE DEL SISTEMA DE PRESAS
MULTIPLE DEL RIO YAQUI
34
El Sistema de Presas del Rio Yaqui ha sido
afectado por causas naturales (sequias) y casas
antropogenicas
35
La Cuenca del Yaqui se ha Enfrentado con una
Sequia Severa desde 1996 (SPI 24 Meses)
Presente Sequia
36
1992
2003
37
Asignacion Historica en el Distrito de Riego No.
041, Rio Yaqui
Analisis Historico de las Captaciones-Extraccione
s En el sistema de presas del Yaqui.
A pesar de la sequia las extracciones son mayores
que las captaciones
5401.8 MCM
10,622.0
-2,905.0
38
Yaqui River Hydrologic-Agronomic-Economic Model

• Short-term Model
• Objective function
• Multi-objective function
• Constraints
• Reservoirs storage constraints
• Releases constraints
• Continuity constraints
• Irrigation constraints
• Urban use constraints

• Long-term Model
• Risk criteria
• a) Reliability (how likely the Yaqui system is
  to fail)
• b) Vulnerability (how severe the consequences of
  failure may be)
• c) Reversibility (how quickly the Yaqui system
  recovers from failure)
• Equity criteria

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Modelo Hidrologico-Agronomico-Economico del Rio
Yaqui

• Modelo a Corto Plazo
• Funcion Objetiva
• Funcion Multi-Objetivo
• Restricciones
• Restricciones de Almasenamiento de presas
• Restricciones de Extracciones
• Restricciones de Continuidad
• Restricciones de Riego
• Restricciones de Uso Urbano

• Modelo a Largo Plazo
• Criterio de Riesgo
• a) Confiabilidad (cual es la probabilidad de que
  el sistema del Yaqui falle)
• b) Vulnerabilidad (que tan severas pueden ser
  las consecuencias de un fracazo
• c) Reversibilidad (que tan rapido se puede
  recobrar el sistema del Yaqui de un fracazo.
• Criterio de Equidad

40
Las Reglas de Operacion de las Preseas del Rio
Yaqui han sido Desarrolladas
41
Influencia de las Actividades Agricolas del Valle
del Yaqui en lo Procesos del Ecosistema Marino
del Golfo de Mexico
50 km
El Valle del Yaqui Golfo de California
42
El Golfo de California es vulnerable a los
escurrimientos de nitrogeno (N) de la agricultura
El N del Valle del Yaqui causa grandes
floraciones de algas las cuales son visibles en
imagenes de satelite.
43

• Concentracion de algas en la costa del Yaqui 1998
  - 2002

44

• 16 de 20 eventos de riego estan asociados con
  floraciones de algas.

45
Vulnerabilidad Global al N
Figura de Tyrell and Law (1997) Tasa bajas de
nitratosfosfatos en el oceano globalNature 393
793-796

• Other subtropical and tropical oceanic regions
  face similar problems Arabian Sea, Bay of
  Bengal, Benguela upwelling system, South China
  Sea, Eastern Tropical Pacific
• Otras regiones oceanicas subtropicales y
  tropicales enfrentan problemas similares Mar
  Arabigo, Bahia de Bengal, Sistema de upwelling
  Benguela, Mar del Sur de China, Pacifico Tropical
  del Este
• Los problemas potenciales son desconocidos.

46
Estudios de Hidrografia en Esteros
47
Zona Costera Laguna del Tobari
Una serie de perfiles de densidad de agua y
velocidad fue realizado el 2000, 2002, 2003 en
las entradas del Tobari, con la meta de conocer
como es el procesamiento de la ciculacion del
agua en las bocas. Una batimetria se realizo para
obtener una descripcion actualizada del fondo.
Equipo usado ADC y CTD de perfiles
Bathymetry, 2002
48
Los patrones de circulacion son predominantemente
por mareas. Mas especificamente el intercambio
residual en la laguna del Tobari es dominado por
rectificacion por mareas y modificadas por
vientos en el otono y probablemente en el invierno
Velocity cm/s
El principal componente de velocidad de las
corrientes residuales mostro un flujo para afuera
neto de hasta 12 cm/s de magnitud, en la porcion
derecha de la seccion de la boca (viendo en
direccion a tierra) y un flujo para dentro del
otro lado durante Octubre 2002. Los patrones de
intercambio persistieron en Marzo 2003 pero los
flujos netos fueron mas debiles. El caracter
unidireccional de los flujos netos a profundidad
fue observado en ambos casos.
Flujos submarea (a) fueron mas fuertes en las
mareas de primavera (b) y mas debiles en mareas
neap (c) en el verano y otono records, pero
tambien infulenciado por presistentes vientos del
noroeste.
Velocity cm/s

• Que es vacio?
• El papel de los gradientes de densidad de los
  flujos (residuales) de submarea, es probable que
  sea minimo pero su influencia durante periodos de
  alta descarga de los canales agricolas esta
  todavia por establecerse

49
Cambios Costeros en el Uso de la Tierra
50
1973 Classified Image
50 Km
51
2001 Classified Image
52
Area de Uso y Covertura de la Tierra 1973,1992,
2001
53
Comparison of Pre- and Post-Reform Comparacion
de Pre y Pos ReformaUso de la Tierra/Tasas de
Cambio de Covertura
54
Tenencia de las Tierras Costeras 1992
Fuente Complilado de archivos en RAN,
Hermosillo, Sonora Ejidos incluyen aqui
comunidades agrarias Areas cerca de la zona
costera 5 km buffer.
55
Aquacultura Camaronicola en el Sur de Sonora
Area cumulativa de granjas camaronicolas

• Programa gubernamentales a tiemp
• 1988 PAIS
• Politica Nacional
• 1986 Ley de Pesca
• 1992 Ley de Pesca
• 1992 Articulo 27 (Reforma Agraria)

Source Encuestas de Campo 2001
56
(No Transcript)
57
Acuacultura

• 13,000 hectareas en Sonora bajo granjas aquicolas
• La meta es duplicar el area y triplicar la
  produccion. Principalmente en el area de
  Heromsillo The goal is to double the area and
  triple the production. Mainly in the Hermosillo
  area.
• Aquaculture could become the second or third most
  important economic activity in Sonora.
• La acuacultura podria convertirse en la segunda o
  tercer actividad economica en Sonora.

58
Vulnerabilidad de los Rendimientos de Trigo a
Variabilidad en Rendimiento y Cambio
Mas Vulnerable
Menos Vulnerable
V ?
??Y/?t ? Pt dt ?Y/Yo ?
WHERE Y Rendimiento t temperatura Pt
Probabilidad de Temperatura
Luers, A.L., D. Lobel, L.S. Sklar, C.L. Addams ,
P.A. Matson. Global Environmental Change, 2003