Prof. Eduardo Mario Mendiondo, Prof.
Eduardo Mario Mendiondo,
EESC/USP
Conteúdos
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Florestas plantadas
Elementos regulatórios
Iniciativas no Brasil
Provocações, devaneios e otimismo…
Florestas plantadas e água…
água
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EEucaliptus
li t e Pinus
Pi
spp
400.000 ha (1966); 1 milhão ha (1973); 4,5 milhão ha (2010)
Ciclo curto de rotação, rápido crescimento
“Junto à expansão do setor florestal é mantida a preocupação com os efeitos ambientais envolvidos na produção florestal em larga escala. , p
p
Dentre estes, os possíveis efeitos das florestas plantadas sobre os recursos hídricos sempre estiveram na mira de discussões acaloradas em vários países do mundo, principalmente no tocante ao consumo de água” (Lima 1993; Lima e Zakia, 2006; Scott, 2005).
Hidrossolidariedade: uma estratégia mais justa de avaliação do consumo de água pelas florestas plantadas (Carolina Bozetti Rodrigues1; Eduardo Mario Mendiondo2;; Walter de Paula Lima3;; Silvio Frosini de Barros Ferraz3)
Hidrologia, hidrologia, hidrologia…. 1 MOTIVAÇÃO E DESAFIOS
1. MOTIVAÇÃO E DESAFIOS
“Jandé retama icó poranga tyba...
O nhengaru
nh n
u pupé i ytinga,
tin
O nhengaru pupé i yguassuetê,
O nhengaru pupé i ibakaoby,
O nhengaru pupé i caaetê ...”
“Nossa Terra é muito bela...
El canta
Ela
t nas águas
á
cristalinas...
i t li
Ela canta nos seus rios imensos...
Ela canta no seu céu azul...
Ela canta nas suas florestas...
florestas ”
A.N.A.((2002)
Contexto Estadual:
“Clima”
Clima
“O nhengaru pupé i ibakaoby” (“Ela canta no seu céu azul”)
Fontee: University of Southa
ampton (2002)
História Clínica de Biomas: Vegetação potencial de América do Sul
18000 anos atrás
18000 anos atrás
8000 a 5000 atual
anos atrás
“O
O nhengaru pupé i caaetê
caaetê” ((“Ela
Ela canta nas suas florestas
florestas”))
ário Internacional, CYTED, São Carlos, SP, Brasil
acia hidrográfica como unidade de gestão participativa”. Prof. Dr. Eduardo Mario Mendiondo
A “história clínica” de 18000 anos nos biomas da A
“história clínica” de 18000 anos nos biomas da
região Sul‐Sudeste do Brasil
Floresta tropical (floresta
perene or semi-perene de trópicos
úmidos comumente alta)
úmidos,
Floresta perene densa e temperada
Fonte: Univerrsity of Southamp
pton (2002)
(moderadamente alta, muito densa e perene,
coníferas abundantes, clima pouco úmido )
Semi-deserto
de clima
temperado
(arbustos esparsos
e/ou com pastos ralos)
18000 anos atrás, ...
Pastagem tropical
((pastagem
t
moderadamente
d d
t
fechado sem muitas árvores
ou arbustos)
8000 a 5000 anos atrás, ...
Floresta de clima com estação
seca (altura média, de climas quentes)
... potencial atual
“Savanna” (p
(pastagem
g
densa com poucas árvores
e/ou arbustos)
A.N.A
A.(2002)
Contexto Nacional: Ocupação de Biomas Brasileiros
aprox. ano 1500
”Jandé retama icó
poranga tyba”
(“nossa terra é muito bela )
bela”)
Ano: 2002
Ano: 2002
Contexto Estadual: Ocupação de Biomas
A.N.A.(200
02)
Ano: 2002
aprox. ano 1500
p
“O nhengaru pupé i ytinga”
((“ela canta nas águas
g
cristalinas”))
A.N.A.(2002)
Bacias Hidrográficas
“O nhengaru pupé i
yg
yguasuetê”
(“ela canta nos seus
rios imensos”)
A.N.A.(2002)
Disponibilidade Hídrica
“O nhengaru pupé i
yguasuetê
yguasuetê”
(“ela canta nos seus
rios imensos”)
A.N.A.(2002)
“O
O nhengaru pupé i
yguasuetê”
(“ela canta nos seus
rios
i iimensos”)
”)
Classificação de uso do solo – USP‐2 São Carlos (Benini & Mendiondo, 2003)
Estudo de caso: é possível um planejamento físico‐territorial com gestão participativa por
bacias?
Planejamento do Campus II da USP
Potencial ambiental do Campus II (Tonissi
p
(
et al))
Tubulação no leito do Mineirinho, à montante da área alagada.
Área de nascente do Córrego do Mineirinho.
Impactos nos córregos da implantação do Campus II
Projeto de Restauração Florestal na Área do Campus II – USP, São Carlos – SP (F. Tonissi & R. M. Benini, 2002)
Floresta paludosa (brejo) às margens do Córrego do Mineirinho. Projeto de Restauração Florestal na Área do Campus II – USP, São Carlos – SP (F. Tonissi & R. M. 7 Caso de estudo
7. Caso de estudo
Benini, 2002)
Brejo, próximo à fragmento de mata paludosa, plantas higrófitas (adaptadas ao solo permanentemente encharcado).
Projeto de Restauração Florestal na Área do Campus II – USP, São Carlos – SP (F. Tonissi & R. M. Benini, 2002)
Simulação hidrológica para planejamento físico‐territorial do Campus 2 da USP, São Carlos
Vazão Máxi ma Específfica [l/s/km2]]
V
60
50
40
30
Post-CampusII
A l
Atual
20
Simulação Plano Diretor
(Fase 1)
Simulação
Si
l ã Pl
Plano Di
Diretor
t
(Fase 2)
10
Pré-ocupação
0
0.1
1
Bacia 1
Bacia 5
Bacia2
Bacia 4
Bacia 7
10
Area [km2]
Bacia 3
Escoam
mento totaal [% de chhuva de 550 mm]
Simulação hidrológica para planejamento físico‐territorial do Campus 2 da USP, São Carlos
100.00
10.00
Passivo ambiental
1.00
Pré-ocupação
Atual
Post-campusII
0.10
0.01
0.1
1
Area de bacia [km2]
10
O que é Water Footprint ?
Water Footprint = Pegada Hídrica
‐Volume total de água usada, direta ou indiretamente, na produção de um
determinado produto
-Dividido em dois componentes principais:
-Pegada indireta (cadeia de fornecedores)
-Água embutida na matéria prima utilizada na produção
-Pegada direta (operacional)
-Água
Água utilizada na produção propriamente dita
Componentes da Pegada da Água (WFP)
Pegada da Água Direta
Pegada da
Água Captada
Pegada Verde
Pegada Azul
Pegada Azul
Pegada Cinza
Pegada Cinza
Água Recuperada
[Hoekstra, 2008]
Poluiçãão
da Água
Pegada Verde
Consum
mo
de Águ
ua
Á
Água de Chuva
Pegada da Água Indireta
Exemplos de Pegada da Água
E q
qual é a p
pegada
g
da água
g
do nosso produto?
Sabemos
b
nosso pegada
d de
d água
á
operacional azul = índice de
água (hL/hL)
Mas q
qual é a p
pegada
g
de água
g
da cadeia de fornecedores
(indireta) e do pós consumo de
nossos produtos?
d
?
Porque calcular a Pegada Hídrica?
‐ Ter conhecimento do volume total de água utilizada (virtual e real)
‐ Maiores possibilidades de escolha entre fornecedores mais conscientes
‐Identificar os “hotspots” da produção
‐ Aumento da eficiência nos esforços de economizar água
‐ Responsabilidade e Transparência entre empresa e consumidores
‐ Informação
I f
ã aos consumidores
id
para escolhas
lh mais
i conscientes
i t entre
t diferentes
dif
t
marcas
‐ Aumentar a responsabilidade empresarial com a redução do consumo de água
Agenda for the WWF/ACE Think Tank /
“Assessing the Water Impacts of Beverage Cartoons”
Wednesday 23th June, 2010 ‐
Wednesday 23th 2010 Brussels
Forest and Water Cycle Session: Brazilian Case Study
Source:
On linking forest and water footprint development
On linking forest and water footprint development
A short case study on the water/forest link in Brazil and how further water footprint methodology can be applied to inform
further water footprint methodology can be applied to inform more sustainable water/forest management
E M Mendiondo, 2010
CONTENTS
SUMMARY 2
1. INTRODUCTION 3
2. THE WATER‐FOREST LINK IN BRAZIL 3
3. WATER FOOTPRINT AND SUSTAINABLE WATER‐FOREST MANAGEMENT 7
4. WATER FOOTPRINT APPROACHES
10
5. EXAMPLES11
6 CHALLENGING ISSUES 13
6. CHALLENGING ISSUES
APPENDIX 1: WATER‐FOREST SYSTEM AS A “BIG‐LEAF” WITH “WATER‐CARBON‐FOOTPRINT” 16
APPENDIX 2: PRACTICAL IMPLICATIONS OF TRANSPIRATION PROCESS
19
Climate change: processes, characteristics and
characteristics and
threaths
National water footprint (m3/cap/yr)
National water footprint (m3/cap/yr)
3000
Domestic water consumption
Industrial goods
Agricultural goods
2000
3
Water footprin
nt (m /cap/yyr)
2500
1500
World average
g
1000
500
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
USA
Italy
Thailand
T
Nigeria
Russia
Mexico
Brazil
Indonesia
Pakistan
P
Japan
India
China
0
Long‐term scenarios (2000‐2100) of South American Gross Net Product (abscissae) and Sharing Community River Flows (per 1000 inhabitants)
(abscissae) and Sharing Community River Flows (per 1000 inhabitants)
year 2000
How does the Water Footprint help on risk management of How
does the Water Footprint help on risk management of
domestic consumption in order to achieve ‘leapfrogging” process of efficiency in using water resources at the long term?
2100
2100
2100
REDD
mechanisms
2100
: WF global ; reactive
: WF global + ecoservices
: WF local ; proactive
: WF local * * Mendiondo (2009)
EFFICIENCY AND LCA: Long‐term scenarios (2000‐2100) of South American Gross Net Product (abscissae) VERSUS the Ratio between Water Withdrawal and Strategic
Net Product (abscissae) VERSUS the Ratio between Water Withdrawal and Strategic River Flows
Global Orchestration
14
Year
2100
'Wate
er compro
omise' (%
%) =
Watter Withdrrawal / Q9
90
12
T h G d
TechnoGarden
Adapting Mosaic
10
Order from Strength
8
Year 2100
6
Year
2100
4
Year
2000
2
Year
2100
0
0
20000
40000
60000
80000
100000
GDP per capita (US$/inhab.)
* * Mendiondo (2009)
Brazilian Domestic Market Growth (consumer’s sectors)
“Every R$ 1 spent at Brazilian
at Brazilian domestic market represents 130 liters of water
liters of water footprint
2 trillion Euro/year
Revista Exame, Ed. 940, Ano 43, N.6, 8/4/2009, Brazilian water footprint scenarios Brazilian
water footprint scenarios
100% = reference in 2010
Relative freque
ency
0,2
0,1
Brazilian Water Footprint
0,0
0
500
1500
2000
2500
3000
Individual water footprint (m3/cap.year)
200
Prospec
ctive story
ylines
(100%
% = 2009W
WF)
1000
150
100
50
0
2010
individual water footprint*
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
Year
* Eng Ambiental USP Sao Carlos (2009)
2050
Water footprint and sustainable water‐forest management:
Assessment of deforestation vectors at tropical
Assessment of deforestation vectors at tropical
Feid & Lambin (LUCC Report Series, No. 4, 2001)
Water footprint approaches f
h
Simple green water footprint calculator:
(
(
)
)
( )
3
−1
−1
3
ETP
m
ha
year
m
water
wood
WF m 3 =
PRoductivi
ty
⋅
⋅ Paperweight (ton ) A 4 paper
3
−1
−1
(ton ) paper
FWY m ha year wood
( )
Neutral water footprint management practices related to complete water balance:
(Life Cycle Assessment – LCA)
*
}
ΔX = {
P + Supply + VWI
Dilution(Q, Sewage, Garbage) − ETR
− Sewage − Garbage
{ −Q
{+∑
1
2
3
1
444
424444
3
1
4
4
4
4
4
4
2
4
4
4
4
4
4
3
green
green
green
blue
blue
grey
grey
grey
Forest‐Water
Forest
Water Cycle Model:
Cycle Model:
water evapotranspiration, carbon fixation and water pumping
Summary relationships of weight rate of transpiration per unit area (ordinate) regarding: proportional to soil plant hydraulic gradient (upper abscissa) proportional to power per unit area
proportional to soil plant hydraulic gradient (upper abscissa), proportional to power per unit area (lower abscissa), and inversely proportional to relative humidity (intermediate abscissa). E
Examples
l
3
1
2
4
Table 1‐
Table
1 Averaged green water footprint
Averaged green water footprint of a of a
A4‐paper according to Brazilian forest stands at demonstrative pilot projects
B ili demonstrative
Brazilian
d
t ti forest
f
t
fforestt
wood
yield
green water
t
footprint of a A4paper [liter]
neutral
t l water
t footprint
f t i t
management practices
moderate
10
high
2 Amazon-savannah transition forest
rapid
35
moderate
d
3 Amazon rainforest
rapid
42
moderate
4 Subtropical ancient forest
low
83
very low
1 Caatinga, water scarcity forest
Subtropical ancient forest: Demonstrative Pilot Project
49º00'
21º45'
21
45
21º45'
48º00'
Baixo Jacaré-Guaçu
Médio Jacaré-Guaçu
Jacaré Guaçu
Rio Tietê/Rio Claro
22º00
47º45'
Baixo/Médio Jacaré-Pepira
Jacaré Pepira
Alto Jacaré-Guaçu
22º15
47º45'
Rio Bauru
Rio Tietê/Rio Lençóis
Rio Jaú
Alto Jacaré-Pepira
15 m3/s
22º30'
48º15'
Water Availability and Withdrawal (m3/s)
Water Availability and Withdrawal 0 m3/s
“O”: Water Availability
“D”: Water Withdrawal
2010
22º45'
49º00'
22º45'
48º30'
O
D
2025
O
D
2050
O
D
tempo
Subtropical ancient forest: Demonstrative Pilot Project
49º00'
21º45'
21
45
21º45'
48º00'
Baixo Jacaré-Guaçu
Médio Jacaré-Guaçu
Jacaré Guaçu
Rio Tietê/Rio Claro
22º00
47º45'
Baixo/Médio Jacaré-Pepira
Jacaré Pepira
Alto Jacaré-Guaçu
22º15
47º45'
Rio Bauru
Rio Jaú
Rio Tietê/Rio Lençóis
Alto Jacaré-Pepira
22º30'
48º15'
Virtual Water Flux Virtual
Water Flux
(from):
22º45'
49º00'
22º45'
48º30'
Farm & Forest
Industry
Non‐consuntive
** Mendiondo (2008)
Change (%) of water treament costs downstream by expected land use change in headwaters
land‐use change in headwaters
Brazilian pilot project
REDDplus mechanisms with REDDplus
mechanisms with
managed forests
Vectors of change and effects on beverage cartons sectors (Brazilian pilot project)
Effects in beverage cartons (% of sector product; 2010‐2040)
Vectors of
Change
Water Footprint
Water Footprint
Pollution Landfill
green water
blue water
Population Increase
grey water
Eutrophication Pollution
Water Supply Global Warming ‐100
‐50
0
50
Correspondence with Forest Footprint Disclosure (Annual Review 2009)
The water‐forest link in Brazil
•third largest block of remaining frontier forest in the world
thi d l
t bl k f
i i f ti f
t i th
ld
• 2.3 million Km2 (15‐17 % of world's remaining frontiers) •lost
lost over 570,000 Km
over 570,000 Km2 of its Amazonian forest
of its Amazonian forest
• deforestation rate (1994‐1995): 29,000 Km2/year,
•Amazonian forest loss (1995‐2005): 17,600 Km2/year •Vectors of deforestation: wood extraction depicts 20‐30%
•10‐fold increase in Amazon population (1960‐2000)
•28 million m3/year from Pará, Mato Grosso and Rondônia states
28 illi
3/
f
P á M t G
d R dô i t t
•20% supplies Sao Paulo and Rio
•80%
80% of wood extraction illegal (estimate)
of wood extraction illegal (estimate)
•29% of the Brazilian Amazon is designated as protected, •25% is privately owned and 46% is public land
•5% of timber volume in the Amazon is FSC certified
Th
The water‐forest link in Brazil (cont.)
t f
t li k i B il ( t )
•two major breadbaskets (Southern Brazil and Argentina) dependent •two
major breadbaskets (Southern Brazil and Argentina) dependent
on rain generated further north in the Amazon !
•Brazilian Forest Code (1965‐): Amazon landowners required to maintain 50‐80 % of their property in native forests. •Ownership survey is mandatory (2010; Cadastro Ambiental Rural). •all landowners acknowledge CAR as a crucial step
•all landowners acknowledge CAR as a crucial step. •Brazilian Government supports (i.e. €) standing forest services to indigenous people, as biodiversity niches or climate change regulators. •one of three cattle beefs is from deforested Amazon region
•every R$ 1 spent at domestic market equals 80 % of total Amazon green water footprint
green water footprint
•2010 is an election year; all first ranked candidates put sustainable forest policy as one structural item for next Brazilian administration; • € 10.000 million investment from Brazilian Government to cellulose & paper industry
Remarks
• how important forests are for water management
• how water footprint methodology understanding can
lead to better water/forest management.
•forest companies importing Brazilian timber for
processing it overseas
•to
to understand water footprint and work to reduce it.
• Brazilian context as emerging global economy with
domestic legal
g backgrounds
g
& constraints
•Brazilian forests as water consumers and water providers
•recommendations for better management
g
into water
footprint methods towardsility
• Could downsizing forest footprint and banking on
biodiversity become good business?
Examples SSubtropical ancient forest
b
i l
i
f
Weight (A4 paper): 80 g/m2 ; Source of paper: wood Annual evapotranspiration: 15000m3/ha/yr Forest wood yield: 10 m3 of wood /ha/yr Productivity of paper: 0.3 ton of paper / 1 m3 of wood Green water footprint of paper: 16,667 m3/ton of paper (= 16,667litres/kg) • 1 A4 paper = 0.005 kg • 1 A4 paper = 83 litres (green water footprint)
•
•
•
•
•
•
•
Processo SMA Nro. 7.352/2010 /
(DOE, 120 (244) ‐25
ANA, BB, FBB e WWF‐BRASIL INICIATIVE
AGRICULTURE & WATER
AGRICULTURE & WATER
Foster and stimulate socio environmental sustainability with y
a special focus on achieving a reduction of the water footprint of agriculture through the use of better agricultural and livestock‐raising practices.
INICIATIVE
Academy
y
Ri k
Risks
Mitigation
Companies
Sustainable Cities
Communication
Sustainable
Business
Government
Society
Agriculture
And Water
Banks
ONGs
Develop and
di
disseminate
i t b
better
tt
agriculture practices
and environmental
sustainability among
strategic regions and
commodities
Relationship among the axis
p
g
AXIS 4
Sustainable Business Business
AXIS 3
Risks Mitigation
AXIS 2
Communication and Awareness Raisingg
AXIS 1
Agriculture and Water/Sustainable cities
Pilot
il projects
j
i
in urban
b and
d rural areas
l
WAY FOR SUSTAINABLE AGRICULTURE
SCOPE
•
Increase in environmental conformity of the micro‐basins in question
•
Acquisition of knowledge of sustainable agricultural and livestock‐raising practices and their effective implementation by farmers;
•
Social network duly qualified, mobilised and engaged in fostering greater efficiency of water use in agriculture;
PROJECT IMPACTS
PROJECT IMPACTS
PROJECT IMPACTS
Enhanced value attributed to agricultural producers ;
Ready access to lines of credit created and adapted to the new forms of business
Micro‐basin management models implemented
8. SÍNTESE
Recursos Hídricos Sustentáveis na direção de
uma Visão Cidadã nas Bacias Hidrográficas:
“A
A visão sustentável da água começa ...
... com o planejamento físico
...
com o planejamento físico‐
territorial das bacias hidrográficas”
... com a gestão da bacia hidrográfica
g
“Rayra
y Y Sui”
‐Mamopé icó nde retama ?
‐Xe icó pará sui
‐Nde
Nde icó rayra pará y sui?
y sui?
‐Eem, xe icó rayra y sui.
“O filho das águas”
Onde é a tua terra ? é a tua terra ?
‐Onde
‐Eu sou do rio.
‐Tu és filho do rio?
‐Sim, sou filho das águas
Muito obrigado
Eduardo Mario Mendiondo
Escola de Engenharia de São Carlos
Universidade de São Paulo
Universidade de São Paulo
Av Trabalhador Sancarlense, 400
13566‐590 São Carlos, SP
Tel: (16) 3373 9571
[email protected]
e mario mendiondo@gmail com
[email protected]