Ejercicio de caso DS: ciclaje de nutrientes en sistemas ganaderos

1
Ejercicio de caso DS ciclaje de nutrientes en
sistemas ganaderos

• Charles Nicholson
• Department of Applied Economics and Management,
  Cornell University

2
El proceso de modelaje con DS

• Articular el problema
• Comportamiento del modo de referencia
• Formular una hipótesis dinámica
• Estructura reserva-flujo-retroalimentación para
  explicar el comportamiento
• Formular el modelo de simulación
• Probar el modelo de simulación
• Examinar políticas y prácticas alternativas

3
Este ejercicio estará enfocado en los primeros
dos pasos

• Articular el problema
• Comportamiento del modo de referencia
• Formular una hipótesis dinámica
• Una hipótesis preliminar sobre la estructura que
  causa el(los) comportamiento(s) observado(s)

4
Formular una hipótesis dinámica

• 2 etapas
• 1) Diagrama de ciclos causales (DCC)
• Como acabamos de ver
• 2) Estructura reserva-flujo-retroalimentación
  (SFD)
• Una práctica de estas dos técnicas de mapeo
  para explicar el comportamiento

5
El modo de referencia

• Conjunto de gráficas que demuestran la
  formulación del problema
• Podría incluir otros datos
• Definir variables de interés claves
• Definir un horizonte de planificación apropiado
• Relevante para comprender (los orígenes) del
  problema

6
Ejemplo la población de México
7
La hipótesis dinámica

• Estructura que explica el comportamiento
  observado
• El enfoque en factores endógenos, no externos
• En términos de una estructura de
  reserva-flujo-retroalimentación
• Una teoría de trabajosujeto a revisión
• Al aprender más sobre la situación de otras
  investigaciones, modelaje, u observación directa
• Puede haber muchas hipótesis para el mismo
  problema
• Perspectivas diferentes y modelos mentales

8
Estudio de caso en dinámica de nutrientes

• Leer el resumen del problema
• Desarrollar un diagrama del modo de referencia
• Desarrollar un diagrama de ciclos causales
• Diagrama de redondeles de retroalimentación

9
Área de estudio de Bertha Rueda
10
(No Transcript)
11
Modo de referencia

• Bosquejar el modo de referencia para la cantidad
  de nutriente genérico en la capa superior del
  suelo de la Amazonía Brasileña occidental
• Basado en las observaciones de Rueda (2003)
• Dibujar y nombrar los ejes con cuidado
• Justificar su elección de horizonte de
  planificación (tiempo)
• Bosquejar el modo de referencia para la Amazonía
  Brasileña oriental
• Cuáles son los comportamientos fundamentales?

12
Modo de referencia nutrientes en la capa
superior del suelo
13
Modo de referencia biomasa de pasto
14
Desarrollar un diagrama causal

• Cuál estructura de ciclos de retroalimentación
  puede generar el comportamiento observado?
• Usar eslabones de causa
• Nombrar los eslabones, ciclos y polaridades
• Indicar los retrasos relevantes

15
Desarrollar un diagrama causal
16
Ahora, repasar las reservas y flujos
17
Estudio de caso en dinámica de nutrientes

• Leer el resumen del problema
• Desarrollar un diagrama del modo de referencia
• Desarrollar un diagrama causal
• Desarrollar un diagrama reserva-flujo-retroaliment
  ación
• Identificar las reservas claves
• Identificar los flujos que afectan (cambian) las
  reservas

18
Estudio de caso en dinámica de nutrientes

• Leer el resumen del problema
• Desarrollar un diagrama del modo de referencia
• Desarrollar un diagrama reserva-flujo-retroaliment
  ación
• Discusión. Es el sistema sustentable?
• Cuáles son las intervenciones requieridas?
• Cuál es la información que se necesita?

19
Hipótesis dinámica

• Una estructura reserva-flujo que intenta explicar
  el modo de referencia
• Seis reservas claves
• Nutrientes en la capa superior del suelo
• Nutrientes en la biomasa en pie en los potreros
• Nutrientes en la biomasa de hojarasca
• Nutrientes en biomasa animal
• Nutrientes en estiércol en descomposición
• Nutrientes en el subsuelo

20
Hipótesis dinámica

• Reservas físicas asociadas
• Inventario animal
• Biomasa de pastura (en pie, descomposición)
• Estiércol en descomposición
• Suponer que no cambia la reserva del suelo

21
Hipótesis dinámica

• Flujos claves
• Consumo de nutrientes por plantas
• Descomposición de pasto a hojarasca
• Descomposición de hojarasca al suelo
• Ciclaje de nutrientes de la biomasa de pasto y
  hojarasca al suelo a través de la quema, con las
  pérdidas potenciales de nutrientes
• Consumo animal por pastoreo
• Excreción animal (la cuál podría ser concentrado
  por espacio)
• Descomposición de estiércol (y pérdidas debido a
  volatilización)
• Exportación de nutrientes por ventas de leche y
  carne

22
Modelo conceptual de reservas de nutrientes y
tasas de flujo con puntos claves de inter-vención
para el manejo de ciclaje de nutrientes
23
Cuál produce el modo de referencia?

• Para el modo de referencia, ingresos egresos
• Ingresos al suelo
• La descomposición de hojarasca y estiércol,
  cenizas
• Egresos del suelo
• Filtración, consumo por plantas

24
Cómo se sustentan los nutrientes en el suelo?

• Hay pérdidas de nutrientes en ambos ciclos
• Ciclo planta quema
• Ciclo animal ventas, volatilización
• De esta manera, debe existir otra fuente de
  nutrientes que llega al suelo
• Hipótesis bombeo de nutrientes del subsuelo
• Nutrientes del subsuelo son importantes para
  sostener el sistema

25
Intensificación

• Aumentar el comportamiento reproductivo y tamaño
  del hato con tiempo
• Ignorar otras ganancias potenciales de un
  pastoreo más intensivo
• Cuál sería el impacto en
• el contenido de nutrientes en la capa superior
  del suelo?
• la biomasa de pasto?
• el contenido de nutrientes en el subsuelo?

26
La intensificación conduce a?
lo observado
Predicción?
Deberíamos suponer el estatus quo?
27
Cuáles son los comportamientos del sistema?

• Simular resultados para 4 escenarios
• Reservas alta y baja en nutrientes iniciales en
  el subsuelo
• Esto es desconocido con base en los datos
  existentes
• Hipótesis para mantener el sistema actual
• Hacer el valor inferior la mitad del valor
  inicial
• Carga animal línea base y con incremento
• Aumentar el comportamiento reproductivo
• Duplicar la carga animal a través de 5 años
• Escenario evaluado por Rueda (2003)

28
Intensificación

• Aumenta el ciclaje de nutrientes a través del
  ciclo animal
• Aumentan las tasas de pastoreo, estiércol
• Disminuye el ciclaje de nutrientes a través del
  ciclo planta
• Disminuyen las tasas de descomposición de planta
  y hojarasca
• Incrementa la cosecha de productos de origen
  animal
• Cuál es el efecto en los nutrientes en la capa
  superior del suelo?
• Es desconocido sin simulación

29
Contenido de nutrientes en la capa superior del
suelo (simulado)
30
Biomasa de pasto (simulado)
31
Contenido de nutrientes en la capa superior del
suelo (simulado)
32
Conclusiones

• El conocimiento de las reservas iniciales de
  nutrientes y su dinámica es fundamental
• Para un manejo exitoso y resultados sustentables
• Es probable que el sistema de pastoreo en la
  Amazonía occidental sea insustentable a largo
  plazo
• Si se apoya con los nutrientes en el subsuelo
• La intensificación podría acelerar la caída del
  sistemaa menos que se tomen otras medidas