Medidas de Reduccioacuten de la Contaminacioacuten por Nitratos en el

Regadiacuteo de AragoacutenJavier Tapia y Joseacute Albiac

Resumen

Este trabajo presenta un modelo bioeconoacutemico dinaacutemico no lineal que representa actividades de produccioacuten agraria y la contaminacioacuten difusa asociada a dicha produccioacuten con el fin de analizar el ldquocoste-eficienciardquo de diferentes poliacuteticas de control de la contaminacioacuten difusa El objetivo que se persigue es minimizar el coste de la reduccioacuten de la contaminacioacuten difusa Para conseguir una estimacioacuten correcta de la carga de emisiones contaminantes el modelo incorpora la dinaacutemica del movimiento de nitroacutegeno en el suelo El escenario base simula las condiciones en ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten y los demaacutes escenarios simulan distintas alternativas de control de la contaminacioacuten Los resultados de estos escenarios sirven para clasificar el coste eficiencia de las medidas de control

Palabras clave regadiacuteo contaminacioacuten difusa modelo bioeconoacutemico dinaacutemica coste-eficiencia

Unidad de Economiacutea Agraria CITA-DGA Avenida Montantildeana 930 50059 Zaragoza Spain

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1 Introduccioacuten

El problema de la escasez y la calidad de los recursos hiacutedricos es una de las principales cuestiones medioambientales en Europadagger En relacioacuten a la cantidad de agua la captacioacuten de recursos hiacutedricos en Europa representa maacutes del 20 por cien de los recursos renovables de agua dulce y la presioacuten sobre la cantidad de agua es muy fuerte por las demandas del regadiacuteo y del turismo En el futuro se preveacute una mayor presioacuten sobre la cantidad de recursos hiacutedricos como consecuencia del incremento de captaciones y del cambio climaacutetico

Con respecto a la calidad del agua los problemas son consecuencia de la contaminacioacuten de los recursos hiacutedricos Las emisiones de nitratos de la agricultura parece que se han estabilizado en la uacuteltima deacutecada en la mayoriacutea de los riacuteos pero sigue habiendo problemas de eutrofizacioacuten y contaminacioacuten del agua potableDagger Ahora bien cerca del 20 por cien de las aguas superficiales en Europa siguen teniendo graves problemas de contaminacioacuten

La mayor parte de la carga de nitroacutegeno procede de fuentes difusas de la agricultura y la ganaderiacutea Esta carga que proviene de la contaminacioacuten difusa de las actividades agrarias no ha disminuido como la de origen puntual por lo que la importancia de esta contaminacioacuten es cada vez mayor Asiacute entre el 50 y el 90 por cien de la carga de nitroacutegeno de las aguas superficiales tiene su origen en las actividades agriacutecolas

Los problemas de contaminacioacuten de origen agrario se caracterizan por la incertidumbre de localizacioacuten de las fuentes de contaminacioacuten y por la imposibilidad o el coste muy elevado de la medicioacuten de las emisiones contaminantes de cada agricultor Esta cuestioacuten tiene importantes implicaciones para el disentildeo de las medidas de reduccioacuten de la contaminacioacuten ya que las medidas de

dagger Los otros problemas son el cambio climaacutetico la calidad del aire la biodiversidad y la calidad del suelo (EEA 2005)Dagger La eutrofizacioacuten consiste en un exceso de nutrientes en las aguas que provoca una caiacuteda en el contenido de oxiacutegeno del agua Esta falta de oxiacutegeno perjudica a la flora y fauna de los ecosistemas acuaacuteticos

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control de la contaminacioacuten puntual no sirven y deben aplicarse medidas mucho maacutes sofisticadas

La preocupacioacuten por los problemas de escasez y calidad del agua ha dado lugar a un extenso desarrollo de normas y recomendaciones encaminadas a paliar estos problemas Esta normativa se ha establecido en Europa a traveacutes de la Directiva Marco del Agua (2000) y las Directivas de Agua Potable (1998) de Prevencioacuten y Control Integrado de la Contaminacioacuten (1996) de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas (1991) de Nitratos (1991) de Sustancias Peligrosas (1976) y de Calidad del Agua de Bantildeo (1976) Esta legislacioacuten ha tenido unos resultados importantes en el caso de la contaminacioacuten puntual de origen urbano e industrial Sin embargo los problemas de contaminacioacuten difusa procedente de la agricultura se mantienen en especial la contaminacioacuten por nitratos y pesticidas y tambieacuten los problemas de escasez de agua en los paiacuteses mediterraacuteneos

La Directiva de Nitratos de 1991 teniacutea como objetivo reducir la contaminacioacuten de los acuiacuteferos causada por los nitratos de origen agriacutecola Esta Directiva imponiacutea a los estados miembros la obligacioacuten de identificar los acuiacuteferos afectados por este tipo de contaminacioacuten y designarlos ldquozonas vulnerablesrdquo Los paiacuteses debiacutean establecer programas de accioacuten en las zonas vulnerables que incluyeran controles sobre la aplicacioacuten de fertilizantes y elaborar coacutedigos de buenas praacutecticas en los que se detallara el laboreo de la tierra y el manejo de los cultivos con el fin de limitar la contaminacioacuten

La Directiva de Nitratos ha tenido una aplicacioacuten muy deficiente en la mayoriacutea de los paiacuteses comunitarios Estos paiacuteses solo han establecido con retraso y bajo la amenaza de penalizaciones los coacutedigos de buenas praacutecticas agrarias las zonas vulnerables los programas de accioacuten y las medidas de obligado cumplimiento

La Unioacuten Europea ha establecido un marco legislativo encaminado a la proteccioacuten de los recursos hiacutedricos mediante la Directiva 200060CE denominada Directiva Marco del Agua que ha

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entrado en vigor en Espantildea a finales de 2003 La Directiva establece un marco comunitario de actuacioacuten en la poliacutetica de recursos hiacutedricos cuyo objetivo es garantizar un suministro suficiente de agua superficial o subterraacutenea en buen estado que el suministro sea equilibrado y equitativo y contribuir a la reduccioacuten sustancial de la contaminacioacuten de las aguas

La Directiva establece que a finales de 2003 se teniacutean que haber identificado las demarcaciones y las autoridades de cuenca y a finales de 2004 se teniacutea que haber caracterizado las cuencas en cuanto a presiones impactos y anaacutelisis econoacutemico de las actividades en la cuenca Estaacute informacioacuten se utilizaraacute para elaborar antes de 2009 los planes de gestioacuten de cuenca y los programas de medidas Las poliacuteticas de precios se introducen en 2010 y los programas de medidas han de estar operativos en 2012 para alcanzar el cumplimiento de los objetivos medioambientales en 2015

La Directiva establece el principio de que los precios del agua deben aproximarse al coste completo de recuperacioacuten para lograr el uso eficiente del agua El coste completo de recuperacioacuten debe incluir los costes de captacioacuten distribucioacuten y tratamiento y tambieacuten los costes medioambientales de aprovisionamiento y utilizacioacuten del recurso asiacute como el valor del recurso La Directiva establece una combinacioacuten de restricciones de emisiones y estaacutendares de calidad con fechas liacutemite para que todas las aguas tengan una calidad apropiada (ldquobuen estado de las aguasrdquo) una gestioacuten del agua basada en cuencas y con participacioacuten activa de los usuarios y un precio del agua a los usuarios que se acerque al coste completo de recuperacioacuten

El aumento de los precios del agua hasta alcanzar el coste de recuperacioacuten es una medida muy interesante en los sectores industrial y urbano ya que la demanda industrial y urbana responden a los precios del agua y se consigue una mayor eficiencia en el uso del recurso Por el contrario la demanda de agua del

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regadiacuteo no responde a los precios del agua lo que cuestiona el coste completo de recuperacioacuten en el regadiacuteosect

Otros instrumentos importantes de la Directiva para reducir la contaminacioacuten difusa son los liacutemites a las emisiones contaminantes en el origen (en parcela) y los estaacutendares sobre la contaminacioacuten en el ambiente (en los cursos de agua)

2 Estado del Problema y Metodologiacutea

El estudio de la contaminacioacuten puntual no presenta excesivas dificultades desde el punto de vista teoacuterico ni tampoco de cara a implementar ciertas medidas de control Por el contrario el control de la contaminacioacuten difusa es mucho maacutes complejo Esta complejidad se deriva del coste prohibitivo que tiene la observacioacuten de las emisiones contaminantes en el origen y tambieacuten por la dificultad de conocer el proceso de transporte y destino de los contaminantes desde la parcela hasta los cursos de agua (Segerson 1993 Tomasi et al 1994) La consecuencia es que no pueden utilizarse los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual

El coste del control individual es tan elevado que impide en la praacutectica determinar el agente responsable de la contaminacioacuten y su volumen de emisiones En estas condiciones los agentes contaminantes (agricultores) tienen incentivos para adoptar un comportamiento estrateacutegico y ocultar la informacioacuten de la que disponen La tergiversacioacuten de la informacioacuten reporta beneficios al agricultor individual ya que permite conseguir una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten (Xepapadeas 1991 Horan et al 2002)

sect Establecer unos niveles miacutenimos de precio del agua en el regadiacuteo sirve para que los agricultores entiendan que el agua no es un bien gratuito Ahora bien lo que es discutible es la utilizacioacuten del precio del agua como mecanismo de asignacioacuten del recurso en el regadiacuteo En este sentido los estudios de Cornish y Perry (2003) y Bosworth el al (2002) presentan resultados de la literatura y de casos empiacutericos que demuestran la imposibilidad de utilizar los precios para asignar el agua de regadiacuteo tanto en paiacuteses desarrollados como en desarrollo Como alternativa a los precios del agua estos autores sentildealan que la introduccioacuten de mercados de agua es un mecanismo mucho maacutes razonable aunque difiacutecil de implementar

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La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias que degrada la calidad del agua y provoca dantildeos en los ecosistemas acuaacuteticos y en la salud humana Para limitar estos efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten Este trabajo examina la eficiencia de costes de las distintas medidas de reduccioacuten de la carga de emisiones de nitroacutegeno en el agua (Khanna et al 2000)

Las formas funcionales de la respuesta del rendimiento de los cultivos que se consideran en la literatura son la polinomial von Liebig y Mitscherlich-Baule (Frank et al 1990) La especificacioacuten Mitscherlich-Baule tiene la ventaja de que hay sustitucioacuten entre los inputs (como la polinomial) y de que se alcanza un umbral de rendimiento maacuteximo (como la von Liebig) Pero la especificacioacuten Mitscherlich-Baule suele presentar problemas de convergencia en la estimacioacuten por lo que en los estudios empiacutericos se utiliza normalmente la especificacioacuten polinomial

Los procesos de produccioacuten para cada cultivo se representan mediante funciones de produccioacuten y funciones de contaminacioacuten La funcioacuten de produccioacuten se define como q=f(a n s) donde q es el rendimiento del cultivo que depende de forma cuadraacutetica de los inputs agua de riego a abonado de nitroacutegeno n y stock de nitroacutegeno en el suelo s Anaacutelogamente la funcioacuten de contaminacioacuten de nitroacutegeno se define como e=g(a n s) donde el lixiviado de nitroacutegeno depende tambieacuten cuadraacuteticamente del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno y linealmente del stock de nitroacutegeno en el sueloq = f(a n s) = α0 + α1 a + α2 n + α3 s + α4 a2 + α5 n2 + α6 s2 e = g(a n s) = β0 + β1 a + β2 n + β3 s + β4 a2 + β5 n2

Estas funciones de produccioacuten y contaminacioacuten se han especificado para el cultivo de maiacutez en riego por inundacioacuten y en tipos de suelo AG0 (Chacilla) y AG1 (Planteros) y AG2 (Corraletes)

Estas combinaciones de suelo son las que definen los distintos tipos de agricultor que se utilizan en el anaacutelisis Los coeficientes del

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maiacutez en riego por inundacioacuten bajo suelos AG0 AG1 y AG2 se han tomado de Martiacutenez y Albiac (2006)

El marco analiacutetico utilizado en este estudio esta basado en los trabajos de Spraggon (2002 y 2004) Kampas y White (2004) y Cochard et al (2002 y 2005) El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la produccioacuten de los agricultores maacutes la cuantiacutea de los impuestos menos el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten que generan estas actividades de produccioacuten en la cuenca El beneficio privado del agricultor i es la funcioacuten Π(qi ei) que depende de la produccioacuten y de las emisiones contaminantes y el dantildeo medioambiental D(sumei) depende del total de emisiones contaminantes en la cuenca Por lo tanto el bienestar social viene dado por la expresioacuten

W(q sumei) = sum Π(qi(ai ni si) ei(ai ni si)) ndash D(sum ei(ai ni si))[1]

donde q es el vector de producciones qi de los agricultores y qi(ai ni si) y ei(ai ni si) son las funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten de cada agricultor i

En ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten los agricultores solo tienen en cuenta su beneficio privado e ignoran el dantildeo que causan al medioambiente Cada agricultor i maximiza su beneficio privado П(qi ei) = pqi qi(ai ni si) ndash pa ai ndash pn ni - ki donde pqi pa y pn son los precios del cultivo y de los inputs agua y nitroacutegeno y ki son otros costes de produccioacuten distintos del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno

Al introducir poliacuteticas de control de la contaminacioacuten el problema del regulador es minimizar los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten sumCi

e para alcanzar un umbral aceptable de contaminacioacuten en la cuenca Estos costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios de los agricultores sin medidas de regulacioacuten y con medidas de regulacioacuten

El beneficio privado es la cuasi-renta o remuneracioacuten por la gestioacuten tierra y otros activos fijos del productor Los precios de los inputs agua de riego y abonado de nitroacutegeno son pa=0015 eurom3 y pn=060 eurokg N-NO3

macr

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sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

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restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

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donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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1 Introduccioacuten

El problema de la escasez y la calidad de los recursos hiacutedricos es una de las principales cuestiones medioambientales en Europadagger En relacioacuten a la cantidad de agua la captacioacuten de recursos hiacutedricos en Europa representa maacutes del 20 por cien de los recursos renovables de agua dulce y la presioacuten sobre la cantidad de agua es muy fuerte por las demandas del regadiacuteo y del turismo En el futuro se preveacute una mayor presioacuten sobre la cantidad de recursos hiacutedricos como consecuencia del incremento de captaciones y del cambio climaacutetico

Con respecto a la calidad del agua los problemas son consecuencia de la contaminacioacuten de los recursos hiacutedricos Las emisiones de nitratos de la agricultura parece que se han estabilizado en la uacuteltima deacutecada en la mayoriacutea de los riacuteos pero sigue habiendo problemas de eutrofizacioacuten y contaminacioacuten del agua potableDagger Ahora bien cerca del 20 por cien de las aguas superficiales en Europa siguen teniendo graves problemas de contaminacioacuten

La mayor parte de la carga de nitroacutegeno procede de fuentes difusas de la agricultura y la ganaderiacutea Esta carga que proviene de la contaminacioacuten difusa de las actividades agrarias no ha disminuido como la de origen puntual por lo que la importancia de esta contaminacioacuten es cada vez mayor Asiacute entre el 50 y el 90 por cien de la carga de nitroacutegeno de las aguas superficiales tiene su origen en las actividades agriacutecolas

Los problemas de contaminacioacuten de origen agrario se caracterizan por la incertidumbre de localizacioacuten de las fuentes de contaminacioacuten y por la imposibilidad o el coste muy elevado de la medicioacuten de las emisiones contaminantes de cada agricultor Esta cuestioacuten tiene importantes implicaciones para el disentildeo de las medidas de reduccioacuten de la contaminacioacuten ya que las medidas de

dagger Los otros problemas son el cambio climaacutetico la calidad del aire la biodiversidad y la calidad del suelo (EEA 2005)Dagger La eutrofizacioacuten consiste en un exceso de nutrientes en las aguas que provoca una caiacuteda en el contenido de oxiacutegeno del agua Esta falta de oxiacutegeno perjudica a la flora y fauna de los ecosistemas acuaacuteticos

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control de la contaminacioacuten puntual no sirven y deben aplicarse medidas mucho maacutes sofisticadas

La preocupacioacuten por los problemas de escasez y calidad del agua ha dado lugar a un extenso desarrollo de normas y recomendaciones encaminadas a paliar estos problemas Esta normativa se ha establecido en Europa a traveacutes de la Directiva Marco del Agua (2000) y las Directivas de Agua Potable (1998) de Prevencioacuten y Control Integrado de la Contaminacioacuten (1996) de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas (1991) de Nitratos (1991) de Sustancias Peligrosas (1976) y de Calidad del Agua de Bantildeo (1976) Esta legislacioacuten ha tenido unos resultados importantes en el caso de la contaminacioacuten puntual de origen urbano e industrial Sin embargo los problemas de contaminacioacuten difusa procedente de la agricultura se mantienen en especial la contaminacioacuten por nitratos y pesticidas y tambieacuten los problemas de escasez de agua en los paiacuteses mediterraacuteneos

La Directiva de Nitratos de 1991 teniacutea como objetivo reducir la contaminacioacuten de los acuiacuteferos causada por los nitratos de origen agriacutecola Esta Directiva imponiacutea a los estados miembros la obligacioacuten de identificar los acuiacuteferos afectados por este tipo de contaminacioacuten y designarlos ldquozonas vulnerablesrdquo Los paiacuteses debiacutean establecer programas de accioacuten en las zonas vulnerables que incluyeran controles sobre la aplicacioacuten de fertilizantes y elaborar coacutedigos de buenas praacutecticas en los que se detallara el laboreo de la tierra y el manejo de los cultivos con el fin de limitar la contaminacioacuten

La Directiva de Nitratos ha tenido una aplicacioacuten muy deficiente en la mayoriacutea de los paiacuteses comunitarios Estos paiacuteses solo han establecido con retraso y bajo la amenaza de penalizaciones los coacutedigos de buenas praacutecticas agrarias las zonas vulnerables los programas de accioacuten y las medidas de obligado cumplimiento

La Unioacuten Europea ha establecido un marco legislativo encaminado a la proteccioacuten de los recursos hiacutedricos mediante la Directiva 200060CE denominada Directiva Marco del Agua que ha

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entrado en vigor en Espantildea a finales de 2003 La Directiva establece un marco comunitario de actuacioacuten en la poliacutetica de recursos hiacutedricos cuyo objetivo es garantizar un suministro suficiente de agua superficial o subterraacutenea en buen estado que el suministro sea equilibrado y equitativo y contribuir a la reduccioacuten sustancial de la contaminacioacuten de las aguas

La Directiva establece que a finales de 2003 se teniacutean que haber identificado las demarcaciones y las autoridades de cuenca y a finales de 2004 se teniacutea que haber caracterizado las cuencas en cuanto a presiones impactos y anaacutelisis econoacutemico de las actividades en la cuenca Estaacute informacioacuten se utilizaraacute para elaborar antes de 2009 los planes de gestioacuten de cuenca y los programas de medidas Las poliacuteticas de precios se introducen en 2010 y los programas de medidas han de estar operativos en 2012 para alcanzar el cumplimiento de los objetivos medioambientales en 2015

La Directiva establece el principio de que los precios del agua deben aproximarse al coste completo de recuperacioacuten para lograr el uso eficiente del agua El coste completo de recuperacioacuten debe incluir los costes de captacioacuten distribucioacuten y tratamiento y tambieacuten los costes medioambientales de aprovisionamiento y utilizacioacuten del recurso asiacute como el valor del recurso La Directiva establece una combinacioacuten de restricciones de emisiones y estaacutendares de calidad con fechas liacutemite para que todas las aguas tengan una calidad apropiada (ldquobuen estado de las aguasrdquo) una gestioacuten del agua basada en cuencas y con participacioacuten activa de los usuarios y un precio del agua a los usuarios que se acerque al coste completo de recuperacioacuten

El aumento de los precios del agua hasta alcanzar el coste de recuperacioacuten es una medida muy interesante en los sectores industrial y urbano ya que la demanda industrial y urbana responden a los precios del agua y se consigue una mayor eficiencia en el uso del recurso Por el contrario la demanda de agua del

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regadiacuteo no responde a los precios del agua lo que cuestiona el coste completo de recuperacioacuten en el regadiacuteosect

Otros instrumentos importantes de la Directiva para reducir la contaminacioacuten difusa son los liacutemites a las emisiones contaminantes en el origen (en parcela) y los estaacutendares sobre la contaminacioacuten en el ambiente (en los cursos de agua)

2 Estado del Problema y Metodologiacutea

El estudio de la contaminacioacuten puntual no presenta excesivas dificultades desde el punto de vista teoacuterico ni tampoco de cara a implementar ciertas medidas de control Por el contrario el control de la contaminacioacuten difusa es mucho maacutes complejo Esta complejidad se deriva del coste prohibitivo que tiene la observacioacuten de las emisiones contaminantes en el origen y tambieacuten por la dificultad de conocer el proceso de transporte y destino de los contaminantes desde la parcela hasta los cursos de agua (Segerson 1993 Tomasi et al 1994) La consecuencia es que no pueden utilizarse los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual

El coste del control individual es tan elevado que impide en la praacutectica determinar el agente responsable de la contaminacioacuten y su volumen de emisiones En estas condiciones los agentes contaminantes (agricultores) tienen incentivos para adoptar un comportamiento estrateacutegico y ocultar la informacioacuten de la que disponen La tergiversacioacuten de la informacioacuten reporta beneficios al agricultor individual ya que permite conseguir una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten (Xepapadeas 1991 Horan et al 2002)

sect Establecer unos niveles miacutenimos de precio del agua en el regadiacuteo sirve para que los agricultores entiendan que el agua no es un bien gratuito Ahora bien lo que es discutible es la utilizacioacuten del precio del agua como mecanismo de asignacioacuten del recurso en el regadiacuteo En este sentido los estudios de Cornish y Perry (2003) y Bosworth el al (2002) presentan resultados de la literatura y de casos empiacutericos que demuestran la imposibilidad de utilizar los precios para asignar el agua de regadiacuteo tanto en paiacuteses desarrollados como en desarrollo Como alternativa a los precios del agua estos autores sentildealan que la introduccioacuten de mercados de agua es un mecanismo mucho maacutes razonable aunque difiacutecil de implementar

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La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias que degrada la calidad del agua y provoca dantildeos en los ecosistemas acuaacuteticos y en la salud humana Para limitar estos efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten Este trabajo examina la eficiencia de costes de las distintas medidas de reduccioacuten de la carga de emisiones de nitroacutegeno en el agua (Khanna et al 2000)

Las formas funcionales de la respuesta del rendimiento de los cultivos que se consideran en la literatura son la polinomial von Liebig y Mitscherlich-Baule (Frank et al 1990) La especificacioacuten Mitscherlich-Baule tiene la ventaja de que hay sustitucioacuten entre los inputs (como la polinomial) y de que se alcanza un umbral de rendimiento maacuteximo (como la von Liebig) Pero la especificacioacuten Mitscherlich-Baule suele presentar problemas de convergencia en la estimacioacuten por lo que en los estudios empiacutericos se utiliza normalmente la especificacioacuten polinomial

Los procesos de produccioacuten para cada cultivo se representan mediante funciones de produccioacuten y funciones de contaminacioacuten La funcioacuten de produccioacuten se define como q=f(a n s) donde q es el rendimiento del cultivo que depende de forma cuadraacutetica de los inputs agua de riego a abonado de nitroacutegeno n y stock de nitroacutegeno en el suelo s Anaacutelogamente la funcioacuten de contaminacioacuten de nitroacutegeno se define como e=g(a n s) donde el lixiviado de nitroacutegeno depende tambieacuten cuadraacuteticamente del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno y linealmente del stock de nitroacutegeno en el sueloq = f(a n s) = α0 + α1 a + α2 n + α3 s + α4 a2 + α5 n2 + α6 s2 e = g(a n s) = β0 + β1 a + β2 n + β3 s + β4 a2 + β5 n2

Estas funciones de produccioacuten y contaminacioacuten se han especificado para el cultivo de maiacutez en riego por inundacioacuten y en tipos de suelo AG0 (Chacilla) y AG1 (Planteros) y AG2 (Corraletes)

Estas combinaciones de suelo son las que definen los distintos tipos de agricultor que se utilizan en el anaacutelisis Los coeficientes del

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maiacutez en riego por inundacioacuten bajo suelos AG0 AG1 y AG2 se han tomado de Martiacutenez y Albiac (2006)

El marco analiacutetico utilizado en este estudio esta basado en los trabajos de Spraggon (2002 y 2004) Kampas y White (2004) y Cochard et al (2002 y 2005) El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la produccioacuten de los agricultores maacutes la cuantiacutea de los impuestos menos el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten que generan estas actividades de produccioacuten en la cuenca El beneficio privado del agricultor i es la funcioacuten Π(qi ei) que depende de la produccioacuten y de las emisiones contaminantes y el dantildeo medioambiental D(sumei) depende del total de emisiones contaminantes en la cuenca Por lo tanto el bienestar social viene dado por la expresioacuten

W(q sumei) = sum Π(qi(ai ni si) ei(ai ni si)) ndash D(sum ei(ai ni si))[1]

donde q es el vector de producciones qi de los agricultores y qi(ai ni si) y ei(ai ni si) son las funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten de cada agricultor i

En ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten los agricultores solo tienen en cuenta su beneficio privado e ignoran el dantildeo que causan al medioambiente Cada agricultor i maximiza su beneficio privado П(qi ei) = pqi qi(ai ni si) ndash pa ai ndash pn ni - ki donde pqi pa y pn son los precios del cultivo y de los inputs agua y nitroacutegeno y ki son otros costes de produccioacuten distintos del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno

Al introducir poliacuteticas de control de la contaminacioacuten el problema del regulador es minimizar los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten sumCi

e para alcanzar un umbral aceptable de contaminacioacuten en la cuenca Estos costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios de los agricultores sin medidas de regulacioacuten y con medidas de regulacioacuten

El beneficio privado es la cuasi-renta o remuneracioacuten por la gestioacuten tierra y otros activos fijos del productor Los precios de los inputs agua de riego y abonado de nitroacutegeno son pa=0015 eurom3 y pn=060 eurokg N-NO3

macr

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sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

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restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

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donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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control de la contaminacioacuten puntual no sirven y deben aplicarse medidas mucho maacutes sofisticadas

La preocupacioacuten por los problemas de escasez y calidad del agua ha dado lugar a un extenso desarrollo de normas y recomendaciones encaminadas a paliar estos problemas Esta normativa se ha establecido en Europa a traveacutes de la Directiva Marco del Agua (2000) y las Directivas de Agua Potable (1998) de Prevencioacuten y Control Integrado de la Contaminacioacuten (1996) de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas (1991) de Nitratos (1991) de Sustancias Peligrosas (1976) y de Calidad del Agua de Bantildeo (1976) Esta legislacioacuten ha tenido unos resultados importantes en el caso de la contaminacioacuten puntual de origen urbano e industrial Sin embargo los problemas de contaminacioacuten difusa procedente de la agricultura se mantienen en especial la contaminacioacuten por nitratos y pesticidas y tambieacuten los problemas de escasez de agua en los paiacuteses mediterraacuteneos

La Directiva de Nitratos de 1991 teniacutea como objetivo reducir la contaminacioacuten de los acuiacuteferos causada por los nitratos de origen agriacutecola Esta Directiva imponiacutea a los estados miembros la obligacioacuten de identificar los acuiacuteferos afectados por este tipo de contaminacioacuten y designarlos ldquozonas vulnerablesrdquo Los paiacuteses debiacutean establecer programas de accioacuten en las zonas vulnerables que incluyeran controles sobre la aplicacioacuten de fertilizantes y elaborar coacutedigos de buenas praacutecticas en los que se detallara el laboreo de la tierra y el manejo de los cultivos con el fin de limitar la contaminacioacuten

La Directiva de Nitratos ha tenido una aplicacioacuten muy deficiente en la mayoriacutea de los paiacuteses comunitarios Estos paiacuteses solo han establecido con retraso y bajo la amenaza de penalizaciones los coacutedigos de buenas praacutecticas agrarias las zonas vulnerables los programas de accioacuten y las medidas de obligado cumplimiento

La Unioacuten Europea ha establecido un marco legislativo encaminado a la proteccioacuten de los recursos hiacutedricos mediante la Directiva 200060CE denominada Directiva Marco del Agua que ha

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entrado en vigor en Espantildea a finales de 2003 La Directiva establece un marco comunitario de actuacioacuten en la poliacutetica de recursos hiacutedricos cuyo objetivo es garantizar un suministro suficiente de agua superficial o subterraacutenea en buen estado que el suministro sea equilibrado y equitativo y contribuir a la reduccioacuten sustancial de la contaminacioacuten de las aguas

La Directiva establece que a finales de 2003 se teniacutean que haber identificado las demarcaciones y las autoridades de cuenca y a finales de 2004 se teniacutea que haber caracterizado las cuencas en cuanto a presiones impactos y anaacutelisis econoacutemico de las actividades en la cuenca Estaacute informacioacuten se utilizaraacute para elaborar antes de 2009 los planes de gestioacuten de cuenca y los programas de medidas Las poliacuteticas de precios se introducen en 2010 y los programas de medidas han de estar operativos en 2012 para alcanzar el cumplimiento de los objetivos medioambientales en 2015

La Directiva establece el principio de que los precios del agua deben aproximarse al coste completo de recuperacioacuten para lograr el uso eficiente del agua El coste completo de recuperacioacuten debe incluir los costes de captacioacuten distribucioacuten y tratamiento y tambieacuten los costes medioambientales de aprovisionamiento y utilizacioacuten del recurso asiacute como el valor del recurso La Directiva establece una combinacioacuten de restricciones de emisiones y estaacutendares de calidad con fechas liacutemite para que todas las aguas tengan una calidad apropiada (ldquobuen estado de las aguasrdquo) una gestioacuten del agua basada en cuencas y con participacioacuten activa de los usuarios y un precio del agua a los usuarios que se acerque al coste completo de recuperacioacuten

El aumento de los precios del agua hasta alcanzar el coste de recuperacioacuten es una medida muy interesante en los sectores industrial y urbano ya que la demanda industrial y urbana responden a los precios del agua y se consigue una mayor eficiencia en el uso del recurso Por el contrario la demanda de agua del

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regadiacuteo no responde a los precios del agua lo que cuestiona el coste completo de recuperacioacuten en el regadiacuteosect

Otros instrumentos importantes de la Directiva para reducir la contaminacioacuten difusa son los liacutemites a las emisiones contaminantes en el origen (en parcela) y los estaacutendares sobre la contaminacioacuten en el ambiente (en los cursos de agua)

2 Estado del Problema y Metodologiacutea

El estudio de la contaminacioacuten puntual no presenta excesivas dificultades desde el punto de vista teoacuterico ni tampoco de cara a implementar ciertas medidas de control Por el contrario el control de la contaminacioacuten difusa es mucho maacutes complejo Esta complejidad se deriva del coste prohibitivo que tiene la observacioacuten de las emisiones contaminantes en el origen y tambieacuten por la dificultad de conocer el proceso de transporte y destino de los contaminantes desde la parcela hasta los cursos de agua (Segerson 1993 Tomasi et al 1994) La consecuencia es que no pueden utilizarse los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual

El coste del control individual es tan elevado que impide en la praacutectica determinar el agente responsable de la contaminacioacuten y su volumen de emisiones En estas condiciones los agentes contaminantes (agricultores) tienen incentivos para adoptar un comportamiento estrateacutegico y ocultar la informacioacuten de la que disponen La tergiversacioacuten de la informacioacuten reporta beneficios al agricultor individual ya que permite conseguir una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten (Xepapadeas 1991 Horan et al 2002)

sect Establecer unos niveles miacutenimos de precio del agua en el regadiacuteo sirve para que los agricultores entiendan que el agua no es un bien gratuito Ahora bien lo que es discutible es la utilizacioacuten del precio del agua como mecanismo de asignacioacuten del recurso en el regadiacuteo En este sentido los estudios de Cornish y Perry (2003) y Bosworth el al (2002) presentan resultados de la literatura y de casos empiacutericos que demuestran la imposibilidad de utilizar los precios para asignar el agua de regadiacuteo tanto en paiacuteses desarrollados como en desarrollo Como alternativa a los precios del agua estos autores sentildealan que la introduccioacuten de mercados de agua es un mecanismo mucho maacutes razonable aunque difiacutecil de implementar

5

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias que degrada la calidad del agua y provoca dantildeos en los ecosistemas acuaacuteticos y en la salud humana Para limitar estos efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten Este trabajo examina la eficiencia de costes de las distintas medidas de reduccioacuten de la carga de emisiones de nitroacutegeno en el agua (Khanna et al 2000)

Las formas funcionales de la respuesta del rendimiento de los cultivos que se consideran en la literatura son la polinomial von Liebig y Mitscherlich-Baule (Frank et al 1990) La especificacioacuten Mitscherlich-Baule tiene la ventaja de que hay sustitucioacuten entre los inputs (como la polinomial) y de que se alcanza un umbral de rendimiento maacuteximo (como la von Liebig) Pero la especificacioacuten Mitscherlich-Baule suele presentar problemas de convergencia en la estimacioacuten por lo que en los estudios empiacutericos se utiliza normalmente la especificacioacuten polinomial

Los procesos de produccioacuten para cada cultivo se representan mediante funciones de produccioacuten y funciones de contaminacioacuten La funcioacuten de produccioacuten se define como q=f(a n s) donde q es el rendimiento del cultivo que depende de forma cuadraacutetica de los inputs agua de riego a abonado de nitroacutegeno n y stock de nitroacutegeno en el suelo s Anaacutelogamente la funcioacuten de contaminacioacuten de nitroacutegeno se define como e=g(a n s) donde el lixiviado de nitroacutegeno depende tambieacuten cuadraacuteticamente del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno y linealmente del stock de nitroacutegeno en el sueloq = f(a n s) = α0 + α1 a + α2 n + α3 s + α4 a2 + α5 n2 + α6 s2 e = g(a n s) = β0 + β1 a + β2 n + β3 s + β4 a2 + β5 n2

Estas funciones de produccioacuten y contaminacioacuten se han especificado para el cultivo de maiacutez en riego por inundacioacuten y en tipos de suelo AG0 (Chacilla) y AG1 (Planteros) y AG2 (Corraletes)

Estas combinaciones de suelo son las que definen los distintos tipos de agricultor que se utilizan en el anaacutelisis Los coeficientes del

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maiacutez en riego por inundacioacuten bajo suelos AG0 AG1 y AG2 se han tomado de Martiacutenez y Albiac (2006)

El marco analiacutetico utilizado en este estudio esta basado en los trabajos de Spraggon (2002 y 2004) Kampas y White (2004) y Cochard et al (2002 y 2005) El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la produccioacuten de los agricultores maacutes la cuantiacutea de los impuestos menos el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten que generan estas actividades de produccioacuten en la cuenca El beneficio privado del agricultor i es la funcioacuten Π(qi ei) que depende de la produccioacuten y de las emisiones contaminantes y el dantildeo medioambiental D(sumei) depende del total de emisiones contaminantes en la cuenca Por lo tanto el bienestar social viene dado por la expresioacuten

W(q sumei) = sum Π(qi(ai ni si) ei(ai ni si)) ndash D(sum ei(ai ni si))[1]

donde q es el vector de producciones qi de los agricultores y qi(ai ni si) y ei(ai ni si) son las funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten de cada agricultor i

En ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten los agricultores solo tienen en cuenta su beneficio privado e ignoran el dantildeo que causan al medioambiente Cada agricultor i maximiza su beneficio privado П(qi ei) = pqi qi(ai ni si) ndash pa ai ndash pn ni - ki donde pqi pa y pn son los precios del cultivo y de los inputs agua y nitroacutegeno y ki son otros costes de produccioacuten distintos del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno

Al introducir poliacuteticas de control de la contaminacioacuten el problema del regulador es minimizar los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten sumCi

e para alcanzar un umbral aceptable de contaminacioacuten en la cuenca Estos costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios de los agricultores sin medidas de regulacioacuten y con medidas de regulacioacuten

El beneficio privado es la cuasi-renta o remuneracioacuten por la gestioacuten tierra y otros activos fijos del productor Los precios de los inputs agua de riego y abonado de nitroacutegeno son pa=0015 eurom3 y pn=060 eurokg N-NO3

macr

7

sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

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restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

9

donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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entrado en vigor en Espantildea a finales de 2003 La Directiva establece un marco comunitario de actuacioacuten en la poliacutetica de recursos hiacutedricos cuyo objetivo es garantizar un suministro suficiente de agua superficial o subterraacutenea en buen estado que el suministro sea equilibrado y equitativo y contribuir a la reduccioacuten sustancial de la contaminacioacuten de las aguas

La Directiva establece que a finales de 2003 se teniacutean que haber identificado las demarcaciones y las autoridades de cuenca y a finales de 2004 se teniacutea que haber caracterizado las cuencas en cuanto a presiones impactos y anaacutelisis econoacutemico de las actividades en la cuenca Estaacute informacioacuten se utilizaraacute para elaborar antes de 2009 los planes de gestioacuten de cuenca y los programas de medidas Las poliacuteticas de precios se introducen en 2010 y los programas de medidas han de estar operativos en 2012 para alcanzar el cumplimiento de los objetivos medioambientales en 2015

La Directiva establece el principio de que los precios del agua deben aproximarse al coste completo de recuperacioacuten para lograr el uso eficiente del agua El coste completo de recuperacioacuten debe incluir los costes de captacioacuten distribucioacuten y tratamiento y tambieacuten los costes medioambientales de aprovisionamiento y utilizacioacuten del recurso asiacute como el valor del recurso La Directiva establece una combinacioacuten de restricciones de emisiones y estaacutendares de calidad con fechas liacutemite para que todas las aguas tengan una calidad apropiada (ldquobuen estado de las aguasrdquo) una gestioacuten del agua basada en cuencas y con participacioacuten activa de los usuarios y un precio del agua a los usuarios que se acerque al coste completo de recuperacioacuten

El aumento de los precios del agua hasta alcanzar el coste de recuperacioacuten es una medida muy interesante en los sectores industrial y urbano ya que la demanda industrial y urbana responden a los precios del agua y se consigue una mayor eficiencia en el uso del recurso Por el contrario la demanda de agua del

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regadiacuteo no responde a los precios del agua lo que cuestiona el coste completo de recuperacioacuten en el regadiacuteosect

Otros instrumentos importantes de la Directiva para reducir la contaminacioacuten difusa son los liacutemites a las emisiones contaminantes en el origen (en parcela) y los estaacutendares sobre la contaminacioacuten en el ambiente (en los cursos de agua)

2 Estado del Problema y Metodologiacutea

El estudio de la contaminacioacuten puntual no presenta excesivas dificultades desde el punto de vista teoacuterico ni tampoco de cara a implementar ciertas medidas de control Por el contrario el control de la contaminacioacuten difusa es mucho maacutes complejo Esta complejidad se deriva del coste prohibitivo que tiene la observacioacuten de las emisiones contaminantes en el origen y tambieacuten por la dificultad de conocer el proceso de transporte y destino de los contaminantes desde la parcela hasta los cursos de agua (Segerson 1993 Tomasi et al 1994) La consecuencia es que no pueden utilizarse los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual

El coste del control individual es tan elevado que impide en la praacutectica determinar el agente responsable de la contaminacioacuten y su volumen de emisiones En estas condiciones los agentes contaminantes (agricultores) tienen incentivos para adoptar un comportamiento estrateacutegico y ocultar la informacioacuten de la que disponen La tergiversacioacuten de la informacioacuten reporta beneficios al agricultor individual ya que permite conseguir una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten (Xepapadeas 1991 Horan et al 2002)

sect Establecer unos niveles miacutenimos de precio del agua en el regadiacuteo sirve para que los agricultores entiendan que el agua no es un bien gratuito Ahora bien lo que es discutible es la utilizacioacuten del precio del agua como mecanismo de asignacioacuten del recurso en el regadiacuteo En este sentido los estudios de Cornish y Perry (2003) y Bosworth el al (2002) presentan resultados de la literatura y de casos empiacutericos que demuestran la imposibilidad de utilizar los precios para asignar el agua de regadiacuteo tanto en paiacuteses desarrollados como en desarrollo Como alternativa a los precios del agua estos autores sentildealan que la introduccioacuten de mercados de agua es un mecanismo mucho maacutes razonable aunque difiacutecil de implementar

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La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias que degrada la calidad del agua y provoca dantildeos en los ecosistemas acuaacuteticos y en la salud humana Para limitar estos efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten Este trabajo examina la eficiencia de costes de las distintas medidas de reduccioacuten de la carga de emisiones de nitroacutegeno en el agua (Khanna et al 2000)

Las formas funcionales de la respuesta del rendimiento de los cultivos que se consideran en la literatura son la polinomial von Liebig y Mitscherlich-Baule (Frank et al 1990) La especificacioacuten Mitscherlich-Baule tiene la ventaja de que hay sustitucioacuten entre los inputs (como la polinomial) y de que se alcanza un umbral de rendimiento maacuteximo (como la von Liebig) Pero la especificacioacuten Mitscherlich-Baule suele presentar problemas de convergencia en la estimacioacuten por lo que en los estudios empiacutericos se utiliza normalmente la especificacioacuten polinomial

Los procesos de produccioacuten para cada cultivo se representan mediante funciones de produccioacuten y funciones de contaminacioacuten La funcioacuten de produccioacuten se define como q=f(a n s) donde q es el rendimiento del cultivo que depende de forma cuadraacutetica de los inputs agua de riego a abonado de nitroacutegeno n y stock de nitroacutegeno en el suelo s Anaacutelogamente la funcioacuten de contaminacioacuten de nitroacutegeno se define como e=g(a n s) donde el lixiviado de nitroacutegeno depende tambieacuten cuadraacuteticamente del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno y linealmente del stock de nitroacutegeno en el sueloq = f(a n s) = α0 + α1 a + α2 n + α3 s + α4 a2 + α5 n2 + α6 s2 e = g(a n s) = β0 + β1 a + β2 n + β3 s + β4 a2 + β5 n2

Estas funciones de produccioacuten y contaminacioacuten se han especificado para el cultivo de maiacutez en riego por inundacioacuten y en tipos de suelo AG0 (Chacilla) y AG1 (Planteros) y AG2 (Corraletes)

Estas combinaciones de suelo son las que definen los distintos tipos de agricultor que se utilizan en el anaacutelisis Los coeficientes del

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maiacutez en riego por inundacioacuten bajo suelos AG0 AG1 y AG2 se han tomado de Martiacutenez y Albiac (2006)

El marco analiacutetico utilizado en este estudio esta basado en los trabajos de Spraggon (2002 y 2004) Kampas y White (2004) y Cochard et al (2002 y 2005) El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la produccioacuten de los agricultores maacutes la cuantiacutea de los impuestos menos el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten que generan estas actividades de produccioacuten en la cuenca El beneficio privado del agricultor i es la funcioacuten Π(qi ei) que depende de la produccioacuten y de las emisiones contaminantes y el dantildeo medioambiental D(sumei) depende del total de emisiones contaminantes en la cuenca Por lo tanto el bienestar social viene dado por la expresioacuten

W(q sumei) = sum Π(qi(ai ni si) ei(ai ni si)) ndash D(sum ei(ai ni si))[1]

donde q es el vector de producciones qi de los agricultores y qi(ai ni si) y ei(ai ni si) son las funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten de cada agricultor i

En ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten los agricultores solo tienen en cuenta su beneficio privado e ignoran el dantildeo que causan al medioambiente Cada agricultor i maximiza su beneficio privado П(qi ei) = pqi qi(ai ni si) ndash pa ai ndash pn ni - ki donde pqi pa y pn son los precios del cultivo y de los inputs agua y nitroacutegeno y ki son otros costes de produccioacuten distintos del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno

Al introducir poliacuteticas de control de la contaminacioacuten el problema del regulador es minimizar los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten sumCi

e para alcanzar un umbral aceptable de contaminacioacuten en la cuenca Estos costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios de los agricultores sin medidas de regulacioacuten y con medidas de regulacioacuten

El beneficio privado es la cuasi-renta o remuneracioacuten por la gestioacuten tierra y otros activos fijos del productor Los precios de los inputs agua de riego y abonado de nitroacutegeno son pa=0015 eurom3 y pn=060 eurokg N-NO3

macr

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sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

8

restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

9

donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

10

3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

15

rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

20

(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

22

en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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regadiacuteo no responde a los precios del agua lo que cuestiona el coste completo de recuperacioacuten en el regadiacuteosect

Otros instrumentos importantes de la Directiva para reducir la contaminacioacuten difusa son los liacutemites a las emisiones contaminantes en el origen (en parcela) y los estaacutendares sobre la contaminacioacuten en el ambiente (en los cursos de agua)

2 Estado del Problema y Metodologiacutea

El estudio de la contaminacioacuten puntual no presenta excesivas dificultades desde el punto de vista teoacuterico ni tampoco de cara a implementar ciertas medidas de control Por el contrario el control de la contaminacioacuten difusa es mucho maacutes complejo Esta complejidad se deriva del coste prohibitivo que tiene la observacioacuten de las emisiones contaminantes en el origen y tambieacuten por la dificultad de conocer el proceso de transporte y destino de los contaminantes desde la parcela hasta los cursos de agua (Segerson 1993 Tomasi et al 1994) La consecuencia es que no pueden utilizarse los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual

El coste del control individual es tan elevado que impide en la praacutectica determinar el agente responsable de la contaminacioacuten y su volumen de emisiones En estas condiciones los agentes contaminantes (agricultores) tienen incentivos para adoptar un comportamiento estrateacutegico y ocultar la informacioacuten de la que disponen La tergiversacioacuten de la informacioacuten reporta beneficios al agricultor individual ya que permite conseguir una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten (Xepapadeas 1991 Horan et al 2002)

sect Establecer unos niveles miacutenimos de precio del agua en el regadiacuteo sirve para que los agricultores entiendan que el agua no es un bien gratuito Ahora bien lo que es discutible es la utilizacioacuten del precio del agua como mecanismo de asignacioacuten del recurso en el regadiacuteo En este sentido los estudios de Cornish y Perry (2003) y Bosworth el al (2002) presentan resultados de la literatura y de casos empiacutericos que demuestran la imposibilidad de utilizar los precios para asignar el agua de regadiacuteo tanto en paiacuteses desarrollados como en desarrollo Como alternativa a los precios del agua estos autores sentildealan que la introduccioacuten de mercados de agua es un mecanismo mucho maacutes razonable aunque difiacutecil de implementar

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La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias que degrada la calidad del agua y provoca dantildeos en los ecosistemas acuaacuteticos y en la salud humana Para limitar estos efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten Este trabajo examina la eficiencia de costes de las distintas medidas de reduccioacuten de la carga de emisiones de nitroacutegeno en el agua (Khanna et al 2000)

Las formas funcionales de la respuesta del rendimiento de los cultivos que se consideran en la literatura son la polinomial von Liebig y Mitscherlich-Baule (Frank et al 1990) La especificacioacuten Mitscherlich-Baule tiene la ventaja de que hay sustitucioacuten entre los inputs (como la polinomial) y de que se alcanza un umbral de rendimiento maacuteximo (como la von Liebig) Pero la especificacioacuten Mitscherlich-Baule suele presentar problemas de convergencia en la estimacioacuten por lo que en los estudios empiacutericos se utiliza normalmente la especificacioacuten polinomial

Los procesos de produccioacuten para cada cultivo se representan mediante funciones de produccioacuten y funciones de contaminacioacuten La funcioacuten de produccioacuten se define como q=f(a n s) donde q es el rendimiento del cultivo que depende de forma cuadraacutetica de los inputs agua de riego a abonado de nitroacutegeno n y stock de nitroacutegeno en el suelo s Anaacutelogamente la funcioacuten de contaminacioacuten de nitroacutegeno se define como e=g(a n s) donde el lixiviado de nitroacutegeno depende tambieacuten cuadraacuteticamente del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno y linealmente del stock de nitroacutegeno en el sueloq = f(a n s) = α0 + α1 a + α2 n + α3 s + α4 a2 + α5 n2 + α6 s2 e = g(a n s) = β0 + β1 a + β2 n + β3 s + β4 a2 + β5 n2

Estas funciones de produccioacuten y contaminacioacuten se han especificado para el cultivo de maiacutez en riego por inundacioacuten y en tipos de suelo AG0 (Chacilla) y AG1 (Planteros) y AG2 (Corraletes)

Estas combinaciones de suelo son las que definen los distintos tipos de agricultor que se utilizan en el anaacutelisis Los coeficientes del

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maiacutez en riego por inundacioacuten bajo suelos AG0 AG1 y AG2 se han tomado de Martiacutenez y Albiac (2006)

El marco analiacutetico utilizado en este estudio esta basado en los trabajos de Spraggon (2002 y 2004) Kampas y White (2004) y Cochard et al (2002 y 2005) El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la produccioacuten de los agricultores maacutes la cuantiacutea de los impuestos menos el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten que generan estas actividades de produccioacuten en la cuenca El beneficio privado del agricultor i es la funcioacuten Π(qi ei) que depende de la produccioacuten y de las emisiones contaminantes y el dantildeo medioambiental D(sumei) depende del total de emisiones contaminantes en la cuenca Por lo tanto el bienestar social viene dado por la expresioacuten

W(q sumei) = sum Π(qi(ai ni si) ei(ai ni si)) ndash D(sum ei(ai ni si))[1]

donde q es el vector de producciones qi de los agricultores y qi(ai ni si) y ei(ai ni si) son las funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten de cada agricultor i

En ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten los agricultores solo tienen en cuenta su beneficio privado e ignoran el dantildeo que causan al medioambiente Cada agricultor i maximiza su beneficio privado П(qi ei) = pqi qi(ai ni si) ndash pa ai ndash pn ni - ki donde pqi pa y pn son los precios del cultivo y de los inputs agua y nitroacutegeno y ki son otros costes de produccioacuten distintos del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno

Al introducir poliacuteticas de control de la contaminacioacuten el problema del regulador es minimizar los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten sumCi

e para alcanzar un umbral aceptable de contaminacioacuten en la cuenca Estos costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios de los agricultores sin medidas de regulacioacuten y con medidas de regulacioacuten

El beneficio privado es la cuasi-renta o remuneracioacuten por la gestioacuten tierra y otros activos fijos del productor Los precios de los inputs agua de riego y abonado de nitroacutegeno son pa=0015 eurom3 y pn=060 eurokg N-NO3

macr

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sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

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restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

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donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

27

voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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30

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias que degrada la calidad del agua y provoca dantildeos en los ecosistemas acuaacuteticos y en la salud humana Para limitar estos efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten Este trabajo examina la eficiencia de costes de las distintas medidas de reduccioacuten de la carga de emisiones de nitroacutegeno en el agua (Khanna et al 2000)

Las formas funcionales de la respuesta del rendimiento de los cultivos que se consideran en la literatura son la polinomial von Liebig y Mitscherlich-Baule (Frank et al 1990) La especificacioacuten Mitscherlich-Baule tiene la ventaja de que hay sustitucioacuten entre los inputs (como la polinomial) y de que se alcanza un umbral de rendimiento maacuteximo (como la von Liebig) Pero la especificacioacuten Mitscherlich-Baule suele presentar problemas de convergencia en la estimacioacuten por lo que en los estudios empiacutericos se utiliza normalmente la especificacioacuten polinomial

Los procesos de produccioacuten para cada cultivo se representan mediante funciones de produccioacuten y funciones de contaminacioacuten La funcioacuten de produccioacuten se define como q=f(a n s) donde q es el rendimiento del cultivo que depende de forma cuadraacutetica de los inputs agua de riego a abonado de nitroacutegeno n y stock de nitroacutegeno en el suelo s Anaacutelogamente la funcioacuten de contaminacioacuten de nitroacutegeno se define como e=g(a n s) donde el lixiviado de nitroacutegeno depende tambieacuten cuadraacuteticamente del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno y linealmente del stock de nitroacutegeno en el sueloq = f(a n s) = α0 + α1 a + α2 n + α3 s + α4 a2 + α5 n2 + α6 s2 e = g(a n s) = β0 + β1 a + β2 n + β3 s + β4 a2 + β5 n2

Estas funciones de produccioacuten y contaminacioacuten se han especificado para el cultivo de maiacutez en riego por inundacioacuten y en tipos de suelo AG0 (Chacilla) y AG1 (Planteros) y AG2 (Corraletes)

Estas combinaciones de suelo son las que definen los distintos tipos de agricultor que se utilizan en el anaacutelisis Los coeficientes del

6

maiacutez en riego por inundacioacuten bajo suelos AG0 AG1 y AG2 se han tomado de Martiacutenez y Albiac (2006)

El marco analiacutetico utilizado en este estudio esta basado en los trabajos de Spraggon (2002 y 2004) Kampas y White (2004) y Cochard et al (2002 y 2005) El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la produccioacuten de los agricultores maacutes la cuantiacutea de los impuestos menos el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten que generan estas actividades de produccioacuten en la cuenca El beneficio privado del agricultor i es la funcioacuten Π(qi ei) que depende de la produccioacuten y de las emisiones contaminantes y el dantildeo medioambiental D(sumei) depende del total de emisiones contaminantes en la cuenca Por lo tanto el bienestar social viene dado por la expresioacuten

W(q sumei) = sum Π(qi(ai ni si) ei(ai ni si)) ndash D(sum ei(ai ni si))[1]

donde q es el vector de producciones qi de los agricultores y qi(ai ni si) y ei(ai ni si) son las funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten de cada agricultor i

En ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten los agricultores solo tienen en cuenta su beneficio privado e ignoran el dantildeo que causan al medioambiente Cada agricultor i maximiza su beneficio privado П(qi ei) = pqi qi(ai ni si) ndash pa ai ndash pn ni - ki donde pqi pa y pn son los precios del cultivo y de los inputs agua y nitroacutegeno y ki son otros costes de produccioacuten distintos del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno

Al introducir poliacuteticas de control de la contaminacioacuten el problema del regulador es minimizar los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten sumCi

e para alcanzar un umbral aceptable de contaminacioacuten en la cuenca Estos costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios de los agricultores sin medidas de regulacioacuten y con medidas de regulacioacuten

El beneficio privado es la cuasi-renta o remuneracioacuten por la gestioacuten tierra y otros activos fijos del productor Los precios de los inputs agua de riego y abonado de nitroacutegeno son pa=0015 eurom3 y pn=060 eurokg N-NO3

macr

7

sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

8

restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

9

donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

10

3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

15

rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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maiacutez en riego por inundacioacuten bajo suelos AG0 AG1 y AG2 se han tomado de Martiacutenez y Albiac (2006)

El marco analiacutetico utilizado en este estudio esta basado en los trabajos de Spraggon (2002 y 2004) Kampas y White (2004) y Cochard et al (2002 y 2005) El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la produccioacuten de los agricultores maacutes la cuantiacutea de los impuestos menos el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten que generan estas actividades de produccioacuten en la cuenca El beneficio privado del agricultor i es la funcioacuten Π(qi ei) que depende de la produccioacuten y de las emisiones contaminantes y el dantildeo medioambiental D(sumei) depende del total de emisiones contaminantes en la cuenca Por lo tanto el bienestar social viene dado por la expresioacuten

W(q sumei) = sum Π(qi(ai ni si) ei(ai ni si)) ndash D(sum ei(ai ni si))[1]

donde q es el vector de producciones qi de los agricultores y qi(ai ni si) y ei(ai ni si) son las funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten de cada agricultor i

En ausencia de medidas de control de la contaminacioacuten los agricultores solo tienen en cuenta su beneficio privado e ignoran el dantildeo que causan al medioambiente Cada agricultor i maximiza su beneficio privado П(qi ei) = pqi qi(ai ni si) ndash pa ai ndash pn ni - ki donde pqi pa y pn son los precios del cultivo y de los inputs agua y nitroacutegeno y ki son otros costes de produccioacuten distintos del agua de riego y el abonado de nitroacutegeno

Al introducir poliacuteticas de control de la contaminacioacuten el problema del regulador es minimizar los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten sumCi

e para alcanzar un umbral aceptable de contaminacioacuten en la cuenca Estos costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios de los agricultores sin medidas de regulacioacuten y con medidas de regulacioacuten

El beneficio privado es la cuasi-renta o remuneracioacuten por la gestioacuten tierra y otros activos fijos del productor Los precios de los inputs agua de riego y abonado de nitroacutegeno son pa=0015 eurom3 y pn=060 eurokg N-NO3

macr

7

sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

8

restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

9

donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

10

3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

15

rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

20

(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

22

en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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sumCie = sum П(qi ei) - sum Пe(qi ēi)[2]

donde П(qi ei) es el beneficio no restringido del agricultor i en funcioacuten de la produccioacuten qi y las emisiones ei y Пe(qi ēi) es el beneficio restringido del agricultor i con una restriccioacuten de emisiones ēi

Los beneficios restringidos a nivel de cuenca son la solucioacuten del problema

sum Пe(qi ēi) = max q e sum П(qi ei) sumēi le Ē[3]

donde Ē es el umbral de contaminacioacuten en cuenca que fija la agencia de regulacioacuten

La agencia reguladora puede disentildear un sistema de control basado en el impuesto-subvencioacuten y la penalizacioacuten-bonificacioacuten de grupo definidos por Segerson (1988)

ti(sumēi ndash Ē) + Fi si sumēi gt Ē[4]

si(sumēi ndash Ē) ndash Gi si sumēi le Ē[5]

de forma que cuando se sobrepasa el umbral de contaminacioacuten Ē cada agricultor paga el impuesto ti(sumēi ndash Ē) o la penalizacioacuten de grupo Fi Cuando la carga total de emisiones no supera el umbral cada agricultor recibe la subvencioacuten si(sumēi ndash Ē) o la bonificacioacuten de grupo Gi

La agencia de regulacioacuten tambieacuten puede implementar un mercado de permisos de emisioacuten asignando un total de permisos Ē y estableciendo una penalizacioacuten de grupo de Segerson La penalizacioacuten de grupo Fi muy elevada garantiza el funcionamiento del sistema de permisos de manera que no se supere el umbral de emisiones (sumēi gt Ē)

Otras opciones son establecer un impuesto a cada agricultor sobre sus emisiones individuales ei La tasa de este impuesto de emisiones puede ser uniforme tu e igual al precio sombra de la

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restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

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donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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Martiacutenez Y S Uku y J Albiac 2002 El control de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Economiacutea Agraria y Recursos Naturales 2115-131

Martiacutenez Y y J Albiac 2003 Poliacuteticas ambientales para el control de la contaminacioacuten difusa en el regadiacuteo Geographicalia 44103-121

Martiacutenez Y y J Albiac 2004 Agricultural pollution control under Spanish and European environmental policies Water Resource Research 40 W10501 doi1010292004WR003102

Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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restriccioacuten de emisiones en la ecuacioacuten [3] o bien las tasas de este impuesto de emisiones pueden ser diferenciadas ti

e seguacuten el umbral de emisiones individuales ēi de forma que se cumpla sumēi gt Ē Las tasas de emisioacuten diferenciadas corresponden a los precios sombra del problema de optimizacioacuten

max q e П(qi ei) ei le ēi [6]

Las medidas de control de tipo diferenciado tienen una mayor eficiencia de costes que las medidas uniformes y la ganancia de eficiencia de costes depende de las funciones de beneficios y de costes de control (Mapp 1994 Wu y Segerson 1995 Kolstad 2000 Wu 2000)

Los instrumentos de control de la contaminacioacuten en el ambiente (ei) tambieacuten pueden estar basados en los inputs contaminantes abonado de nitroacutegeno (ni) y agua de riego (ai) (Shortle et al 1998) Las medidas de la agencia reguladora sobre los inputs contaminantes pueden consistir en impuestos o liacutemites sobre el uso de inputs En este caso los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten son la diferencia entre los beneficios no restringidos de los agricultores y los beneficios restringidos en la cantidad de inputs contaminantes

La funcioacuten de beneficios no restringidos П(qi ei) es igual a П(qi pqi pn pa) ya que la contaminacioacuten es funcioacuten de los inputs contaminantes ei(ai ni) que a su vez son funcioacuten de los precios pqi pn

pa Por otra parte la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) depende de la cantidad fijada de inputs contaminantes

Los costes de reduccioacuten de la contaminacioacuten a nivel de cuenca con instrumentos basados en los inputs contaminantes vienen dados por

sumCina = sum П(qi pqi pn pa) - sum Пna(qi āi i)[7]

9

donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

20

(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

21

significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

22

en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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donde la funcioacuten de beneficios restringidos Пna(qi āi i) del agricultor i que utiliza los inputs restringidos i y āi es la solucioacuten del problema de optimizacioacuten

sum Пna(qi āi i) = max q sum П(qi pqi pn pa) sum i le sumāi le Ā[8]

y donde el liacutemite de los inputs restringidos Ā estaacute en concordancia con la expresioacuten sumēi(āi i) le Ē La agencia reguladora puede establecer una tasas impositivas tn y ta sobre los inputs nitroacutegeno y agua que sean iguales al precio sombra de las restricciones de nitroacutegeno y agua en al ecuacioacuten [8]

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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3 Resultados

Las siguientes medidas de control de la contaminacioacuten por nitratos se analizan en un marco dinaacutemico i) impuesto sobre el abonado de nitroacutegeno y liacutemites sobre abonado y agua de riego impuesto sobre emisiones el impuesto-subvencioacuten de Segerson sobre las emisiones y mercados de permisos de emisioacuten

El beneficio privado de los agricultores sum Π(qi ei) viene dado por la expresioacuten sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) en teacuterminos de los inputs agua y nitroacutegeno y el bienestar social es igual al beneficio privado de la produccioacuten menos el dantildeo de la contaminacioacuten en el ambiente

sum Π(qi ei) ndash D(sum ei) = sum(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - λ(sumei)[9]

donde el dantildeo se especifica como una funcioacuten lineal de la carga total de emisionesdaggerdagger La maximizacioacuten de la ecuacioacuten de bienestar social [9] genera el oacuteptimo social y el correspondiente nivel oacuteptimo de contaminacioacuten Ē

El beneficio del agricultor i con un impuesto-subvencioacuten de Segerson viene dado por la expresioacuten

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - ti(sumēi ndash Ē)[10]

donde ti(sumēi ndash Ē) es un impuesto o subvencioacuten seguacuten se supere o no el umbral de emisiones Ē y como caso particular se introduce una tasa uacutenica (ti=t) Las tasas ti se obtienen de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [6] y la tasa uacutenica t de la maximizacioacuten de la ecuacioacuten [3]

En el caso de un impuesto sobre emisiones individuales tiēi el beneficio del agricultor i viene dado por

(pqi qi ndash pa ai ndash pn ni - ki) - tiēi [11]

y se considera asimismo una tasa uacutenica (ti=t) Como en el impuesto de Segerson los valores de las tasas ti y t se obtienen de la maximizacioacuten de las ecuaciones [6] y [3]daggerdagger El dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten es λ(sumei) con un coste unitario de emisiones λ igual a 13 eurokg N-NO3

macr (Martiacutenez y Albiac 2004)

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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El mercado de permisos de emisioacuten se examina estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē y asignando cuotas de emisioacuten individuales en proporcioacuten a las emisiones individuales en ausencia de medidas de controlDaggerDagger

Finalmente se examina un impuesto y un liacutemite sobre el input contaminante nitroacutegeno La tasa impositiva tn del impuesto es igual al precio sombra de la restriccioacuten de nitroacutegeno en la ecuacioacuten [8] y los liacutemite de nitroacutegeno i para cada agricultor corresponden al uso de nitroacutegeno que se obtiene en la ecuacioacuten [8]

El anaacutelisis se realiza mediante un modelo dinaacutemico que incorpora la ecuacioacuten de movimiento de nitroacutegeno en el suelo con un horizonte temporal de 50 antildeos La ecuacioacuten de movimiento determina la evolucioacuten del stock de nitroacutegeno en el suelo a partir de las entradas de nitroacutegeno por abonado y las salidas de nitroacutegeno por extraccioacuten de los cultivos lixiviado de nitroacutegeno y volatilizacioacuten

El bienestar social en cada periodo es la suma del beneficio privado del agricultor Π(qit eit) y el dantildeo medioambiental de la contaminacioacuten (sum i eit) El problema de control oacuteptimo consiste en maximizar el bienestar social a lo largo del horizonte temporal (t=150)

sum t [1(1+r)t]sum i Π(qit[(nit ait sit) eit(nit ait sit)] ndash λ [sum i eit(nit

ait sit)] [12] sujeto a si t+1 = sit + nit - eit - uit ndash vit

que es la ecuacioacuten de movimiento del stock de nitroacutegeno en el suelo donde sit es el stock de nitroacutegeno uit es la extraccioacuten de nitroacutegeno por los cultivos y vit es la volatilizacioacutensectsect

DaggerDagger La proporcioacuten entre emisiones totales en el oacuteptimo social y emisiones totales en ausencia de medidas viene dada por Ē=μEsm Este coeficiente se utiliza para asignar las cuotas de emisioacuten para cada agricultor a partir de las emisiones individuales en ausencia de medidas ei

c=μeism

sectsect La extraccioacuten y volatilizacioacuten son una proporcioacuten del rendimiento (uit=γqit) y la fertilizacioacuten (vit=δnit) respectivamente El tipo de descuento r se ha fijado en 003

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

15

rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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En ausencia de medidas de control los agricultores maximizan el valor actual de sus beneficios privados Π(qit eit) a lo largo del horizonte temporal La agencia de regulacioacuten puede introducir un mercado de permisos de emisioacuten estableciendo el umbral de contaminacioacuten Ē=Ēt y asignando a cada agricultor cuotas de emisioacuten proporcionales a sus emisiones en ausencia de medidas de control

31 Medidas para cada agricultor individual

La primera aplicacioacuten del modelo se realizaraacute de manera individual para cada agricultor Se dispone de tres agricultores cultivando maiacutez en distintos suelos (Chacilla Planteros y Corralotes) mediante riego por inundacioacuten Esta desagregacioacuten en diferentes tipos de suelos corresponde a los distintos tipos de suelos en regadiacuteo donde se cultiva el maiacutez diferenciando estos por su productividad retencioacuten de agua y contaminacioacuten al medio Esta clasificacioacuten responde a la necesidad de tener en cuenta la heterogeneidad de las respuestas sobre las mismas acciones (Horan and Shortle 2002 Cornish y Perry 2003)

Cuadro 1 Resultados del maiacutez en Chacilla con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo

(kgha)Emisiones

(kgha)Escenario base 1369 1465 163 6487 3144 2882 783Impuesto emisiones

123 eurokg 1378 1378 162 6279 2972 2589 639

Impuesto inputs

Agua 0026 eurom3

1377 1186 162 6277 2972 2589 639Nitro 014 eurokg

Limite emisiones 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Limite inputs 1378 1456 162 6279 2972 2589 639Impuestosubvencioacuten 1378 1456 162 6279 2972 2589 639

En el anterior cuadro se representan los principales resultados para el modelo dinaacutemico del comportamiento del agente que cultiva maiacutez en AG0 (Chacilla) con riego por superficie De los resultados

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

20

(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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presentados se pueden extraer algunas conclusiones generales que se pasan a exponer

Se aprecia que el rendimiento del cultivo desciende miacutenimamente en todas las poliacuteticas llevadas a cabo por un uso menos intensivo de los inputs agua regada y nitroacutegeno abonado respecto a la situacioacuten actual o base

En la simulacioacuten de un impuesto sobre las emisiones el oacuteptimo es alcanzado mediante la imposicioacuten de un impuesto que a pesar de no afectar al bienestar social si que minora el beneficio privado del agricultor por lo que si se desea mantener el poder adquisitivo de este la administracioacuten deberaacute compensarle mediante subvenciones por la cuantiacutea recogida mediante el impuesto de forma tal que no altere el equilibrio alcanzado

En los resultados para esta simulacioacuten del impuesto sobre las emisiones situacioacuten oacuteptima se consigue el mayor bienestar a costa de reducir el beneficio privado del agricultor en un 6 (la mayor parte por los impuestos) situando el uso de inputs agua y abonado en 6279 m3ha y 2972 kgha respectivamente y las emisiones de nitratos al medio ambiente (639 kgha) en el oacuteptimo

Las poliacuteticas de liacutemites sobre emisiones e inputs asiacute como el sistema mixto de impuestosubvencioacuten de Segerson arrojan los mismos resultados situando la contaminacioacuten y uso de inputs en el oacuteptimo Al no existir penalizaciones econoacutemicas el agricultor en estas simulaciones la reduccioacuten en la renta del agricultor es miacutenima desprendida uacutenicamente de la reduccioacuten en el uso de inputs y por tanto del rendimiento En las tres situaciones el bienestar aumenta hasta situarse en el oacuteptimo

Cuadro 2 Resultados para el maiacutez en Planteros con riego por superficie

En el sistema mixto de impuestosubvencioacuten la cantidad de emisiones al medio se situacutea en el oacuteptimo deseado por lo que no existe subvencioacuten por menor contaminacioacuten ni impuesto por mayor contaminacioacuten con respecto al oacuteptimoEn el liacutemite sobre las emisiones o sobre inputs la solucioacuten oacuteptima se alcanza mediante cotas viacutea cantidades sin sobrepasarla por lo que tampoco existe ninguacuten tipo de penalizacioacuten ni gratificacioacutenPor ello en las tres simulaciones anteriores el beneficio privado del agricultor se obtiene iacutentegramente por su actividad agriacutecola sin intervenciones econoacutemicas positivas o negativas por parte del estado

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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Bienestar

(euroha)Renta neta

(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)Agua de riego

(m3ha)

Abonado nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones

(kgha)Escenario base 835 1022 129 6633 3415 1718 1525Impuesto emisiones

123 eurokg 886 886 121 6510 2477 835 726

Impuesto inputs

Agua 001 eurom3

884 739 121 6497 2477 838 726Nitro 095 eurokg

Limite emisiones 886 975 121 6510 2477 835 726Limite inputs 886 975 121 6510 2477 835 726Impuestosubvencioacuten 886 975 121 6510 2477 835 726

Por uacuteltimo la poliacutetica de impuestos sobre los inputs agua de riego y nitroacutegeno abonado no logra alcanzar el bienestar de las anteriores poliacuteticas con un perjuicio econoacutemico en el beneficio privado del agricultor de casi el 20 de su renta De esta perdida alrededor del 70 se deben a impuestos por uso de inputs y que por tanto no afectan al bienestar Esta parte de las perdidas del agricultor podriacutea ser reembolsada por parte del estado por medio de subvenciones o ayudas siempre que estas no alteraran el equilibrio alcanzado

Los resultados de las poliacuteticas en el comportamiento del agricultor que planta maiacutez en suelo Planteros mediante riego por superficie se pueden ver en el cuadro 2 El suelo del tipo Planteros se identifica como el menos productivo para el maiacutez y el maacutes contaminante por lixiviado de nitratos de los tres estudiadosdaggerdaggerdagger Por estas razones las poliacuteticas sobre el control de la contaminacioacuten por nitratos tienen un mayor impacto para este agricultor lo cual se puede observar en la disminucioacuten del rendimiento del cultivo y la renta neta del agricultor

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones el agricultor a de tener en cuenta todos los costes originados por su labor situaacutendose en el oacuteptimo social La reduccioacuten del agua de riego es miacutenima (menos de un 2) en cambio el abonado de nitroacutegeno del cultivo se reduce en casi un 30 dando lugar a una reduccioacuten en el

daggerdaggerdagger Existe ademaacutes de los estudiados otro tipo de suelo (Valfonda) en donde el maiacutez no se cultiva debido a su muy bajo rendimiento por la gran acumulacioacuten de sales y yesos que soporta Por esta razoacuten no se han incluido simulaciones para ese tipo de suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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rendimiento del cultivo de 835 kgha y a una contaminacioacuten por lixiviado y una reserva de nitroacutegeno en suelo de 726 y 835 kgha respectivamente ambas medidas menores al 50 de la situacioacuten base Estos cambios en la actividad del agricultor elevan el bienestar social a 886 euros pero reducen a su vez su renta neta en casi un 15 En la mayoriacutea de simulaciones de

Cuadro 3 Resultados para maiacutez en Corraletes con riego por superficie

Bienestar(euroha)

Renta neta(euroha)

Rendimiento

(Tonsha)

Agua de riego

(m3ha)

Abonado

nitroacutegeno

(kgha)

Nitroacutegeno en suelo(kgha)

Emisiones(kgha)

Escenario base 1025 1164 139 6294 3150 2066 1130Impuesto emisiones

123 eurokg 1074 1074 131 6131 2254 1216 367

Impuesto inputs

Agua 002 eurom3

1071 937 131 6124 2254 1218 367Nitro 02 eurokg

Limite emisiones 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Limite inputs 1074 1119 131 6131 2254 1216 367Impuestosubvencioacuten 1074 1119 131 6131 2254 1216 367

posteriores poliacuteticas se lograraacute que esa perdida de renta neta por parte del agricultor sea menor

En las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite de inputs y el sistema mixto de impuestosubvencioacuten se obtienen ideacutenticos resultados por las razones anteriormente citadas por lo que comentaremos sus resultados conjuntamente

En ellas el bienestar social el rendimiento producido por el cultivo de maiacutez asiacute como el uso de inputs reserva de nitroacutegeno en suelo y lixiviado de nitroacutegeno al medio se igualan a la situacioacuten de oacuteptimo social La renta neta percibida por el agricultor por el contrario no sufre una merma tan considerable como en la de impuesto sobre emisiones debido a que se utilizan instrumentos que no suponen un desembolso adicional por parte del agentePor uacuteltimo para aplicar correctamente la poliacutetica de impuestos sobre los inputs son necesarias tasas muy elevadas sobre el agua y el

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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nitroacutegeno duplicando el precio base del agua y aplicando un ratio de 25 al precio del nitroacutegeno

Estos cambios en los costes del agricultor le ocasionan la mayor peacuterdida de renta neta de todas las poliacuteticas estudiadas con casi un 30 pero la mayor parte de la perdida de renta por parte del agricultor se debe a impuestos

Los resultados del uacuteltimo agente individual que se estudiaraacute seraacute el que cultiva maiacutez en el suelo de tipo Corraletes mediante riego por superficie recogidos en el cuadro 3 Los suelos Corraletes se caracterizan para el maiacutez por alcanzar una productividad y contaminacioacuten medias y por ser el tipo de suelo donde maacutes extendido se encuentra el cultivo casi igualando la extensioacuten conjunta de los otros dos tipos de suelo Por esta uacuteltima razoacuten es maacutes importante si cabe el estudio independiente de la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en este suelo

Comparando la situacioacuten real con el impuesto sobre emisiones se observa que el uso del input agua se encuentra muy cercano a su punto oacuteptimo con una reduccioacuten del 25 Por el contrario el input nitroacutegeno abonado se reduce en casi un 30 lo que indica la sobreutilizacioacuten de este input

Estos cambios en el uso de inputs dan como resultado un aumento en el bienestar social (9) una reduccioacuten moderada en el rendimiento (6) y en la renta neta percibida por el agricultor (8) y un decrecimiento violento de las variables relacionadas con el nitroacutegeno en el medio como son el nitroacutegeno en suelo (41) y la contaminacioacuten de lixiviado de nitroacutegeno (68) Por ello se puede reducir draacutesticamente la contaminacioacuten por nitratos aumentando con ello el bienestar social incurriendo en una perdida miacutenima de renta cuya mayor parte viene recogida mediante impuestos

Nuevamente las simulaciones de liacutemite de emisiones liacutemite sobre inputs y el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten arrojan los mismos resultados En ellas se ve que la reduccioacuten de la renta neta del agricultor decrece menos que en el oacuteptimo Esta minora es

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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enteramente por el descenso de productividad del cultivo paliado por el descenso en el uso de inputs al cultivo sin ninguna contrapartida de impuestos por parte del estado

El uso de inputs agua y nitroacutegeno abonado y por tanto el rendimiento se reducen hasta llegar al punto oacuteptimo situando a su vez las variables de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio en ese punto

Con respecto a la simulacioacuten sobre un impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno abonado es necesario un desembolso mayor en forma de impuestos del agricultor Esto origina la mayor perdida de renta neta por su parte (20 respecto a la situacioacuten real) de todas las simulaciones realizadas sin llegar a alcanzar el bienestar social de otras simulaciones El uso de inputs en el caso del nitroacutegeno abonado se situacutea en el oacuteptimo y en el caso del agua de riego se coloca un poco por debajo pero sin alcanzarlo Esto genera que la contaminacioacuten de nitratos al medio se situacutee en el oacuteptimo dejando una mayor tasa de nitroacutegeno en suelo que en otras simulaciones

32 Medidas conjuntas para todos los agricultores

Se procede en este punto a realizar las simulaciones introduciendo a los tres agricultores en el mismo escenario permitiendo que los agentes puedan interactuar en sus decisiones En este caso las decisiones tomadas por un agente dependen tanto de las medidas simuladas como de las decisiones tomadas por los demaacutes agentes (Oxoby y Spraggon 2006)

En estos escenarios se simulan todas las poliacuteticas individuales ademaacutes de la simulacioacuten de mercado de permisos que en el caso individual no teniacutea sentido estudiar Los resultados vienen recogidos en el cuadro 4

Cuadro 4 Resultados para el conjunto de los agricultores Bienes

tarRenta neta

Rendimiento

Agua de riego

Abonado nitroacutegeno

Nitroacutegeno en suelo

Emisiones

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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(euroha) (euroha) (Tonsha) (m3ha) (kgha) (kgha) (kgha)Escenario base 3229 3650 412 19415 9709 6665 3437Impuesto emisiones

123 eurokg 3338 3338 390 18920 7704 464 1733

Impuesto inputs 3329 2811 390 18854 7703 4651 1733

Limite emisiones 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

Limite inputs 3338 3551 390 18920 7704 464 1733Impuestosubvencioacuten 3337 3554 390 18933 7761 4694 1779Mercado de permisos 3338 3551 390 18920 7704 464 1733

En la simulacioacuten base o situacioacuten real el comportamiento conjunto de los agricultores no difiere de la suma de los comportamientos individuales Esto es debido a que cada uno de los agricultores en ausencia de restricciones maximiza su beneficio privado independientemente de las decisiones de los otros agricultores

Esta simulacioacuten permite comparar los resultados obtenidos entre los diferentes agricultores que cultivan maiacutez en diferentes tipos de suelos por irrigacioacuten por superficie Asiacute pues se observar que el suelo Chacilla es el maacutes productivo y rentable de los estudiados superando en casi 2 toneladas la produccioacuten media y obteniendo maacutes de 300 euro de renta neta que en el segundo suelo Esto lo logra con el menor uso de nitroacutegeno abonado de los estudiados debido a la capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno de este tipo de suelo generando a su vez poca proporcioacuten de exportacioacuten de nitratos en forma de lixiviado

El cultivo en suelo Corraletes es el segundo en rendimiento y renta neta situaacutendose por debajo de la media Su capacidad de retencioacuten de nitroacutegeno es menor supliendo esto con una capacidad de retencioacuten mayor de agua para riego Asiacute pues el uso que realiza el agricultor en ese suelo de los inputs para maiacutez es el maacutes bajo en utilizacioacuten de agua y a la par con los de tipo Chacilla en nitroacutegeno abonado Por uacuteltimo el maiacutez cultivado en suelo de tipo Planteros es el que con un uso intensivo de ambos inputs alcanza el menor

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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rendimiento y renta neta por hectaacuterea Ademaacutes gran parte del abonado no permanece como remanente en el suelo sino que es emitida al medio en forma de lixiviado

Una vez analizada la situacioacuten base y comparados los resultados de los diferentes agricultores se pasa a analizar las diferentes medidas correctoras del exceso de emisiones al medio que causa una externalidad negativa en el conjunto de la sociedad en forma de una mayor contaminacioacuten de los cauces de agua

En la simulacioacuten del impuesto sobre emisiones al incorporar en la funcioacuten de margen neto de los distintos agricultores el dantildeo provocado en el medio por la contaminacioacuten de lixiviado de nitratos se observa una reduccioacuten draacutestica del nitroacutegeno abonado (reduccioacuten del 21 en media diferenciando que en suelo Chacilla se reduce en tan solo un 5 y en suelos Planteros y Corraletes en torno al 30) junto con una reduccioacuten miacutenima del agua de riego menor del 3 en media

Estos cambios en la produccioacuten del cultivo tienen consecuencias econoacutemico-sociales y medioambientales Encuadrando en el primer grupo el rendimiento y la renta neta del cultivo y el bienestar social y en el segundo grupo el nitroacutegeno remanente en suelo y las emisiones de lixiviado de nitratos al medio

Observando las primeras en cuanto al rendimiento de los cultivos la reduccioacuten experimentada por el cambio de simulacioacuten es inversamente proporcional al rendimiento alcanzado en la situacioacuten actual o base Asiacute pues el rendimiento del maiacutez en el suelo Chacilla de mayor rendimiento a pesar de que la reduccioacuten en agua de riego es mayor que en los otros casos (3 frente al 2 en Planteros y 25 en Corraletes) la reduccioacuten en abonado es mucho menor que en el caso de los otros suelos (6 frente a 27 en Planteros y 28 en Corraletes) Esto origina que su rendimiento se reduzca en un 1 frente a la reduccioacuten de los otros suelos alrededor de un 6

En cuanto a la peacuterdida la renta neta por cultivo en el suelo Chacilla es la menor de todas (6) siguieacutendole el suelo Corralotes

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

Referencias bibliograacuteficas

Barrett J y K Segerson 1997 Prevention vs Treatment in the Design of Environmental Policy Journal of Environmental Economics and Management 33(2) 196-213

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Cornish G y C Perry 2003 Water Charging in Irrigated Agriculture Lessons from the Field Report OD 150 HR Wallingford Wallingford

Diputacioacuten General de Aragoacuten 2004 Estadiacutestica de precios agrarios (percibidos pagados y salarios) periodo 1990-2004 Servicio de Planificacioacuten y Anaacutelisis de la secretaria general teacutecnica del Departamento de Agricultura - DGA

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Martiacutenez Y 2002 Anaacutelisis econoacutemico y ambiental de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Tesis Doctoral Facultad de Ciencias Econoacutemicas e Empresariales Departamento de Anaacutelisis Econoacutemico Universidad de Zaragoza Zaragoza

Martiacutenez Y S Uku y J Albiac 2002 El control de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Economiacutea Agraria y Recursos Naturales 2115-131

Martiacutenez Y y J Albiac 2003 Poliacuteticas ambientales para el control de la contaminacioacuten difusa en el regadiacuteo Geographicalia 44103-121

Martiacutenez Y y J Albiac 2004 Agricultural pollution control under Spanish and European environmental policies Water Resource Research 40 W10501 doi1010292004WR003102

Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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(8) y la que mayor renta neta pierde es en los suelos Planteros (13) Con estos datos la peacuterdida media de renta neta por parte del agricultor de pasar de la situacioacuten actual a la oacuteptima es menor al 10 Una peacuterdida asumible por parte del agricultor y que el estado puede compensar por medio de ayudas yo subvenciones a la explotacioacuten o mejora de regadiacuteo entre otros

Esta peacuterdida de renta neta se debe a que en la situacioacuten real el agricultor no hace frente a todos los costes generados por su labor productiva dejando de lado los costes medioambientales por la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos que su labor genera en el medio Esto lleva al agricultor a generar una cantidad superior al oacuteptimo social y por tanto a contaminar en exceso el cauce de los riacuteos

En esta simulacioacuten estos costes se incluyen en la funcioacuten de margen neto del agricultor por medio de una penalizacioacuten en forma de impuesto por lo que en este caso la funcioacuten de decisioacuten del agricultor recoge todos los costes en los que incurre econoacutemicos y sociales y su produccioacuten reducida equivaldraacute al oacuteptimo social En este caso por tanto produciraacute menos y pagaraacute unos costes antildeadidos por su dantildeo al medio Por todo ello su renta neta desciende

Por otra parte esta solucioacuten genera un aumento del bienestar social al reducirse el lixiviado de nitratos y consecuentemente el dantildeo realizado al medio ambiente Desgraciadamente no se pueden llegar a conocer las emisiones independientes de cada uno de los agentes participantes por lo que en la realidad no es posible asignar un impuesto individual a cada agricultor por su participacioacuten en la contaminacioacuten del medio y es necesario pasar a otras soluciones en la que no se cuente con ese tipo de informacioacuten

En el segundo grupo que recoge las variables medioambientales se incluyen el nitroacutegeno remanente en suelo y la contaminacioacuten por lixiviado de nitratos en el medio En ambas variables se ve una reduccioacuten con respecto a la situacioacuten actual El nitroacutegeno en suelo sigue la toacutenica del rendimiento con una menor reduccioacuten en el suelo Chacilla (10) y una reduccioacuten muy

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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significativa en los suelos Planteros (41) y Corraletes (51) situando la reduccioacuten media en el 30 Esto es debido a que en un modelo dinaacutemico la capacidad de retencioacuten del suelo y el proceso de acumulacioacuten del nitroacutegeno en suelo en forma de nitroacutegeno orgaacutenico mineral o incluso amoniacal determinado por el balance del nitroacutegeno en suelo juega un papel primordial en la determinacioacuten de las soluciones del modelo En un modelo estaacutetico o a corto plazo este progreso no seriacutea tenido en cuenta por lo que al obviarse tales procesos se comete un error sistemaacutetico y tienden a alcanzarse soluciones miopicas que no resuelven el problema (Karp 1998)

La contaminacioacuten por lixiviado de nitratos como es natural desciende situaacutendose el total de las emisiones en 1733 lo que supone una reduccioacuten del 50 respecto a la situacioacuten actual

Por suelos el que presenta una mayor reduccioacuten es el tipo Corraletes que se reduce en dos terceras partes de su contaminacioacuten actual siguieacutendole el de tipo Planteros que se reduce maacutes de un 50 y por uacuteltimo en el suelo Chacilla casi un 20 Se puede apreciar que el que los dos cultivos maacutes contaminantes reducen draacutesticamente sus emisiones mientras que el situado en suelos Chacilla que a pesar de ser el maacutes productivo y aportar la mayor renta neta al agricultor es el menos contaminante y se reduce en menor medida

La reduccioacuten en la contaminacioacuten de emisiones es menor que la suma de reducciones en el uso del input nitroacutegeno y el nitroacutegeno en suelo debida a que al reducirse los inputs del cultivo la extraccioacuten de ellos por parte de la planta se reduce pero en menor medida y a que en la ecuacioacuten de balance de nitroacutegeno intervienen otros factores como la volatilizacioacuten

En cuanto a las simulaciones basadas en liacutemites los resultados obtenidos en cada una de ellas son ideacutenticos por lo que se aprovecharaacute para analizar las simulaciones conjuntamente

De esto se desprende que se producen iguales efectos al limitar tanto el uso de inputs como el de emisiones conjuntas dato conocido

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

Referencias bibliograacuteficas

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en la realidad ya que con los mismos inputs usados eficientemente se llega a las mismas emisiones conjuntas oacuteptimas Sin embargo hay un punto de diferenciacioacuten en su aplicacioacuten empiacuterica pues el control de los inputs es un proceso ex-ante que se puede realizar en el origen el agua por comunidades de regantes y los abonos en puntos de venta diferenciando cada agente en particular La limitacioacuten de emisiones en cambio es un proceso ex-post que se controla por la medicioacuten de las aportaciones conjuntas de emisiones en cada subcuenca y en el que intervienen procesos estocaacutesticos (Barret y Segerson 1997 Bystroumlm et al 2000)

En el primer caso resultariacutea casi imposible asignar una cantidad de inputs a cada uno de los agricultores y resultariacutea muy difiacutecil controlar la obtencioacuten de inputs por otros cauces diferentes al legal pudiendo existir toma de agua mediante pozos ilegales a acuiacuteferos en el caso del agua o abonados orgaacutenicos en el caso del nitroacutegeno fuera de todo control

En el segundo caso se tiene la dificultad antildeadida propia de la contaminacioacuten difusa ya que en caso de no cumplirse los liacutemites asociados a cada zona no existiriacutea ninguacuten meacutetodo de asignar a cada agricultor su contaminacioacuten resultante por lo que seriacutea necesaria un tipo de penalizacioacuten conjunta lo que lleva a la simulacioacuten del sistema mixto de impuesto subvencioacuten desarrollado por Segerson fijando la cuantiacutea del liacutemite como estaacutendar del meacutetodo Sumado a esto hay que tener en cuenta que los procesos de transporte de los nitratos de parcela a los cauces de agua es un proceso aleatorio Por lo que no existe una relacioacuten biuniacutevoca entre la contaminacioacuten producida en parcela y la que realmente llega a los cauces de agua y que podriacutea existir en cada zona otras causas de contaminacioacuten aparte de la agriacutecola que resultariacutean difiacuteciles de desligar del total

De todos modos los resultados de las dos simulaciones muestran que tanto la actividad productiva como la contaminacioacuten emitida por el agricultor se situacutean en el oacuteptimo Las medidas de liacutemites no estaacuten asociadas a tipos impositivos ni penalizaciones de

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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Instituto Nacional de Estadiacutestica 2003 Estadiacutesticas de Medio Ambiente Estadiacutesticas del agua INE Madrid

Kampas A y B White 2004 Administrative Costs and Instrument Choice for Stochastic Non-point Source Pollutants Environmental and Resource Economics 27(2) 109-133

Khanna M M Isik y D Zilberman 2000 Incentive-based policies for conservation technology adoption implications for pollution and output Annual Meeting of the American Agricultural Economics Association Tampa

Kim C J Hostetler y G Amacher 1993 The regulation of groundwater quality with delayed responses Water Resources Research 29(5) 1369-1377

Karp L 1998 Nonpoint Source Pollution Taxes and Excessive Tax Burden Department of Agricultural amp Resource Economics UCB CUDARE Working Paper 835

Mapp H D Bernardo S Sabbagh S Geleta y K Watkins 1994 Economic and environmental impacts of limiting nitrogen use to Project water quality A stochastic regional analysis American Journal of Agricultural Economics 76 (4) 889-903

Martiacutenez Y 2002 Anaacutelisis econoacutemico y ambiental de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Tesis Doctoral Facultad de Ciencias Econoacutemicas e Empresariales Departamento de Anaacutelisis Econoacutemico Universidad de Zaragoza Zaragoza

Martiacutenez Y S Uku y J Albiac 2002 El control de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Economiacutea Agraria y Recursos Naturales 2115-131

Martiacutenez Y y J Albiac 2003 Poliacuteticas ambientales para el control de la contaminacioacuten difusa en el regadiacuteo Geographicalia 44103-121

Martiacutenez Y y J Albiac 2004 Agricultural pollution control under Spanish and European environmental policies Water Resource Research 40 W10501 doi1010292004WR003102

Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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tipo monetario por lo que la renta neta de los agricultores se ve mermada uacutenicamente por la reduccioacuten en la produccioacuten Esto hace que la reduccioacuten en renta sea menor que en el caso del impuesto sobre emisiones y aceptable desde cualquier punto de vista

En la aplicacioacuten de la poliacutetica del sistema mixto de impuestosubvencioacuten desarrollado por Segerson el primer resultado que llama la atencioacuten es que la contaminacioacuten resultante por el conjunto de los agricultores es ligeramente superior al oacuteptimo Se puede apreciar que toda la actividad productiva de los tres agricultores es levemente superior al estaacutendar prefijado como oacuteptimo incurriendo por tanto en una cuota de impuesto grupal A diferencia de los casos individuales en los que cada agricultor se situaba en el estaacutendar por lo que no se recibiacutea subvencioacuten ni se pagaba el impuesto Esta situacioacuten tambieacuten situacutea las rentas de los agricultores por encima del oacuteptimo y el bienestar social por debajo A pesar de todo ello el aumento en el bienestar respecto a la situacioacuten base se mantiene en un 3 lo que hace pensar que las diferencias miacutenimas en todo caso se deben a errores de redondeo en la ejecucioacuten de la ejecucioacuten del modelo

En la simulacioacuten de impuesto sobre los inputs se obtiene la menor renta neta y bienestar social alcanzado entre todas las simulaciones Por tanto al contrario de lo que ocurriacutea con los liacutemites el efecto de los impuestos sobre inputs y emisiones tiene diferentes efectos Si se incluyen los impuestos en el uso de inputs la reduccioacuten de renta producida supera el 20 Esta peacuterdida no podriacutea ser asumida por los agricultores Por otra parte en esta uacuteltima simulacioacuten la trayectoria a la solucioacuten estaacutetica se logra en un nuacutemero mucho menor de periodos hecho que se puede observar en las cifras de acumulacioacuten de nitroacutegeno en suelo y emisiones de nitratos al medio ligeramente mayores que en otras simulaciones junto con un uso de inputs nitroacutegeno abonado y agua ligeramente menor Esta situacioacuten uacutenicamente puede ser alcanzada por un uso superior de inputs en periodos anteriores que eleve el nitroacutegeno en suelo

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

Referencias bibliograacuteficas

Barrett J y K Segerson 1997 Prevention vs Treatment in the Design of Environmental Policy Journal of Environmental Economics and Management 33(2) 196-213

Bystrom O H Andersson e I Green 2000 Economic criteria for using wetlands as nitrogen sinks under uncertainty Ecological Economics 35(1) 35-45

Cochard F M Willinger y A Xepapadeas 2002 Efficiency of Nonpoint Source Pollution Instruments in the Presence of Endogenous Externality among Polluters An Experimental Approach Paper presented at the Second World Congress of Environmental and Resource Economists Monterey

Cochard F M Willinger y A Xepapadeas 2005 Efficiency of Nonpoint Sources Pollution Instruments an experimental Study Environmental and Resource Economics 29 393-422

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Cornish G y C Perry 2003 Water Charging in Irrigated Agriculture Lessons from the Field Report OD 150 HR Wallingford Wallingford

Diputacioacuten General de Aragoacuten 2004 Estadiacutestica de precios agrarios (percibidos pagados y salarios) periodo 1990-2004 Servicio de Planificacioacuten y Anaacutelisis de la secretaria general teacutecnica del Departamento de Agricultura - DGA

European Environmental Agency 2003 Europersquos water an indicator-based assessment Topic Report No 1 EEA Copenhage

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Horan R J Shortle y D Abler 2002 Ambient Taxes under m-Dimensional Choice Sets Heterogeneous Expectations and Risk-Aversion Environmental and Resource Economics 21 189-202

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Martiacutenez Y S Uku y J Albiac 2002 El control de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Economiacutea Agraria y Recursos Naturales 2115-131

Martiacutenez Y y J Albiac 2003 Poliacuteticas ambientales para el control de la contaminacioacuten difusa en el regadiacuteo Geographicalia 44103-121

Martiacutenez Y y J Albiac 2004 Agricultural pollution control under Spanish and European environmental policies Water Resource Research 40 W10501 doi1010292004WR003102

Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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liberaacutendose este paulatinamente a lo largo de los periodos en forma de nitratos y aumentando por tanto las emisiones

La simulacioacuten sobre mercado de permisos es la uacutenica poliacutetica que se ha ejecutado en el modelo conjunto dejando de lado los casos de los agricultores individuales Esto es asiacute ya que no tiene ninguacuten sentido un mercado compuesto por un uacutenico participante por lo que se ha desestimado para esos casos

En la implementacioacuten de esta poliacutetica se ha partido de la situacioacuten base o actual y se otorgan a los agricultores permisos de contaminacioacuten por el valor total del oacuteptimo (1733 kgs) El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten desarrollada en el momento y se permite la realizacioacuten de transacciones de compraventa entre los agricultores sin ninguacuten control externo llegando a un equilibrio del mercado en el cual cada uno de los agricultores involucrados pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean Con este sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra un reparto oacuteptimo con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanza una situacioacuten oacuteptima a partir de unas bases dadas y consigue autorregularse es decir los agricultores consiguen alcanzar ese oacuteptimo por si mismos sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten del estado una vez han sido creadas y delimitados los medios por los que funcionaraacute el mercado es la correcta vigilancia de que cada uno de los intervinientes esta contaminando tanto como sus permisos le dan derecho Por el contrario en la contaminacioacuten difusa en la agricultura existen disparidades entre lo que contamina realmente cada agricultor y lo que llega de esa contaminacioacuten al medio asiacute como grandes dificultades de las que se ha estado hablando a lo largo de este trabajo de la correspondencia entre contaminacioacuten y el agente especiacutefico que la produce

En esta simulacioacuten el reparto inicial de permisos estaacute definido por el vector (395 769 569) y el vector de transacciones por el

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

Referencias bibliograacuteficas

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Cochard F M Willinger y A Xepapadeas 2005 Efficiency of Nonpoint Sources Pollution Instruments an experimental Study Environmental and Resource Economics 29 393-422

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Diputacioacuten General de Aragoacuten 2004 Estadiacutestica de precios agrarios (percibidos pagados y salarios) periodo 1990-2004 Servicio de Planificacioacuten y Anaacutelisis de la secretaria general teacutecnica del Departamento de Agricultura - DGA

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Horan R J Shortle y D Abler 2002 Ambient Taxes under m-Dimensional Choice Sets Heterogeneous Expectations and Risk-Aversion Environmental and Resource Economics 21 189-202

Instituto Nacional de Estadiacutestica 2003 Estadiacutesticas de Medio Ambiente Estadiacutesticas del agua INE Madrid

Kampas A y B White 2004 Administrative Costs and Instrument Choice for Stochastic Non-point Source Pollutants Environmental and Resource Economics 27(2) 109-133

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Kim C J Hostetler y G Amacher 1993 The regulation of groundwater quality with delayed responses Water Resources Research 29(5) 1369-1377

Karp L 1998 Nonpoint Source Pollution Taxes and Excessive Tax Burden Department of Agricultural amp Resource Economics UCB CUDARE Working Paper 835

Mapp H D Bernardo S Sabbagh S Geleta y K Watkins 1994 Economic and environmental impacts of limiting nitrogen use to Project water quality A stochastic regional analysis American Journal of Agricultural Economics 76 (4) 889-903

Martiacutenez Y 2002 Anaacutelisis econoacutemico y ambiental de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Tesis Doctoral Facultad de Ciencias Econoacutemicas e Empresariales Departamento de Anaacutelisis Econoacutemico Universidad de Zaragoza Zaragoza

Martiacutenez Y S Uku y J Albiac 2002 El control de la contaminacioacuten por nitratos en el regadiacuteo Economiacutea Agraria y Recursos Naturales 2115-131

Martiacutenez Y y J Albiac 2003 Poliacuteticas ambientales para el control de la contaminacioacuten difusa en el regadiacuteo Geographicalia 44103-121

Martiacutenez Y y J Albiac 2004 Agricultural pollution control under Spanish and European environmental policies Water Resource Research 40 W10501 doi1010292004WR003102

Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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vector (245 -43 -202) siendo un valor positivo en el caso en el que el agricultor ha comprado permisos y negativo en caso contrario y el precio de equilibrio en el mercado de permisos se situacutea en el coste del dantildeo (123 euro) Con estos valores se alcanzan las cotas fijadas por el first best en cuanto a manejo de los distintos cultivos bienestar social y contaminacioacuten al medio Las variaciones que esta solucioacuten provoca se pueden ver si se atiende a las variables de renta neta percibida por cada uno de los agricultores ya que al beneficio obtenido por su labor agraria es necesario sumar o restar la cantidad ganada o gastada en los permisos de emisioacuten necesarios para desarrollar dicha labor

Por ello se puede constatar que a la vista de los resultados la peacuterdida experimentada por los agricultores que se venia observando del paso de la situacioacuten actual a cada una de las soluciones planteadas se reparte maacutes equitativamente en este uacuteltimo planteamiento Asiacute pues el agricultor de maiacutez en suelo Chacilla pierde un 3 el de suelo Planteros un 4 y el de suelo Corraletes un 2 ya que el agricultor en suelo Chacilla que era el que menor decremento de renta experimentaba es el uacutenico comprador neto de permisos percibiendo los otros dos agricultores un plus de renta por la venta de sus permisos

3 Resumen y conclusiones

Este trabajo realiza un anaacutelisis empiacuterico de las posibles soluciones para uno de los problemas medioambientales importantes la contaminacioacuten difusa de la agricultura El problema es complejo por la imposibilidad praacutectica y coste prohibitivo de observar individualmente a los agentes contaminantes Ademaacutes los instrumentos de control disentildeados para la contaminacioacuten puntual no se pueden utilizar Otro problema asociado es la ocultacioacuten de la informacioacuten por parte de los agentes ya que el comportamiento

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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Martinez Y y J Albiac 2006 Nitrate pollution control under soil heterogeneity Land Use Policy 23 521-532

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estrateacutegico les reporta beneficios y una mejor posicioacuten negociadora frente a la administracioacuten

La contaminacioacuten por nutrientes como el nitroacutegeno es una externalidad negativa de las actividades agrarias Para limitar sus efectos negativos es necesario establecer medidas de control de la contaminacioacuten El proceso biofiacutesico del nitroacutegeno es un proceso intertemporal que requiere una modelizacioacuten dinaacutemica De esta forma se pueden estudiar los efectos a largo plazo de las distintas poliacuteticas para evitar llegar a soluciones mioacutepicas a corto plazo con medidas erroacuteneas (Xepapadeas 1992 Kim et al 1993)

El modelo utilizado incorpora funciones de produccioacuten y de contaminacioacuten para cada tipo de suelo asiacute como la ecuacioacuten de movimiento de balance de nitroacutegeno en suelo El modelo maximiza la funcioacuten de beneficios restringidos en el que el beneficio estaacute restringido a un nivel de emisiones En el trabajo se simula en primer lugar los agricultores individuales y en segundo lugar los agricultores de forma conjunta incorporando interacciones En este caso las decisiones de los agricultores dependen de las expectativas sobre las decisiones de los otros agricultores

Los escenarios estudiados son la situacioacuten actual o base el impuesto sobre las emisiones el impuesto sobre los inputs agua y nitroacutegeno liacutemites sobre los inputs y liacutemites sobre las emisiones de los agricultores el sistema mixto de impuesto-subvencioacuten de Segerson y la creacioacuten de un mercado de permisos de emisiones La solucioacuten maacutes apropiada es la solucioacuten que se obtiene del impuesto sobre emisiones individuales que es el equilibrio de Nash y por tanto una solucioacuten no cooperativa Ahora bien la monitorizacioacuten de la contaminacioacuten difusa de cada individuo es praacutecticamente imposible

En ausencia de medidas de control se tiende a un equilibrio en el que se produce una cantidad superior al oacuteptimo social por la existencia de externalidades negativas en la produccioacuten Los impuestos reducen el beneficio privado del agricultor por lo que una alternativa al impuesto es dar una subvencioacuten para que disminuya

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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voluntariamente las emisiones Los liacutemites sobre emisiones o sobre inputs y el mercado de permisos de contaminacioacuten son preferibles a los impuestos ya que alcanzan el mismo bienestar social manteniendo en gran parte la renta neta del agricultor

Los problemas asociados a la implementacioacuten empiacuterica de los liacutemites sobre inputs hacen que esta solucioacuten sea casi inviable en la realidad El liacutemite sobre las emisiones conjuntas de los agricultores hace necesario un control del proceso de la contaminacioacuten incluyendo fijar una penalizacioacuten lo suficientemente elevada como para que a ninguacuten agente le interese actuar como gorroacuten (free rider) Si no se cumple el liacutemite establecido no se puede identificar a los agentes que han dado lugar al incumplimiento de la poliacutetica por lo que la penalizacioacuten deberaacute imponerse a nivel conjunto y la implementacioacuten de la poliacutetica se transforma en el sistema mixto de impuestosubvencioacuten

Los impactos producidos por la introduccioacuten de medidas correctoras en las decisiones de los agricultores son distintos Esto implica que el cultivo plantado en un suelo menos productivo descienda intensamente sus niveles de nitroacutegeno en suelo y emisiones al medio y que si es plantado en un suelo con elevada produccioacuten el cambio sea mucho menor Esta diferenciacioacuten entre los agentes debe ser tenida en cuenta por parte de la administracioacuten para llevar a cabo unas poliacuteticas correctas de control de la contaminacioacuten difusa por nutrientes Si por el contrario se considera que todos los agricultores son homogeacuteneos el cambio y la poliacutetica es incorrecta y puede llegar a empeorar la situacioacuten base por infrautilizacioacuten de recursos y produccioacuten

En el escenario de mercado de permisos se delimitan y otorgan permisos de contaminacioacuten por el volumen total de contaminacioacuten oacuteptima de los agricultores El reparto inicial de los permisos se realiza proporcionalmente a la contaminacioacuten de los agricultores y los agricultores pueden contaminar al medio tanta cantidad como derechos posean al final del periodo Con este

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sistema los permisos de emisioacuten son intercambiados hasta que se logra una distribucioacuten oacuteptima con un precio de equilibrio igual al coste del dantildeo

El mercado de permisos logra dos objetivos baacutesicos alcanzar la situacioacuten oacuteptima y conseguir una autorregulacioacuten por parte de los agricultores sin necesidad de controles externos La uacutenica participacioacuten de la administracioacuten una vez creado el mercado es el cumplimiento de que cada uno de los agentes contamine tanto como le otorgan sus derechos de contaminacioacuten Para ello hay que tener en cuenta que existen diferencias entre las emisiones producidas por un agricultor en parcela y la contaminacioacuten resultante de esas emisiones que se mide en el medio junto con la dificultad antildeadida de establecer una correspondencia entre la contaminacioacuten en el medio y el agricultor cuyas emisiones han dado origen a dicha contaminacioacuten

Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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Por otro lado el mercado de permisos contempla la posibilidad de que el agricultor abandone la actividad agriacutecola vendiendo todos sus premisos de contaminacioacuten En los resultados de este escenario se observa una atenuacioacuten en la peacuterdida de la renta que aumenta la equidad entre agricultores de distinto suelo

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