Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Evolución reciente del paisaje agrario
SILVOAGRICULTURA
Otra forma de hacer selvicultura
Otra forma de hacer agricultura
Proyecto SAFE
Proyecto SAFE
Beneficios Económicos de los SAFs
La Alternativa Agroforestal
Funcionamiento y Manejo de los SAFs Beneficios ambientales de la Silvoagricultura
Régimen de ayudas y aspectos legales
Potencial de su aplicación en Europa
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El proyecto SAFE plantea …El proyecto SAFE plantea …
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Objetivos ProyectoObjetivos Proyecto SAFESAFE• Mejorar nuestros conocimientos sobre el
funcionamiento de los sistemas silvoagrícolas: combinación árbol-cultivo.
• Extrapolar resultados del nivel de parcela al nivel de explotación y a escala europea.
• Proponer bases para una directiva europea sobre los árboles en el medio agrícola.
Devolver los árboles a nuestros campos
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DEHESAS
Aclarado del Monte para Cultivo y/o Pastoreo
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Cultivos en dehesas
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998years
Ope
n w
oodl
ans
(Mill
ions
ha)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Inte
rcro
pped
woo
dlan
d (T
hous
ands
hec
tare
s)
Open woodland Intercropped open woodland
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La lenta desaparicion de los arboles en el medio agrícola
Mecanización agrícolaConcentración parcelaria
Proyectos de regadíosAbandono de pequeñas explotaciones
Sólo 4,9 % de los cultivos herbáceos presentan algún tipo de arbolado
(frutal o forestal)
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Retos a superar en la Agricultura
• Sobreproducción: Retirada de tierras de cultivo (EC 2080/92)• Productos fuertemente subsidiados• Monocultivos:
• Exigentes en agroquímicos (biocidas y fertilizantes)• Inseguridad económica
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Retos ambientales a superar
Necesidad de Fijación de CO2
Procesos erosivos
Eutrofización del agua
Pérdida de biodiversidad
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LA ALTERNATIVA FORESTAL
Necesidad de madera de calidadSobreexplotación países tropicales debe disminuirAnticiparse decadas a las necisidades de mercado de madera
Difícil transformar explotaciones agrícolas-ganaderas en forestales. El Plan de reforestación de tierras agrarias no es suficiente para la implantación de una cultura / economía forestal en el medio rural.
JUNTOS SEPARADOS
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Sistemas multifuncionales de cultivos (ciclo corto) con presencia de un estrato arbolado (ciclo largo).
Anchura de la Parcela
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Nogales para fruto y madera con cultivo de maíz (Isère, Francia)
CULTIVOS INTERCALARES
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Cultivos de cereales entre líneas de nogales (Sur de Francia)
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Cultivos de cereales entre líneas de nogales
(Sur de Francia)
3 años
5 años
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Nogales de 24 años con cultivos de trigo en bandas
Explotacion de Claude Jollet, Charentes-Maritimes, Francia
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Cultivo de trigo en plantación de chopos,
Variedad Beaupré(Silsoe, Inglaterra)
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Plantación de chopos con cereal (Gard, Francia)
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Plantación de chopos en parcela de Espárragos (Gard, Francia)
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Cultivo de hortalizas en plantación de chopos (Gard, Francia)
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Cerezo para madera con cultivo de maíz (Toulouse, Francia)
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Cerezos de madera con cultivo de colza (Hérault, Francia)
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Cultivo de lavanda con Nogales (Drôme, Francia)
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Pawlonias con trigo en China del Norte (árboles 12 año).
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Repoblaciones y/o Montes aclarados,
con mejora de pastos
Plantaciones de árboles en praderas
SISTEMAS SILVOPASTORALES
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Nogales con cultivos forrajero de Alfalfa y Festuca (Hérault, Francia)
Nogales con bandas cultivadas de Altramuz (Drôme, Francia)
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Plantación de cerezo para madera pastoreada (Aude, Francia)
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Nueva plantación pastoreada con ganado vacuno (Pyrénées-Orientales, Francia)
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Plantaciones de chopo con pasto (León, Cuenca del Esla)
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Pinus radiata plantados a baja densidad (100 árbol /ha) próximos a edad de corta, pastoreados por oveja y ovejas (Nueva Zelanda)
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0
5
10
15
20
25
30
35
95 96 97 98 99 00 01 02 03
Dia
mèt
re (c
m)
Agroforestal
Plant. pura
BléBlé BléJachèreJachèreAsperges Blé Sorgho
Clon I214 con cereal de invierno (200 chopos /ha)
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Clon I-214 con cultivo de verano (espárrago)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
96 97 98 99 00 01 02 03
D13
0 (c
m)
AgroforestalPlant. pura
Asperges BléJachère
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CerezoAgroforestal 82 árboles/ha
Forestal: 330 árboles/ha
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0
50
100
150
200
250
Cropped Grazed EncroachedManagement
Aco
rn, g
m-2
Mea
n ac
orn
wei
ght,
g
0
2
4
6
Nº a
corn
m-2
Number Biomass Mean w eight
El sistema dehesa permite una producción significativamente mayor de frutos (bellota)
Producción del árbol (efecto densidad)
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¿Por qué crecen más los árboles?
•Menor densidad (más recursos)
•Efecto del cultivo
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Encinas (Cáceres)
-4,5
-4,0
-3,5
-3,0
-2,5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0March April May June July August Sept October
Leaf
Wat
er P
oten
tial,
MP
a
C Predawn C MiddayG Predawn G MiddayE Predawn E MiddayF Predawn F Midday
Estado hídrico del arbolado (efecto densidad arbolado)
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Crecimiento del árbol (efecto cultivo)
Cerezo de madera, Toulouse, Francia
0
100
200
300
400
500
600
0 1 2 3 4 5Edad, años
Altu
ra, c
m
0
20
40
60
80
100
120
140
DB
H, m
m
CultivoHerb. espontáneoDesnudoCultivoHerb. espontáneoDesnudo
167 cerezos /ha
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Crecimiento del árbol (efecto cultivo)
Nogal de madera, Toulouse, Francia
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 1 2 3 4 5
Edad, años
Altu
ra, c
m
0
20
40
60
80
100
120
140
DBH
, mm
CultivoHerb. espontáneoDesnudoCultivoHerb. espontáneoDesnudo
100 cerezos /ha
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
0
3
6
9
12
Cultivo Pasto BosqueManejo
N fo
liar,
mg
g-1
0
2
4
6
8
10
Cultivo Pasto BosqueManejo
Ca
folia
r, m
g g-1
Estado nutritivo del arbolado (efecto cultivo)
Encinas (Cáceres)
Cerezos
Cerezos y NogalesToulouse, FRANCIA
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0
2
4
6
8
10
12
14
7:12 9:36 12:00 14:24 16:48
Hours
A, π
mol
CO
2 m
-2 s
-1C-G E F
15th september
Forest
Dehesa
Estado fisiológico del arbolado (efecto cultivo)
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
0
1
2
3
4
5
6
7
Trigo Lentejas Maiz
Cultivo
Ren
dim
ient
o (T
n/ha
)
Monocultivo Cultivo intercalar
Thevathasan and Gordon 2004
12 Especies de árboles 12 años de edad
Anchura calle entre 12.5 -15 m
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Microclima: Viento
EFECTO CORTAVIENTOS
0
20
40
60
80
100
-30 -20 -10 0 10 20 30
VECES LA ALTURA DEL ÁRBOL
% V
IEN
TO
1 FILA-CAD1 FILA-PERX FILAS-PERMURO
Dirección del viento
(Brandle et al 2004)
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0
10
20
30
40
50
0 500 1000 1500 2000 2500
Tem
pera
ture
, ºC
ST1m ST20m
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL
Microclima: Temperatura del suelo
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Los árboles mejoran la fertilidad del suelo
Reducir los aportes de fertilizantes
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25Distance to the tree trunk, m
Nut
rient
con
tent
(N, C
a, M
g), g
/ kg
0
50
100
150
200
250
K c
onte
nt g
/ kg
N Ca Mg P K
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
P c
onte
nt g
/ kg
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
2000
4000
6000
8000
10000
0 5 10 15 20 25 30Distance to the tree trunk, m
kg D
M /
ha /
y F1
F2
F3
F4
Cultivo en DehesaCultivo en Dehesa
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
2000
4000
6000
8000
10000
0 5 10 15 20 25 30Distance to the tree trunk, m
kg D
M /
ha /
y F1
F2
F3
F4
Cultivo en DehesaCultivo en Dehesa
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Rendimiento de Maiz y radiación disponible en parcela silvoagrícola, Toulouse, Francia
Rendimiento cultivo (efecto sombra)
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Rendimiento cultivo(efecto arbolado)
Importancia de la orientación
de las filas de árboles
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Decrece el rendimiento de los cultivos con la cobertura arbórea
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 2 4 6Área Basimétrica, m2 / ha
Ren
dim
eint
o de
cul
tivo,
%NOGAL HíbridoNOGAL Común
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Rendimiento del cultivo de trigo de invierno y chopo (Beaupre) en Leeds, Inglaterra (P. Burgess et al 2002)
0
2
4
6
8
10
1999 2000 2001
Año
Ren
dim
ient
o, t
ha-1
Control
Agroforestal
Decrece el rendimiento de los cultivos con la edad de los árboles
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Plantación Tala
0
20
40
60
80
100
0 1/5 2/5 3/5 4/5
% d
e re
ndim
ient
o ag
rícol
aagricultura Silvoagricultura
Decrece el rendimiento de los cultivos con la edad de los árboles
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Efecto sombreado versus rercursos edáficos
0
2
4
6
8
10
12
14
Bajo árbol Fuera Bajo árbol Fuera
Rend
imie
nto
Culti
vo, M
g ha
-1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% L
uz T
Rans
miti
da
BarreraSin barrera% Luz transmitida
NOGAL NEGRO ROBLE ROJO
Gillespie et al 2000
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Dupraz , 1999
SEPACIÓN ESPACIAL
Herbáceas y árboles utilizan distinta agua (distinta profundidad)
Competencia por el agua?
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Consumo de agua edáfica en una parcela agroforestal de nogal con cereal de invierno (Restinclières, 2003-2004)
SEPACIÓN TEMPORALCompetencia por el agua?
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Mapa de humedad de suelo en cultivo de trigo con nogales en el Sur de Francia (Dupraz 1999)
27 mayo 1999 1 septiembre 1999
Separación Espacio-Temporal
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
5
10
15
20
251-
1
1-3
1-5
1-7
1-9
1-11 1-
1
1-3
1-5
1-7
Soi
l moi
stur
e, %
w /
w
2,5 m 5 m 10 m 20 m 30 m
Efecto positivo de la encina en la dinámica hídrica de la dehesa
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
0
25
50
75
100
125
150
175
200
0 5 10 15 20 25Distance, m
Dep
th, c
m
Crop RLD
Tree RLD
Canopy
Root lenght density, Km m-3
0
25
50
75
100
125
150
175
200
0 5 10 15 20 25
Dep
th,c
m
CropTree
Las herbáceas exploran un
volumen pequeño de suelo, pero de forma intensiva
El sistema radicular de los árboles explora de forma
poco intensiva un gran volumen de suelo
SISTEMA RADICULAR EN
DEHESAS
Sistema Radicular
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Zonas con apenas
raíces del árbol
ForestalAgroforestal
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• Elegir la parcela (Fértil)• Elegir la especie arbórea• Orientación de las líneas de árboles• Densidad de plantación• Distancia árbol-cultivo• Selección de cultivo intercalar • Prácticas culturales• Manejo de las líneas de árboles
Diseño de parcela agroforestalDiseño de parcela agroforestal
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MODELO de FUNCIONAMIENTO BIOFÍSCO
Hi-SAFEYield-SAFE
MODELO de ANÁLISIS ECONÓMICO
Plot-SAFEFarm-SAFE
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
a)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
b)
c) d)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
a)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Metros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Met
ros
b)
c) d)
Radiación (luz) disponible
Simulación para encinas de 75 años de edad
25 pies/ha; 80.1 % 50 pies/ha; 76.5 %
100 pies/ha; 41.8 % 200 pies/ha; 18.9 %
Curva que relaciona la densidad arbórea con la edad para el caso de un porcentaje de luz interceptada del 25% óde 50%.
0
100
200
300
400
0 50 100Edad
Árb
ol /
ha
25 % luz50 % luz
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Efecto de la altura de la poda en el porcentage de
radiación transmitida
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Poda radicular mecánica profunda (90 cm)
Poda radicular mecánica superficial (laboreo)
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Efecto de la Poda de Raíces en
arbolado
Crecimiento del arbolado (chopo I-214) en Vézénobres,
del 20/03/03 al 17/07/03
C = Poda de raíces de 1 lado.
CC = Poda de raíces de ambos lados
N = Sin poda radicular
AF: Parcela agroforestal
TF: Parcela forestal
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Rendimiento del cultivo de trigo duro cultivado entre chopo I-214, con las raíces podadas (Resticliéres, Francia).
Efecto de la Poda de Raíces en Cultivo
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Algunas respuestasAlgunas respuestas• Densidad final baja (30 – 100 árboles/ha)• Separación de calles entre 15 – 40 m • Orientación de líneas de árboles Norte-Sur• Cultivo debe ser rentable hasta el final• Evitar cultivos muy competitivos (gramíneas perennes)• Evitar usar exclusivamente cultivos de verano• Nogal o Serbal – cereal de invierno, colza• Cerezo, arce, fresno, peral – maiz, sorgo, soja, girasol• Chopo – hortaliza temprana o cereal de invierno en
suelos aluviales profundos
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Beneficios ambientales de la Silvoagricultura
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Control de incendio de las plantaciones
Pastoreo de plantaciones de Eucaliptus como mecanismo de control de los incendios (Australia)
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Plantaciones de Pinus radiata como método de control de la erosión en montes pastoreados (Nueva Zelanda)
Control de la Erosión
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Contaminación Difusa
Gráfico Encinas a 5 metros
0
100
200
300
400
500
0 50 100 150 200
Nº of Total Roots (50x50 cm square)
Dep
th, c
m
d
α
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Reduce aportes de sedimentos, pesticidas, nitratos, ... desde los cultivos hasta los cursos de agua ⇒ Reduce eutrofización y colmatación.
Reduce los riesgos de inundación.
BOSQUES RIPARIOS: Control de lixiviación y erosión
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20 25
Anchura vegetación riparia, mN
utrie
ntes
, mg/
l
Nitrógeno
Fósforo
0
20
40
60
80
0 5 10 15 20Anchura vegetación riparia, m
Sed
iem
ntos
, g/L
Precipitación intensa
Precipitación moderada
Brady and Weil 2002
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Biodiversidad
0
100
200
300
400
Parasitoides Depredadores Polinizadores Detritívoros Herbívoros
Artrópodos
Abu
ndan
cia
AgroforestalMonocultivo
Middleton 2001
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
0
200
400
600
800
1000
SAF Chopo SAF Arce SAF Fresno Maiz
Sistema
Nº l
ombi
ces
/ m2
OtoñoVeranoPrimavera
Biodiversidad
Price 1999
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Fijación dc carbono atmosféricoFijación dc carbono atmosférico
• La fijación de Carbono ha sido evaluada en– 1 T/ha/año para una pradera desarbolada– 2.7 T/ha/año para una parcela agroforestal (100
chopos/ha). GORDON et al 2004
• Injección de carbono en profundidad (reciclado de raíces): 1.5 a 3 veces superior a biomasa, y de mayor permanencia.
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PRINCIPALES RESERVAS de C en la TIERRA (Pg C)
Caliche (en desiertos): > 800Fósil (combustibles): 4000Agua marina: 37300Sedimentos marinos: 3000Litosfera: 75 000 0000
Referido a 1994Amthor 1995
Atmosfera: 760Vegetación terrestre: 490 – 756Vegetación acuática: 3-4Materia orgánica del suelo: 1400 – 2000Hojarasca: 50-60Restos plantas muertas: 25-180Turba: 455Animal: 1.8
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Shorea
robu
sta in
t
Shorea
robu
sta S
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Shorea
robu
sta R
ef Pice
a abie
s 120
Rob
le+Hay
a 150
Pse
udots
uga 1
00
Picea a
bies 1
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Chopo
45
Pinus r
adiat
a 40
Pinus e
llioti 3
5
Mg
C h
a-1
0
0,5
1
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2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Mg
C h
a-1
y-1
Biomasa Productos M,org Tasa Anual
(Nabuurs & Mohren, 1995)
Estimación de Biomasa (por fraciones) y Tasa de acumulación
Estimación para 300 años
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Pago por fijar C y Coste por emitir PPago por fijar C y Coste por emitir P
541524212545-202011047330616612560152155313762732051411032059044835328522154256485204333653020
2.01.51.00.50P tax ($/lb)
Pago por fijación de C ($/Tn) PASTOSILVOPASTOTAL
1 lb = 0.45 kg; 1 acre = 0.4 ha1 Tn CO2 ≈ 7,7 € (Diario Siglo XXI, 11 enero 2005)
Valor de la tierra en el sur de Florida (U.S. $ / acre)
Alavalapati et al 2004
Proyecto SAFE - Univ. ExtremaduraGerardo Moreno Marcos
Son sistemas que producen madera y productos agrícolas, protegen el suelo, el agua y la fauna silvestres, diversifican el paisaje rural y la renta agrícola, y genera nuevas oportunidades de empleo.
SISTEMAS AGROFORESTALES
En los últimos años se han acumulado muchas evidencias que indican que los sistemas agroforestales son muy eficientes en términos de utilización de recursos (estructuralmente diversos), por lo que son sistemas que en muchos casos, además de ser ambientalmente recomendables, son económicamente rentables.
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