La gestión sostenible del regadío en la cuenca del Flumen

Tapia Barcones, Javier
Albiac Murillo, José (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2015

Abstract: Introducción La apropiación de los recursos naturales renovables y no renovables para cubrir las necesidades humanas se ha producido en todas las sociedades humanas, en forma de bienes privados, comunales o públicos. En las sociedades preindustriales, la presión de las extracciones sobre los recursos no era muy intensa, por lo que las actividades humanas tenían en general un impacto limitado sobre la degradación y escasez de los recursos naturales. A partir de la revolución industrial del siglo dieciocho, el enorme crecimiento de las actividades económicas y la población han provocado una degradación significativa de los recursos naturales y de los ecosistemas. La sobreexplotación de los recursos, la destrucción de hábitats con pérdidas de biodiversidad, y las emisiones contaminantes se han convertido en problemas serios que amenazan la sostenibilidad de las sociedades. Un ejemplo es el cambio climático que va a tener efectos negativos importantes sobre las actividades económicas y el bienestar de la humanidad. Existen dos enfoques para analizar los problemas de la degradación de los recursos naturales y el medio ambiente. Un enfoque es el de la economía ambiental basado en el concepto de la sostenibilidad débil, en el que el capital natural puede sustituirse por capital creado por los hombres. La economía ambiental analiza las externalidades medioambientales y la escasez de recursos, y plantea la solución de internalizar las externalidades en los mercados y mantener el nivel de consumo de la sociedad (Solow 1986, Hartwick 1978). El otro enfoque es el de la economía ecológica basado en el concepto de sostenibilidad fuerte, en el que existe un capital natural crítico que no puede sustituirse por capital creado por los hombres (Boulding 1966, Common y Perrings 1992). La economía ecológica analiza la capacidad de carga de los recursos naturales y el medio ambiente, por lo que es necesario establecer límites a su degradación. En esta tesis se utiliza las herramientas de análisis de la economía ambiental, pero con un especial énfasis en la incorporación de los procesos biofísicos subyacentes para reforzar la dimensión de sostenibilidad de los resultados que se obtengan. En esta tesis se examina la gestión sostenible de los recursos hídricos en la agricultura, y en el análisis se tiene en cuenta el marco institucional y normativo relacionado con los recursos hídricos. En el marco institucional es clave la autoridad de cuenca, y en el marco normativo las directivas de la Unión Europea que afectan a la cantidad y calidad del agua (Directiva de Nitratos [1991], Directiva de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas [1991], y Directiva Marco del Agua [2000]). La principal directiva es la Directiva Marco del Agua, que establece como objetivo la protección y mejora del buen estado ecológico de los ecosistemas acuáticos, y la prevención de su deterioro. La directiva señala que la protección de los recursos hídricos se consigue mediante el uso eficiente y sostenible del agua, la limitación de las extracciones, y la reducción de las cargas de contaminación, tanto puntuales como difusas. El sector primario es un sector clave cuando se trata de la protección y conservación del medio ambiente y los recursos naturales. El proceso de industrialización y terciarización de la economía ha llevado a la pérdida de importancia económica y social del sector primario en los países desarrollados así como las menores necesidades de mano de obra, el abandono de la actividad y la consecuente despoblación de las áreas rurales. La importancia del sector primario ha llevado a la redefinición del sector teniendo en cuenta además del valor económico de mercado, sus beneficios multifuncionales, es decir su relación con los ecosistemas y la generación de servicios medioambientales. Las actividades agrícolas, ganaderas y forestales durante los últimos siglos han conformado el capital natural del territorio. La desaparición de estas actividades tradicionales tiene no sólo costes económicos, sino también elevados costes sociales y medioambientales. Un ejemplo evidente de este proceso se da en el territorio de Aragón, con un enorme problema de despoblación en el entorno rural que ha llevado a la reducción y desaparición de las actividades ganaderas y forestales tradicionales, y la degradación de las zonas de pastos y de los bosques. El territorio de Aragón abarca una extensión de casi cinco millones de hectáreas. Los sectores agrario y forestal ocupan casi cuatro millones de hectáreas, de las que la mitad son tierras de cultivo, y la otra mitad praderas y montes. El sector primario de Aragón representa el 4 por cien del valor de la producción y el 6 por cien de la población ocupada de la región, y está ligado a una importante industria agroalimentaria que es la segunda rama industrial con un 12 por cien de la producción y un 11 por cien del empleo industrial. La producción agraria alcanza los 3.800 millones de euros, de los que 1.450 millones los aportan las actividades de cultivo y 2.200 millones las actividades ganaderas. Los grupos de producciones con mayores ingresos son cereales (670 millones €), frutales (370) y forrajeras (210) en cultivos, y porcino (1.350), bovino carne (330) y ovino y caprino (85) en la ganadería. El valor de mercado de las actividades forestales es muy pequeño, menor a los 20 millones €, no alcanza el 1 por cien de la producción del sector primario, y con una creación de empleo en torno a las 3.000 personas en Aragón, aunque su importancia local para algunas poblaciones es significativa y sirve para sostener el uso tradicional del bosque. Las actividades que generan ingresos son madera, leña, caza y setas, mientras que otros servicios como la fijación de carbono y la contribución al ciclo del agua, o los servicios recreativos o de paisaje están fuera del mercado y no generan ingresos (anuario estadístico agrario de Aragón 2008-2009, macromagnitudes del sector agrario aragonés 2013). 1.1 Importancia del trabajo En esta tesis se abordan aspectos medioambientales del sector primario en Aragón, es decir, de las actividades agrícolas, ganaderas y forestales. Todas estas actividades generan externalidades tanto positivas como negativas. Entre las externalidades positivas podemos incluir, entre otras, el cuidado y mantenimiento del territorio como soporte de la biodiversidad, el cuidado de los bosques junto a otra vegetación y la fauna, la fijación de la población rural, la reducción de la probabilidad de inicio y propagación de incendios, la prevención del avance de la desertificación, la reducción de la erosión, la fijación de CO2 por la vegetación, entre otras. Entre las externalidades negativas podemos destacar la sobreexplotación de los recursos naturales, y la contaminación y degradación del medio ambiente. En esta tesis se pretende evitar parte de las limitaciones de los estudios en economía medioambiental y de los recursos naturales. Para ello se estudian los diferentes aspectos económicos y medioambientales a partir del conocimiento de los procesos biofísicos subyacentes. En el trabajo se incorporan tanto las características económicas de las actividades agrarias como las características biofísicas de la zona de estudio. La relación entre los sistemas económicos y biofísicos suele hacerse, o bien mediante modelos económicos que incluyen parámetros biofísicos, o bien mediante modelos económicos que incluyan componentes biofísicos. En cualquiera de los dos casos los modelos presentan problemas de modelización. El modelo bioeconómico elaborado en esta tesis incluye la toma de decisiones de producción de los agricultores, mediante la utilización de funciones de producción y contaminación de los cultivos. Se tiene en cuenta tanto los procesos económicos como los biofísicos que reflejan el comportamiento de los agricultores ante distintas medidas de políticas de gestión y control de la contaminación o reparto eficiente del agua de riego. La economía del medio ambiente y de los recursos naturales es una materia compleja, y abarca diferentes áreas del conocimiento interrelacionadas. La fuerte especialización de las distintas disciplinas supone un esfuerzo de integración imprescindible para un análisis de políticas que tenga sentido y se fundamente en los procesos biofísicos. La presente tesis trata de paliar, en la medida de lo posible, esos problemas. Por ello, aborda tres temas de investigación estudiados de forma independiente y estudiando las posibles relaciones entre ellos. En el capítulo 2 se estudia el reparto eficiente de agua en la agricultura en una comunidad de regantes bajo escenarios de escasez, y los efectos de distintas reglas de reparto entre los agricultores. En el capítulo 3 se estudia la calidad del agua de riego mediante el estudio de la contaminación difusa de nitratos en la agricultura. En el capítulo 4 se estudia el balance de gases de efecto invernadero (GEI), contabilizando los provenientes de los sectores agrícola, ganadero y la captación de carbono realizada en bosques. Se estudia el problema de utilización de purines provenientes del sector ganadero en el marco del estudio de las políticas de mitigación del cambio climático. Finalmente en el capítulo 5 se presenta el resumen y las conclusiones del trabajo, donde se generalizan los resultados empíricos obtenidos en las distintas partes de la tesis, desde un enfoque teórico. La zona de estudio de cada uno de los capítulos ha sido la Cuenca del río Flumen. La Cuenca del Flumen se sitúa en la provincia de Huesca, en Aragón. Los municipios pertenecientes a esta cuenca abarcan territorios de tres comarcas: Alto Gállego, Hoya de Huesca y Monegros. La cuenca tiene una superficie de 1.443 km2, de los que una tercera parte son tierras en regadío. Otro problema de la investigación en economía del medio ambiente y los recursos naturales es la débil aplicación empírica que suelen tener los modelos planteados en diferentes estudios, que si bien se fundamentan en la teoría económica en su concepción, se alejan del mundo real en su aplicación. La metodología de este trabajo también se apoya en los modelos teóricos y el diseño de de políticas que se describen en la literatura para resolver los problemas estudiados. En la investigación en economía del medioambiente y de los recursos naturales es importante poder aplicar los resultados de los modelos y del análisis de políticas. Todos los capítulos de este trabajo recogen datos empíricos de la cuenca o simulaciones generadas a partir de datos empíricos recogidos mediante encuestas o expertos que trabajan en la zona. A este respecto, en el capítulo 2 se presenta el primer estudio de aplicación de reglas de reparto de agua aplicada a una comunidad o cuenca con datos empíricos. Este esfuerzo de análisis empírico se complementa con el diseño de escenarios de medidas teniendo en cuenta que la implementación y control sea factible. Por último, en el capítulo 3 se estudia por primera vez un estudio de la contaminación difusa diferenciando a la vez los sistemas de riego y los tipos de suelo. 1.2 Objetivos Esta tesis tiene un objetivo general y objetivos específicos para cada capítulo. El objetivo general es realizar un análisis económico y medioambiental del sector primario en la Cuenca del Flumen. Los objetivos específicos del capítulo 2 sobre las reglas de reparto de agua bajo situaciones de escasez son: a) Modelizar las funciones de producción y margen neto de los sistemas de riego, inundación y aspersión, en los tipos de suelo de la Cuenca. b) Examinar los ganancias privadas y aumento en el bienestar social en situaciones de escasez cuando se utilizan reglas que persiguen la eficiencia en lugar de las actuales reglas de reparto de agua en una comunidad de regantes. c) Comparar los resultados anteriores con una regla de creación de mercado de agua. d) Estudiar las reglas de votación y posibilidades de implementación de las reglas. e) Establecer las compensaciones necesarias entre agentes para que los cambios en las reglas de reparto sean preferidas por todos los agricultores. Los objetivos específicos del capítulo 3 sobre contaminación difusa son: f) Construir un modelo bioeconómico para analizar la situación de la contaminación difusa en cada tipo de explotación tipo y en toda la cuenca del Flumen. g) Utilizar el modelo anterior para analizar la respuesta de los agricultores ante la implementación de distintas políticas de control de la contaminación por nitratos, en concreto, umbrales homogéneos de reducción de la contaminación, umbrales heterogéneos, impuestos sobre emisiones, y límites a las emisiones conjuntas en la cuenca. h) Establecer los umbrales de reducción de contaminación óptimos para el control de la contaminación en la Cuenca. i) Analizar el coste de reducción de la contaminación que tienen las medidas estudiadas para los agricultores. Los objetivos específicos del capítulo 4 sobre balance de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y políticas de mitigación del cambio climático son: j) Estudio de las emisiones de GEI en el sector primario de la cuenca del Flumen. k) Balance de GEI en el sector primario de la cuenca. l) Aplicación de las políticas de reducción de la contaminación difusa desarrolladas en el capítulo anterior. m) Estudio de la utilización de purines y estiércoles sólidos en la agricultura de la cuenca. n) Estudio del secuestro de carbono en bosques, y gestión forestal encaminada a aumentar la fijación de carbono. Por tanto se estudian los sectores agrario, ganadero y forestal, y sus interrelaciones, y también se analiza en profundidad la cantidad y la calidad óptimas de agua de riego en la agricultura. Además se examinan diversas medidas para aumentar la eficiencia en el reparto de la cantidad de agua entre agricultores, y para mejorar la calidad mediante el control de la contaminación difusa. 1.3 Metodología La tesis trata cuestiones relacionadas con el uso de la tierra, la escasez de agua, y el cambio climático. Para la correcta consecución de los objetivos se han elaborado distintos modelos bioeconómicos aplicados a la cuenca del Flumen. La metodología es diferente según los objetivos a alcanzar en cada capítulo. El segundo capítulo sobre escasez y asignación del agua de riego analiza la eficiencia de reglas de asignación del agua de riego entre usuarios de un colectivo de regantes. Las distintas reglas se evalúan en escenarios con escasez en la disponibilidad del agua de riego, cuya probabilidad aumentará con el cambio climático. Para examinar las asignaciones de agua se utiliza un modelo que maximiza el bienestar social, y que está formado por agricultores heterogéneos con diferentes sistemas de riego y tipos de suelo, y con distintas funciones de rendimiento. La especificación de la forma funcional es cuadrática, e incluye las variables agua de riego, nitrógeno, y stock de nitrógeno en suelo. Se definen seis tipos de explotación de cultivo de maíz, que combinan dos sistemas de riego (aspersión e inundación), y tres tipos de suelo (Chacilla, Corraletes y Planteros). Estas funciones se estiman por tipo de suelo y sistema de riego, mediante datos recogidos por encuesta y la utilización del paquete de simulación de crecimiento de cultivos EPIC. Los resultados se han verificado con datos reales de las explotaciones de la zona. Las funciones de respuesta del rendimiento del maíz al agua, se utilizan para examinar el actual sistema de reparto de agua de las comunidades de regantes, así como los efectos sobre el margen neto de los agricultores que tienen las distintas reglas de asignación en situaciones de escasez de agua moderada o severa. Se han examinado cuatro reglas sociales: la regla proporcional, la regla uniforme, la regla secuencial, y la regla de mercado de agua. La regla social que se aplica actualmente es la regla proporcional, en la que cada agricultor heterogéneo recibe la misma cantidad de agua por hectárea. Debido a la heterogeneidad de los agricultores, existe margen para realizar una reasignación de agua de forma más eficiente a partir de la regla proporcional. La regla uniforme parte de una asignación inicial proporcional entre los agricultores, para modificar a continuación esta asignación siguiendo las preferencias reveladas por los agricultores. Se permite que algunos agricultores puedan pedir menos agua que la proporción igualitaria que les corresponde inicialmente, permitiendo que la cantidad de agua liberada se reasigne entre el resto de los agricultores demandantes. Esta reasignación permite conseguir una mejora de eficiencia en el sentido de Pareto. La regla secuencial tiene en cuenta la heterogeneidad de los agricultores en cuanto a la productividad de cada explotación, y parte de una asignación inicial del recurso distinta entre los agricultores. Esta asignación inicial puede responder a distintos criterios como son: antigüedad de los derechos sobre el recurso, fomento de técnicas de producción ventajosas, reducción de la carga de contaminación, rentabilidad económica, protección de los ecosistemas u otras. La regla secuencial promueve la eficiencia al asignar el agua en relación a la productividad de los agricultores. La regla del mercado de agua es un tipo de regla social que permite alcanzar el máximo bienestar social, cuando la asignación de agua entre los agricultores es tal que maximiza el beneficio privado de cada agricultor. Esta solución de asignación óptima podría alcanzarse a través de la planificación social, o también mediante el mercado de agua que genera una asignación y un precio de equilibrio óptimos. Una vez realizado el análisis de las diferentes reglas de asignación de agua, se estudia la viabilidad que puede tener el cambio en las reglas de asignación, y las posibilidades de implementación de las reglas mediante los sistemas de votación. Para ello, se determina cuales son los agricultores ganadores y perdedores en términos de incrementos o pérdidas de sus beneficios privados ante cambios en las reglas de reparto de agua. De esta forma se puede conocer cuántos agricultores pueden estar a favor o en contra de cambiar el sistema actual de reparto de agua. Aplicando los sistemas de votación más extendidos ¿mayoría simple, dos terceras partes- se puede observar si en las comunidades de regantes podría instaurarse nuevas reglas de asignación de agua sin que se perjudique a la mayoría de los agricultores. En el tercer capítulo sobre contaminación difusa por nitrógeno de la agricultura, se estudia la contaminación difusa producida por el lixiviado de nitratos en la agricultura. Las principales fuentes de contaminación por nitrógeno de los cursos de agua son los usos agrícolas, industriales y urbanos. En el caso de los usos industriales y urbanos, la contaminación es puntual porque el origen está localizado en un punto del espacio, y la medición y control de la carga contaminante son relativamente sencillas. El control de la contaminación difusa es mucho más complejo. Esta complejidad se deriva del coste prohibitivo que tiene la observación de las emisiones contaminantes en el origen, y también por la dificultad de conocer el proceso de transporte y destino de los contaminantes en el ambiente. La consecuencia es que no pueden utilizarse los instrumentos de control diseñados para la contaminación puntual. El bienestar social de las actividades de cultivo se define como el beneficio privado de la producción de los agricultores, menos el daño medioambiental de la contaminación que generan estas actividades de producción en la cuenca. El beneficio privado depende de la producción y el daño medioambiental de la carga de emisiones contaminantes en la cuenca. Se utiliza un modelo biofísico que incluye funciones de rendimiento, lixiviado, beneficio privado y bienestar social. El modelo sirve para analizar el comportamiento de los agricultores con cultivo de maíz en los sistemas de riego de aspersión e inundación y distintos tipos de suelo. En un primer paso se genera un modelo para cada explotación tipo, y posteriormente un modelo global de toda la Cuenca. Los resultados de simulación se validan mediante la comparación con los datos reales de la zona de estudio. Posteriormente se implementan escenarios de política de control de la contaminación. Estos escenarios plantean diversas medidas de política medioambiental para la reducción de la carga de nitratos en los cursos de agua. Los escenarios de medidas de control consisten en un escenario de medidas heterogéneas de control, distinguiendo tres umbrales de reducción de la contaminación distintos según el tipo de suelo cultivado. Un escenario de medidas homogéneas a partir de un mismo umbral de reducción para todos los tipos de suelos. Finalmente se plantea un escenario que establece un umbral de reducción de contaminación que se corresponde con el precio sombra de la contaminación de las emisiones conjuntas de toda la cuenca. A continuación se calculan los costes de reducción de la contaminación para cada medida (abatement cost) como diferencia entre la cuasirenta privada de cada una de los escenarios y la situación actual (o base sin medidas). Estos costes se dividen por el nivel de contaminación por lixiviado que se ha conseguido reducir, para obtener el coste de reducción unitario. El coste de reducción unitario permite comparar la eficiencia económica de todas las medidas implementadas, y poder utilizar la información en la toma de decisiones por el regulador. El cuarto capítulo examina los aspectos de cambio climático, emisiones de GEI, escasez de agua, y políticas de mitigación y adaptación en la cuenca. En el capítulo se analizan cuestiones relacionadas con el uso del territorio y el cambio climático: las emisiones GEI del sector primario, y las políticas de mitigación y adaptación al cambio climático. En primer lugar se realiza un estudio de los gases de efecto invernadero emitidos y capturados por el sector primario de la Cuenca del Flumen. Seguidamente se realiza un balance de GEI del sector primario en la cuenca. La metodología utilizada para el balance de emisiones es una combinación entre los métodos de la Agencia Europea de Medioambiente (EEA 2006) y los métodos del IPCC (1996), teniendo en cuenta las aportaciones de Kahil (2011). Los métodos de la Agencia Europea de Medioambiente se basan en la determinación de los factores de emisión por cada unidad de actividad, y los del IPCC se basan en ecuaciones físico-químicas. El balance diferencia los subsectores agrícola, ganadero y forestal, y está desagregado por municipio y por tipo de fuente de emisión. En el sector agrícola se calculan las emisiones directas de óxido nitroso de los fertilizantes emitidas al abonar los cultivos, y las emisiones indirectas de óxido nitroso prevenientes del proceso de lixiviado de nitrógeno en las parcelas hasta los cursos de agua. En las actividades ganaderas se evalúan las emisiones de metano y de óxido de nitrógeno. Las emisiones de metano se derivan de la fermentación entérica de los animales, y las emisiones de óxido nitroso se derivan del manejo y aplicación de los purines y estiércoles sólidos. La estimación de las emisiones de metano de la fermentación entérica, y del metano y óxido nitroso del estiércol se realiza con los métodos del IPCC. En el sector forestal se examina su función como sumidero de carbono. La fijación de carbono de los bosques es un componente importante en el diseño de las políticas de mitigación del cambio climático. En el trabajo se calcula el stock y la fijación anual de toneladas de CO2 almacenado por los bosques de la cuenca. El cálculo se realiza siguiendo los métodos ofrecidos por el IPCC. El cambio climático reducirá de forma significativa la disponibilidad de agua. Para contrarrestar estos problemas de escasez de agua, se examinan medidas de adaptación al cambio climático. En el trabajo se evalúan diversas medidas medioambientales en cada uno de los subsectores para la adaptación de los recursos hídricos al cambio climático, así como para la mitigación de las emisiones GEI. En el subsector agrícola se aplican las políticas examinadas en el capítulo 3 para la reducción de la contaminación difusa por nitratos. Una cuestión de importancia es la interrelación entre subsectores, en especial entre la ganadería y los cultivos, ya que las deyecciones de la ganadería pueden utilizarse como abono orgánico. Por ello, se estudia la utilización de purines y estiércoles sólidos en la agricultura procedentes del sector ganadero. También se tienen en cuenta los límites generales establecidos en la Directiva de Nitratos (1991) y las zonas vulnerables declaradas en la zona, donde los límites de abonado orgánico se reducen. Finalmente, se evalúan escenarios en el sector forestal que involucran una gestión medioambiental más activa, promoviendo un aumento en el carbono fijado como uno de los objetivos de la gestión. 2. Conclusiones En este capítulo se presentan las principales conclusiones de los temas analizados en la tesis: la asignación de agua en una comunidad de regantes ante escenarios de escasez, el problema de la contaminación difusa por nitratos en la agricultura, y las políticas para la mitigación y adaptación del cambio climático en los subsectores agrícola, ganadero y forestal del sector primario. La escasez de los recursos hídricos es un problema serio en la mayoría de las cuencas de la península Ibérica. La actual escasez se agravará en las próximas décadas como consecuencia del cambio climático, con el aumento de la temperatura y la evapotranspiración, la disminución de las precipitaciones, y el incremento de la frecuencia y duración de los fenómenos climáticos extremos. En el capítulo 2 se analizan distintas reglas de reparto de agua examinando sus resultados respecto a la eficiencia y productividad del agua. La regla de reparto de agua actual basada en derechos tradicionales se compara con otras reglas de reparto alternativas, en una comunidad de regantes en situación de escasez de agua. El estudio de la escasez de agua en el regadío tiene importancia por la presión sobre los recursos hídricos de las actividades económicas y del impacto del cambio climático. Se han estudiado cuatro reglas de reparto de agua: la regla proporcional o situación actual, la regla uniforme, la regla secuencial, y la regla de mercado. Para cada regla de reparto se han simulado dotaciones de agua entre escasez severa (3.000 m3/ha) y una situación sin escasez (8.000 m3/ha). Los principales resultados son los siguientes: en situaciones de ausencia de escasez, los cultivos en riego por aspersión alcanzan el óptimo económico entre 5.000 y 5.500 m3/ha, mientras que los cultivos en riego por gravedad alcanzan el óptimo entre 8.000 y 8.500 m3/ha. En consecuencia, los cultivos en riego por inundación son los más propensos a generar mayores pérdidas en situaciones de sequía. El factor tipo de suelo no tiene gran influencia en el óptimo económico. En relación al bienestar social generado por las reglas, la regla actual de reparto es la que proporciona un menor bienestar, mientras que la regla de mercado es la que proporciona el mayor nivel de bienestar en todos los escenarios de dotaciones iniciales. La diferencia de bienestar entre las reglas es mayor bajo escasez moderada (entre 4.500 y 6.000 m3/ha) que bajo escasez severa (entre 3.000 y 4.500 m3/ha). Por tanto, la ganancia potencial derivada de un cambio de reglas de reparto es significativa en situaciones de escasez severa, cuya frecuencia y duración aumentará con el cambio climático. En situaciones sin sequia, donde la oferta de agua cubre las necesidades de los cultivos (entre 6.500 y 8.000 m3/ha), las diferencias derivadas del cambio de reglas se reducen considerablemente ya que cualquier regla de reparto proporciona el agua necesaria para los cultivos. El cambio de una regla proporcional a una regla uniforme genera un aumento significativo del bienestar a partir de dotaciones de 5.500 m3/ha. Este nivel de dotación permite alcanzar el óptimo económico a algunos cultivos generando un excedente de agua que puede reasignarse. La regla uniforme posee mecanismos para reasignar el agua sobrante de los cultivos que alcanzan su óptimo. Para dotaciones menores a ese nivel no existen diferencias entre las reglas proporcional y uniforme bajo ningún escenario. El cambio de la regla actual a una regla secuencial sirve para que las explotaciones con riego por aspersión alcancen su óptimo económico con menores dotaciones, por lo que aumentos en la dotación disminuyen su productividad marginal por debajo de la productividad marginal de las explotaciones con riego por inundación. El cambio de regla aumenta el bienestar, aunque las explotaciones con riego por aspersión reducen sus beneficios respecto a la regla de reparto actual, lo que podría dificultar el cambio de regla. El aumento del beneficio de las explotaciones con riego por inundación es superior a la pérdida de las explotaciones con riego por aspersión, lo que permitiría compensar a estas últimas para que acepten el cambio de regla. La cuantía mínima de compensación varía según el escenario de dotación inicial. El cambio a una regla de mercado logra una asignación óptima del recurso. La regla de mercado sirve para maximizar los beneficios individuales y alcanzar el máximo bienestar de todas las explotaciones. El mercado de agua sirve para aumentar los beneficios tanto de los demandantes como de los oferentes del recurso respecto a la regla de reparto actual. Al no existir explotación que se encuentre en peor situación bajo la regla de mercado, no existen incentivos para negarse al cambio de regla y no será necesaria ninguna compensación. El precio de equilibrio del mercado es proporcional al grado de escasez, con una variación entre 41 céntimos €/m3 para dotaciones de 3.000 m3/ha (escasez severa), y los 5 céntimos €/m3 cuando la dotación es 8.000 m3/ha (abundancia). El problema de la contaminación difusa por lixiviado de nitrógeno en la agricultura se estudia en el capítulo 3. La calidad de las masas de agua es una cuestión tan importante como la calidad, y un factor significativo es la contaminación difusa proveniente de la agricultura. El análisis de las medidas para reducir la contaminación difusa presenta grandes dificultades derivadas del coste prohibitivo que tiene la información sobre las emisiones en el origen (parcela), la complejidad de los procesos de transporte y destino de los contaminantes del origen al ambiente, los incentivos al comportamiento estratégico de los agentes, y los problemas de información asimétrica entre los agentes y el regulador. Por ello es necesario utilizar otros tipos de políticas de control de la contaminación distintas a las de la contaminación puntual, lo que impide aplicar el principio de quien contamina paga. En el trabajo se plantean tres escenarios para el control de la contaminación: medidas heterogéneas de control, distinguiendo tres umbrales de reducción de contaminación diferentes según cada tipo de suelo (20%, 12%, 8%), medidas homogéneas con un umbral único de reducción de contaminación independiente del tipo de suelo, y un umbral conjunto de reducción del 15% de las emisiones agregadas de la cuenca, correspondiente al precio sombra de la contaminación. Los resultados indican que existen ventajas en las medidas de control ¿first-best¿ (óptimas) que tienen en cuenta la heterogeneidad de las explotaciones. Estas medidas son la medida que incorpora distintos umbrales de contaminación para cada tipo de suelo, o la medida que fija un umbral de reducción del 15 por cien para las emisiones conjuntas de la cuenca. Este tipo de políticas genera mayor bienestar social a un coste moderado de la política en términos de pérdida de renta por parte de los agricultores, alcanzando un nivel óptimo de contaminación para el conjunto de la cuenca. Las políticas que tienen en cuenta la heterogeneidad de las explotaciones consiguen que las explotaciones más productivas reduzcan sus emisiones en menor proporción que las explotaciones menos productivas, con lo que se logra mantener la renta de la cuenca. Los resultados de algunos escenarios son similares. Así, el establecimiento de un umbral conjunto de reducción de emisiones agregadas en toda la cuenca es equivalente a aplicar umbrales heterogéneos de reducción por tipo de suelo. La fijación de un umbral conjunto es un instrumento que simplifica y abarata los costes de implementación y control de la contaminación, utilizando mediciones de la carga de contaminación en las salidas de los polígonos a los cursos de agua, que estén ligadas a incentivos del cumplimiento de la política en forma de penalización o bonificación. Por otra parte, esta política de umbral conjunto permite una mayor libertad en la toma de decisiones coordinadas por parte de los agricultores. Las políticas de medidas homogéneas establecen un umbral único de reducción para todas las explotaciones, que puede ser del 8, 12 o del 20 por cien. El bienestar social que se logra es inferior al que se alcanza con la aplicación de medidas heterogéneas. El umbral del 8 y el umbral del 12 por cien se sitúan por debajo de la reducción óptima, mientras que el umbral del 20 por cien está por encima. El bienestar social de las medidas homogéneas aumenta al pasar de un umbral único del 8 al umbral del 12 por cien, pero el bienestar disminuye con un umbral único del 20 por cien con el que se obtienen los peores resultados. Es coste de reducir la contaminación en cada escenario viene dado por la pérdida de renta neta de los agricultores. La pérdida de renta es proporcional a la reducción de contaminación que se consigue en cada escenario. Otro problema asociado a la implementación de medidas de reducción homogéneas es la fijación del umbral de reducción. Con un umbral demasiado bajo se genera un nivel de contaminación superior al óptimo, mientras que con un umbral demasiado alto se limita de forma excesiva el beneficio privado de los agricultores. Una selección errónea del umbral de reducción puede provocar una disminución del bienestar social respecto a la situación actual, y costes desproporcionados para los agricultores que se opondrán a la medida y la harán fracasar. En el caso de superar el nivel de contaminación conjunta, debido a la imposibilidad de conocer a los infractores individuales, la penalización vendrá dada por el coste de daño del exceso de emisiones (53,9 euros/ha) que se impondría a cada explotación de la cuenca. En el escenario de medidas heterogéneas, este óptimo de contaminación se alcanzaría, ya que la penalización de 53,9 euros/ha supera al coste de cumplir con los umbrales de reducción. Si el regulador decide establecer una medida homogénea, se fijará un umbral de reducción aproximado según la información de la que disponga el regulador y su viabilidad política. Si el umbral seleccionado es un 8 o un 12 por cien, los agricultores cumplirán con el umbral de reducción ya que la penalización por incumplimiento es superior al coste de la medida para los agricultores. Si el umbral seleccionado es del 20 por cien o incluso superior, el coste de la medida para las explotaciones en suelo Planteros supera a la penalización por incumplimiento, por lo que habrá incentivos de incumplimiento. Este incumplimiento tendrá como consecuencia penalizaciones no solo para las explotaciones de ese tipo de suelo sino para todas las explotaciones de la cuenca. En ese caso, el sistema de penalización idéntica no asegura el óptimo de emisiones, ya que algunas explotaciones pueden preferir incumplir el umbral y pagar la penalización. La mejor opción es conseguir la acción colectiva en el control de la contaminación, estableciendo un límite de las emisiones a nivel de cuenca, dejando que de forma interna los agricultores se organicen en el control de la contaminación y su cumplimiento de la forma que deseen. En el capítulo 4 se examinan las emisiones y captura de gases de efecto invernadero, y se plantean políticas de mitigación para reducir el balance de emisiones de estos gases a la atmósfera. El análisis del sector primario se realiza diferenciando los subsectores agrícola, ganadera y forestal, y examinando políticas de reducción de la contaminación que se adapten a cada subsector. El subsector agrícola y el subsector ganadero son emisores de este tipo de gases. En cada subsector se evalúan tanto las emisiones directas como las emisiones indirectas. El subsector forestal captura carbono en la biomasa de los arboles. El balance de gases de efecto invernadero del sector primario alcanza unas emisiones netas de 205.000 t CO2 equivalente. Este balance es la suma de 101.000 t CO2 emitidas por el subsector agrario, 163.000 t CO2 emitidas por el subsector ganadero, y 60.000 t CO2 capturadas por el subsector forestal. A nivel municipal, en 33 municipios hay emisiones netas y en 12 capturas netas. Entre los mayores emisores destacan Robles, Lanaja, Huesca y Lalueza con emisiones por encima de las 10.000 t CO2, y en especial Grañén y Sariñena con 30.000 t CO2. Entre los municipios con mayores capturas netas destacan Arguís y Nueno, con capturas superiores a las 10.000 t CO2. En el trabajo se han examinado distintas políticas de reducción de la contaminación en los subsectores primarios de la cuenca del Flumen. En el sector agrícola se analizan las políticas de reducción de la contaminación difusa por nitratos que ya se han considerado en el capítulo 3. En el sector ganadero se examina el cumplimiento de las normas que recomiendan usar los nitratos procedentes del sector ganadero como abonado en el sector agrario. De esta forma, se reduce las emisiones de GEI y la contaminación de las masas de agua. En el sector forestal se examinan políticas de mitigación del cambio climático mediante medidas de gestión silvícola que tengan como objetivo aumentar la fijación de carbono en la biomasa de los árboles. Los principales resultados de las políticas analizadas son los siguientes. En el sector agrícola, la contaminación por lixiviado de nitrógeno es superior a la contaminación óptima que se emitiría al internalizar el coste medioambiental producido por el daño. El bienestar social aumenta al introducir medidas de control de la contaminación difusa. Ahora bien, un umbral de reducción erróneo muy elevado provocaría la caída del bienestar social por debajo de la situación actual, y unas pérdidas elevadas de renta de los agricultores. La reducción óptima de contaminación ha de fijarse teniendo en cuenta la heterogeneidad de las explotaciones. Las políticas que alcanzan un mayor bienestar social cercano a los 9,59 millones de Euros, son las que incorporan la heterogeneidad de las explotaciones, como el escenario de medidas heterogéneas o el escenario de límite conjunto de contaminación. Las pérdidas de renta de los agricultores son moderadas en todos los escenarios de política, entre el 2 y el 5 por cien. La pérdida mayor de renta del 5 por cien corresponde a un umbral de reducción por encima del umbral óptimo del 15 por cien. Estas pérdidas moderadas tienen su fundamento en que el maíz es un cultivo de elevado beneficio económico, con lo que internaliza el coste del daño medioambiental sin una reducción significativa de la actividad ni de la renta de los agricultores. Tanto la implantación de un límite conjunto como un umbral homogéneo del 12 por cien tienen un coste similar para los agricultores. Los costes para los agricultores del límite conjunto son inferiores a los costes de medidas heterogéneas. La medida de límite conjunto tiene unos costes de implementación y control para el regulador mucho menores que los costes prohibitivos de la medida de umbral único para todas las explotaciones. Otra desventaja del umbral único es que no tiene en cuenta las diferencias de productividad o de beneficio económico, obligando a reducir a todas las explotaciones su contaminación en el mismo porcentaje, lo que ocasiona pérdidas injustificadas en muchas explotaciones. Ahora bien, la medida de límite conjunto requiere de la cooperación de los agricultores para llevarse a cabo, sin la que no podría ser viable. Opciones alternativas a los umbrales de reducción de contaminación consistirían en introducir mecanismos económicos correctores mediante impuestos que graven las emisiones con una tasa igual al coste del daño ocasionado. Esta medida controla la contaminación pero supone un inmenso esfuerzo por parte de los agricultores que ven reducida su renta en un 25 por cien, llegando a ser inviables la continuidad de muchas explotaciones con pérdidas de la actividad y la población rural. Además, el esfuerzo del regulador para el cumplimiento de un impuesto sobre emisiones individuales sería impracticable. El sector ganadero en Aragón se caracteriza por una elevada concentración de explotaciones ganaderas de porcino, que dificulta el cumplimiento de la normativa medioambiental actual. Según esta normativa, los purines y estiércoles de la ganadería han de utilizarse como abonado orgánico en el sector agrícola. Los purines y estiércoles son aportados habitualmente de forma gratuita por los ganaderos, pero los costes de transporte, almacenado y aplicación limitan su utilización como abonado solo a distancias relativamente pequeñas. El análisis de la generación de purines y su uso se realiza a escala agregada para la cuenca, y a escala municipal. Se analizan tres posibles casos: i) sin limitación en el abonado orgánico de los cultivos sobre el abonado total; ii) con las limitaciones de la Directiva de Nitratos, una general de 210 kg N/ha para abonado orgánico y otra especifica de 170 kg N/ha para las zonas declaradas vulnerables; y iii) un caso más realista que consiste en cumplir los límites de la Directiva de Nitratos junto con un uso efectivo de abonado orgánico del 25-30 por cien respecto al abonado total. En el primer caso, la demanda de abonado a nivel agregado (13.860 tN) supera la oferta de purines (12.070 tN). A nivel municipal aparecen desajustes en 15 municipios que no pueden absorber su producción de purines, con excedentes que varían entre 3 y 417 tN, por lo que sería necesario algún mecanismo que facilite la exportación de purines entre municipios. En el segundo caso, la demanda de nitrógeno en la cuenca a nivel agregado (13.000 tN) sigue estando por encima de la oferta de purines (12.070 tN), y son mayores los desajustes a nivel municipal donde no se pueden absorber los purines de sus explotaciones. En el tercer caso, la demanda a nivel agregado no puede absorber la oferta de purines, y a nivel municipal aparecen excedentes en 33 de los 37 municipios que no pueden absorber sus purines como abonado. Por lo tanto, la oferta de purines de la ganadería en la cuenca se sitúa muy por encima de la capacidad real de absorción que posee su agricultura, y los purines no se pueden utilizar como abonado orgánico para cumplir la normativa medioambiental. En consecuencia, parece necesario crear mecanismos para incrementar la demanda de purines. Estos mecanismos podrían ser ayudas para el transporte y aplicación de purines a zonas más alejadas, inversiones en plantas de tratamiento de purines, o reducciones de la oferta de purines disminuyendo la concentración de la cabaña de porcino y compensando las pérdidas de renta de la población rural con la introducción de otras actividades. Tanto la medida de transportar el estiércol a mayor distancia como la mediad de plantas de tratamiento requieren subvenciones significativas para su funcionamiento. Los estudios empíricos muestran que la solución de utilizar purines como abonado no es rentable económicamente cuando la distancia de la granja a la parcela supera los 10 kilómetros (Iguacel et al., 2007). Por último, se evalúa la función del sector forestal como sumidero de carbono. La utilización de las masas forestales es un elemento importante en las políticas de mitigación del cambio climático. Una gestión silvícola orientada al aumento de la biomasa y la captura de carbono de las masas forestales permite aumentar significativamente la fijación de carbono de la atmosfera. En este trabajo se examina la gestión de las cuatro especies predominantes de la zona. Los resultados muestran que es posible aumentar de forma sustancial el carbono fijado en la biomasa, pero también que los resultados difieren enormemente entre distintas especies y políticas de gestión. En la especie predominante, Pinus halepensis, se puede conseguir un incremento de hasta el 70 por cien del carbono fijado, mientras que en la especie del Pinus nigra el incremento es únicamente del 6 por cien con la mejor alternativa de gestión. Los resultados muestran la importancia de concentrar los esfuerzos de cambio de gestión en las especies con mayor potencial de incremento de captura de carbono. Incluso para una misma especie, la diferencia de resultados según el tipo de gestión indican que en algunas alternativas de gestión pueden incluso reducir la fijación de carbono. Las herramientas de gestión de bosques deben estar basadas en una información lo más exacta posible tanto de la zona concreta como de las variedades involucradas. El incremento porcentual medio de captura de carbono al aplicar la mejor alternativa a cada especie, se sitúa cerca del 50 por cien, lo que indica que todavía hay bastante recorrido para posibles mejoras en la gestión de los bosques como sumideros de carbono. En conclusión, la tesis examina un conjunto de políticas medioambientales de mitigación y adaptación del cambio climático en el sector primario de la cuenca del Flumen. Estas políticas medioambientales se centran en la escasez de agua, la reducción de emisiones GEI y la fijación de carbono por los bosques. La coordinación de estas políticas permite conseguir unos resultados superiores al considerar el sector primario en su conjunto logrando soluciones locales al problema de cambio global. La coordinación de políticas de reducción de emisiones GEI en los sectores agrícola y ganadero junto con una gestión silvícola de fijación de carbono, permite conseguir de manera más eficiente la reducción de emisiones netas de GEI a la atmosfera. Además, la coordinación de políticas entre los subsectores del sector primario permite potenciar las sinergias positivas de las medidas. Uno de los casos examinados es el problema de los purines y estiércoles y su utilización como insumos de abonado en la agricultura. Con ello se logra que los purines no contaminen el medioambiente, y a la vez que se aprovecha como abonado reduciendo los costes del cultivo. Por otra parte se logra evitar la carga contaminante de los purines sobre los cursos de agua evitando la degradación de la calidad de los recursos hídricos. La reducción de la contaminación difusa por nitratos se logra limitando la aplicación de los inputs agua de riego y nitrógeno abonado. El agua de riego que no se utiliza se puede reasignar según reglas de reparto de agua más eficientes, como la regla de mercado o la regla uniforme en lugar de la regla proporcional actualmente en vigor. La implementación de las políticas medioambientales examinadas ha de contar con la colaboración voluntaria de los agentes involucrados. La imposición de políticas basadas en mando y control o en impuestos, sin la cooperación de los agricultores, tienen pocas probabilidades de éxito, debido a la asimetría de información entre regulador y agricultores, y al comportamiento estratégico de los agricultores. La puesta en marcha de políticas no consensuadas requeriría un enorme esfuerzo de medición, control y cumplimiento por el regulador que las convierte en inviables. España tiene una gran tradición de cooperación entre los usuarios del agua en instituciones como las juntas de explotación, las comunidades de regantes, o las confederaciones que es necesario aprovechar. Para que los agricultores cooperen en el aumento del bienestar social y reduciendo las externalidades negativas (reducción de la contaminación difusa, mitigación del cambio climático) deben tenerse en cuenta sus intereses. Esto puede lograrse si obtienen alguna ventaja o renta adicional, como puede ser una regla de reparto de agua que beneficie a la mayoría, o una reducción de costes por el uso de purines como abonado. La cooperación permite implantar medidas óptimas como la regla de reparto de agua de mercado, la política de reducción de la contaminación difusa basada en las emisiones conjuntas de la cuenca, y por otra parte se reducen los costes de transacción en la implementación, control y cumplimiento de las medidas. En relación a las futuras líneas de investigación, este trabajo se ha centrado en el cultivo del maíz, que es importante en la zona y además se trata de un cultivo intensivo en los inputs agua y abonado de nitrógeno, con un impacto significativo en la disponibilidad de agua y la carga contaminante de nitrógeno. En el trabajo se han tenido en cuenta los tipos de suelo y los sistemas de riego. Ahora bien, convendría examinar también otros cultivos distintos como el trigo, la cebada y las leguminosas que generan menos renta y que tienen menor carga de contaminación por nitrógeno. Puede ser interesante en futuros estudios la inclusión de estos cultivos y examinar los procesos de sustitución entre cultivos. Por otra parte, el estudio de la contaminación difusa en la agricultura tiene un componente dinámico de nutrientes en el suelo, y procesos biofísicos de transporte y destino de los contaminantes desde la contaminación en el origen a la contaminación en el medio, la complejidad de estos componentes y procesos ha llevado a simplificar el análisis, y aunque se han incorporado los tipos de suelo y sistemas de riego, no se han incluido los aspectos dinámicos y los procesos de transporte de los contaminantes. Por lo tanto una tarea pendiente es integrar la dinámica del suelo y el transporte de contaminantes en la modelización. El trabajo realizado en la tesis se limita al área local de la cuenca del Flumen. Sería interesante ampliar el análisis a zonas espaciales mayores que incluyan varias subcuencas o toda la cuenca del Ebro. Esta tarea supone establecer un equilibrio entre la dimensión espacial del análisis y el nivel de detalle y la complejidad del modelo a utilizar.

Pal. clave: sector de agricultura, silvicultura, ganadería y pesca ; sector agroalimentario ; economía de recursos naturales y análisis territorial ; cambio climático

Knowledge area: Fundamentos del análisis económico

Department: Análisis Económico

Nota: Presentado: 01 06 2015

Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Análisis Económico, 2015