Socioøkonomisk undersøgelse ser på at øge Panamakanalens pålidelighed

Et nyligt afsluttet forskningsprojekt ledet af University of Wyoming-forskere tillod nye socioøkonomiske analyser med det formål at finde ud af, om investeringer i økologisk infrastruktur er mulige i forskellige scenarier for at forbedre Panamakanalens pålidelighed.

Fred Ogden, en professor i UWs afdeling for civil- og arkitektonisk ingeniørarbejde og Haub -skolen for miljø og naturressourcer, var hovedforsker på forskningen. Han er i øjeblikket en gæstende seniorforsker og akademisk-in-residence ved Office of Water Prediction i U.S.National Water Water Center i Tuscaloosa, Ala.

"Vores undersøgelse skabte et stort team, der omfattede hydrologer, botanikere, skovøkologer, jordforskere, geokemister, geofysikere, civilingeniører, samfundsforskere og økonomer - alle med det formål at forbedre vores forståelse af, hvordan mennesker træffer beslutninger om jordforvaltning, der påvirker tropiske vandområder, "Siger Ogden." Især vi fokuserede på ønskelige resultater af øget strømning af strøm i længere tørre perioder og reduceret erosion. Dette papir repræsenterer et resumé af resultaterne af vores omfattende undersøgelse for at informere og forbedre jordforvaltningsbeslutninger, der giver hydrologiske fordele i troperne. "

Ogden bidrog til avisen, med titlen "Vurdering af investeringer i økologisk infrastruktur, ", der blev offentliggjort den 7. januar i Procedurer fra National Academy of Sciences ( PNAS ). Tidsskriftet er en af ​​verdens mest prestigefyldte tværfaglige videnskabelige serier, med dækning, der spænder over det biologiske, fysiske og sociale videnskaber.

Projektet udnyttede eksisterende forskningsinfrastruktur leveret af Smithsonian Tropical Research Institute's Agua Salud Project, som gav en eksperimentel ramme for at teste hypoteser relateret til virkningerne af landdækning og arealanvendelse på hydrologisk reaktion i vandskellet, der leverer al den flodstrøm, der driver Panamakanalen. Søbaseret handel mellem USA og andre lande repræsenterer den dominerende anvendelse af Panamakanalen.

"Tropiske vandområder rundt om i verden er under stress, fordi små vandområder normalt giver store mængder vand til store befolkninger og er i fare for tørke eller andre klimastresser, "Ogden siger." Panama Canal Watershed er meget vigtigt for amerikansk handel og er et af de få steder i troperne, der både har en langsigtet hydrologisk rekord, og et aktivt system til jordforvaltningsdrevet beslutningstagning, der involverer grundejere og parter, der er interesseret i at maksimere hydrologiske fordele. "

Dette nye papir syntetiserer resultaterne af et stort flerårigt, multiinstitution, tværfagligt projekt. Det synteseniveau, der var opnået for at drage konklusioner, ville have været umuligt uden de betydelige bidrag fra hver person, der er involveret i undersøgelsen, Siger Ogden.

Andre bidragydere til papiret var fra University of Alberta, Yale University, University of Saskatchewan, U.S. Geological Survey's Water Mission Area i Boulder, Colo .; og Smithsonian Tropical Research Institute. Jason Regina, en UW Ph.D. studerende fra Kansas City, Mo., hjalp med at indsamle og analysere hydrologiske data.

Knuser tallene

Forskningsprojektet opfyldte sine mål om at fremme hydrologisk forståelse i de stejle fugtige troper; forstå faktorer, der påvirker grundejerbeslutninger i forhold til betalte arealforvaltningsplaner og kombinere disse fund i en integreret vurdering af potentialet i langsigtede betalinger for hydrologiske økosystemtjenester i Panama Canal Watershed.

Den økonomiske analyse, baseret på mange års intensiv hydrologisk og adfærdsundersøgelse, blev ledet af forskere fra Yale, universitetet i Alberta, Canada, og University of Saskatchewan, Canada.

"Jeg tror, ​​at vores resultater understøtter den placering, Panama Canal Authority har arbejdet, så det giver nogle solide hydrologisk-økonomiske analyser til den beslutning, "siger Eli Fenichel, lektor i bioøkonomi og økosystemstyring på Yale, og papirets tilsvarende forfatter. "Det giver også en fornemmelse af, hvor langt Panama Canal Authority kan gå med økologisk infrastruktur. Vi giver et par forskellige muligheder, der afhænger af præcis, hvad deres mål er og sandsynligvis nogle ikke -økonomiske udfordringer, de kan stå over for. Vi viser, at Panama Canal Authority står over for reelle udfordringer for at få mere vand ind i kanalen i den tørre sæson. "

Ifølge avisen, Panamakanalmyndigheden kunne tilbyde private landmænd kontrakter om at ændre arealanvendelse for at øge tørstrømmen af ​​vand og reducere sedimentering. Fysiske og sociale begrænsninger begrænser markedets udbud og skalerbarhed. Service forsinkelser, fra det tidspunkt, hvor betalingerne skal foretages til grundejere, til tjenesterne realiseres, opstå på grund af forsinkelser i økologiske ændringer, der hindrer programmets gennemførlighed.

Gennemførlige økologiske investeringer afhænger af værdien og efterspørgslen efter de tjenester, den økologiske infrastruktur leverer; evnen til at ændre et økosystem for at producere et større serviceniveau; og evnen, right and willingness for an entity to make changes to an ecosystem.

I mange tilfælde, the beneficiaries of ecosystem services lack the ability to implement changes to supply, necessitating a voluntary contracting system that enables payments from water user to water supplier.

These systems are called "payments for ecosystem services" or PES. This is a system of agreed-to monetary or in-kind payments made to land holders, who agree to manage their land in an agreed-upon way, such that the land provides benefits to the person making the payment for some kind of service provided by the landscape. This service could include reduced nutrient, sediment or contaminant runoff; more river flow during droughts or nonrainy periods; and habitat for wildlife.

Vic Adamowicz, one of the paper's co-authors and a professor in the Department of Resource Economics and Environmental Sociology at the University of Alberta, says his role was to help design and implement the survey of landowners in the Panama Canal Watershed.

The study collected a variety of information on landowners, including demographics, land area and farming systems. Imidlertid, he adds the most important element was the determination of landowners' willingness to accept payments in exchange for changing their land use and providing hydrological benefits.

This identified the cost for these people to provide hydrological services. The survey design provided cost information for different land-use changes for land that is currently pasture, but could be changed into a silvopastoral (wood pasture) regime or used to grow coffee or timber. The survey also included a number of ways to ensure the responses were valid and realistic.

"We feel this helps the Panama Canal Authority in assessing the costs of payments for ecosystem services programs and the benefits, in terms of transit revenue, of PES programs, " Adamowicz says. "This is a challenging natural and social science issue that requires understanding of the natural and social systems, and how they interact. We also have described the importance of targeting spatially and landowner preferences for technical assistance and insurance."

Fenichel says that the team figured out what a centimeter of water in Gatun Lake was worth to the Panama Canal Authority. Gatun Lake is a large artificial lake located to the south of Colon, Panama. It forms a major part of the Panama Canal, carrying ships for 33 kilometers of their trip across the Isthmus of Panama.

In a market where supply equals demand—known as a market clearing equilibrium—a quantity-price pair is experienced. Fenichel used the analogy of a bakery making cookies at a certain price to explain this concept.

For eksempel, if a bakery charges $5 per cookie, it might sell 10. However, if the bakery charges $4 per cookie, it might sell a dozen. Putting these price-quantity pairs together creates the demand curve. På den anden side, it might cost the bakery $3 to make the 10th cookie, but $4 to make the 12th cookie. This is the supply curve.

The bakery would certainly choose to make the 10th cookie because it would net $2 on that cookie, Fenichel says. The bakery likely would continue making up to the 12th cookie because it breaks even on that cookie and makes money on every cookie made before that.

"In our analysis, we find a constant amount that the Panama Canal Authority would be willing to pay for a centimeter of water in Gutan Lake but that every centimeter costs more in contracted land-use change, " Fenichel explains. "We order the hectares that could be contracted to make a supply curve. The market clearing equilibrium is the quantity of land that the Panama Canal Authority would contract with at the price that is exactly equal to the willingness to pay for the additional water that adding a hectare provides."

"As a synthesis paper, it builds on our hydrology research results and uses them to place values on different land management decisions, " Ogden says.