Un projet de recherche récemment achevé dirigé par des chercheurs de l'Université du Wyoming a permis une nouvelle analyse socio-économique visant à déterminer si les investissements dans les infrastructures écologiques sont réalisables dans divers scénarios pour améliorer la fiabilité du canal de Panama.

Fred Ogden, professeur au département de génie civil et architectural de l'UW et à la Haub School of Environment and Natural Resources, était le chercheur principal de la recherche. Il est actuellement chercheur principal invité et universitaire en résidence à l'Office of Water Prediction du U.S. National Water Center à Tuscaloosa, Ala.

"Notre étude a créé une grande équipe qui comprenait des hydrologues, botanistes, écologistes forestiers, pédologues, géochimistes, géophysiciens, ingénieurs civils, sociologues et économistes—tous dans le but d'améliorer notre compréhension de la façon dont les gens prennent des décisions en matière de gestion des terres affectant les bassins versants tropicaux, " dit Ogden. " En particulier, nous nous sommes concentrés sur les résultats souhaitables de l'augmentation du débit des cours d'eau pendant les périodes sèches prolongées et de la réduction de l'érosion. Ce document représente un résumé des résultats de notre étude approfondie pour informer et améliorer les décisions de gestion des terres offrant des avantages hydrologiques dans les tropiques. »

Ogden a contribué au document, intitulé « Évaluation des investissements dans les infrastructures écologiques, " qui a été publié le 7 janvier dans le Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ). La revue est l'une des séries scientifiques multidisciplinaires les plus prestigieuses au monde, avec une couverture couvrant le biologique, sciences physiques et sociales.

Le projet a tiré parti de l'infrastructure de recherche existante fournie par le projet Agua Salud du Smithsonian Tropical Research Institute, qui a fourni un cadre expérimental pour tester les hypothèses liées aux effets de la couverture terrestre et de l'utilisation des terres sur la réponse hydrologique dans le bassin versant qui fournit tout le débit de la rivière qui alimente le canal de Panama. Le commerce maritime entre les États-Unis et d'autres pays représente l'utilisation dominante du canal de Panama.

« Les bassins versants tropicaux du monde entier sont soumis à un stress car les petits bassins versants fournissent normalement de grandes quantités d'eau à de grandes populations et sont menacés par la sécheresse ou d'autres stress climatiques, " dit Ogden. " Le bassin versant du canal de Panama est très important pour le commerce américain et est l'un des rares endroits sous les tropiques qui a à la fois un dossier hydrologique à long terme, et un système actif de prise de décision axée sur la gestion des terres qui implique les propriétaires fonciers et les parties intéressées à maximiser les avantages hydrologiques. »

Ce nouvel article synthétise les résultats d'une vaste enquête pluriannuelle, multi-établissements, projet pluridisciplinaire. Le niveau de synthèse atteint pour tirer des conclusions aurait été impossible sans les contributions importantes de chaque personne impliquée dans l'étude, dit Ogden.

Les autres contributeurs à l'article provenaient de l'Université de l'Alberta, Université de Yale, L'Université de la Saskatchewan, la zone de mission de l'eau de l'US Geological Survey à Boulder, Couleur. ; et le Smithsonian Tropical Research Institute. Jason Régina, un doctorat UW. étudiant de Kansas City, Mo., contribué à la collecte et à l'analyse des données hydrologiques.

Croquer les chiffres

Le projet de recherche a atteint ses objectifs de faire progresser la compréhension hydrologique dans les tropiques humides escarpés; comprendre les facteurs affectant les décisions des propriétaires fonciers concernant les plans de gestion des terres rémunérés ; et combiner ces résultats dans une évaluation intégrée du potentiel de paiements à long terme pour les services écosystémiques hydrologiques dans le bassin versant du canal de Panama.

L'analyse économique, basé sur des années d'études hydrologiques et comportementales intensives, était dirigée par des chercheurs de Yale, l'Université de l'Alberta, Canada, et l'Université de la Saskatchewan, Canada.

"Je pense que nos résultats confirment l'emplacement où travaille l'Autorité du canal de Panama, il donne donc de solides analyses hydrologiques et économiques à cette décision, " dit Eli Fenichel, professeur agrégé de bioéconomie et de gestion des écosystèmes à Yale, et l'auteur correspondant de l'article. "Cela donne également une idée de jusqu'où l'Autorité du canal de Panama peut aller avec les infrastructures écologiques. Nous proposons quelques options différentes qui dépendent exactement de leurs objectifs et probablement de certains défis non économiques auxquels elles peuvent être confrontées. Nous montrons que l'Autorité du canal de Panama fait face à de vrais défis pour amener plus d'eau dans le canal pendant la saison sèche."

Selon le journal, l'Autorité du canal de Panama pourrait proposer des contrats à des agriculteurs privés pour modifier l'utilisation des terres afin d'augmenter le débit d'eau en saison sèche et de réduire la sédimentation. Les contraintes physiques et sociales limitent l'offre et l'évolutivité du marché. Retards de service, à partir du moment où les paiements doivent être effectués aux propriétaires fonciers jusqu'au moment où les services sont réalisés, se produisent en raison de décalages dans les changements écologiques qui entravent la faisabilité du programme.

L'investissement écologique réalisable dépend de la valeur et de la demande des services fournis par l'infrastructure écologique; la capacité de changer un écosystème pour produire un plus grand niveau de service; et la capacité, le droit et la volonté d'une entité d'apporter des modifications à un écosystème.

Dans de nombreux cas, les bénéficiaires des services écosystémiques n'ont pas la capacité de mettre en œuvre des changements d'approvisionnement, nécessitant un système de contrats volontaires qui permet les paiements de l'utilisateur d'eau au fournisseur d'eau.

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. Cependant, 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.

Par exemple, 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. D'autre part, 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.