respondiendo a temas sobre recursos hidráulicos … de los programas de investigación y educación...

Tri-National: Investigación y la Educación of 34

Respondiendo a Temas sobre Recursos Hidráulicos Agrícolas en Norteamérica: El

Papel de la Investigación y la Educación

Michael P. O’Neill1, Richard Butts2, Dale A. Bucks3, Mark A. Weltz3, Kenneth R. Hinga4

1U.S. Department of Agriculture, Cooperative State Research, Education, and Extension Service2Agriculture and Agri-Food Canada, Environmental Health3U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service4U.S. Department of Agriculture, Foreign Agricultural Service

IntroducciónNo existe sustituto para el agua fresca ni

reemplazos para el papel esencial que tiene en mantenerla integridad de la salud humana, la agricultura, laindustria, el entretenimiento, y los ecosistemas. A lolargo de la historia, una medida clave del éxito de lascivilizaciones ha sido la medida en cual la ingenuidadhumana ha captado el agua fresca para el bienestarpúblico. Cuando iniciamos el Siglo XXI, ladisponibilidad y calidad del agua están llegando a sertemas críticos en los Estados Unidos, Canadá y México;de hecho, en todo el mundo. Cálculos recientes indicanque aproximadamente dos terceras partes de la poblaciónmundial vivirán en ambientes donde escasea el agua alaño 2020 (Gleick, 2002). La variabilidad del clima, laminería de aguas subterráneas, y la degradación de lacalidad del agua están cambiando dramáticamente lacantidad de agua fresca disponible en diferentesmomentos y áreas. En short, nuestra herenciacompartida de agua fresca útil se está disminuyendo y escada vez más variable. Las asignaciones de nuestrosrecursos de agua fresca también están cambiando entrediferentes usuarios y diferentes necesidades: porejemplo, del uso agrícola hacia el consumo por ciudades,del almacenamiento de recursos hidráulicos y laproducción de energía hacia el entretenimiento. Además,nuestras poblaciones crecientes requerirán de más aguaen el futuro.

Para cumplir con las demandas crecientes por elaprovisionamiento de agua limpia y segura, debemoscontinuar buscando prácticas y tecnologías apropiadaspara proteger los recursos hidráulicos existentes ymejorar los recursos hidráulicos degradados. Por eso, lameta de las investigaciones y educación sobre recursoshidráulicos en Norteamérica es crear y diseminar elconocimiento necesario para desarrollar, implementar ymantener prácticas de conservación y tecnologíasapropiadas que protegen o mejorar la calidad del agua.Durante el último siglo, los esfuerzos de investigación yeducación trataron con la disponibilidad del agua para la

agricultura y la calidad de dicha agua. En éstedocumento se provee una visión general breve de lasinvestigaciones y la educación sobre los recursos de aguae identificamos posibles futuras áreas para lacooperación trinacional en la investigación y educaciónpara responder a temas sobre los recursos hidráulicosagrícolas.

Junto con el reconocimiento por nuestra partede que necesitamos informaciones adicionales paramanejar nuestros recursos hidráulicos, tenemos unanueva perspectiva sobre la ciencia y educación necesariapara responder a temas sobre recursos hidráulicos. En elpasado, la hidrología, la ciencia de los suelos, la química,la geología, y la ingeniería formaron un núcleo deciencias físicas que trataron con temas sobre recursoshidráulicos. De manera similar, la ecología acuática yribereña, la microbiología, y la silvicultura eran típicasde las ciencias que trataban con los asuntos biológicos delos recursos hidráulicos. Finalmente, la economía, laciencia política, y la sociología han formado elfundamento para la investigación sobre las “dimensioneshumanas” de los recursos hidráulicos. Se necesita unenfoque nuevo y más holístico para resolver losproblemas difíciles del manejo de los recursoshidráulicos (vea U.S. EPA, 1999). Este enfoque nuevo,holístico al manejo de los recursos hidráulicos reúne losenfoques físicos, biológicos y de ciencia social quetípicamente son dispares, para proveer solucionescomprehensivas a temas del manejo de los recursoshidráulicos (vea la Figura 1).

Muchas naciones tratan con temas similaressobre el agua. Muchos de los temas claves a ser tratadosmundialmente son relevantes y de preocupación parainvestigadores y educadores en Norteamérica. En éstedocumento intentamos resaltar algunos de los logrosclaves de los programas de investigación y educacióndesarrollados por todo Norteamérica. Tambiénintentamos identificar algunos temas críticos sobre losrecursos hidráulicos que presentan desafíos formidablespara la investigación y educación entre las tres nacionesrepresentadas aquí. Están disponibles encuestas


comprehensivas sobre las investigaciones, las políticas ylas prácticas y tecnologías de conservación para serestudiadas a fondo (véase Gagnon et al., 2004; Makuchet al., 2004a; Sherman et al., 2004; y Makuch et al.,2004b).

Este documento resume el actual estado deconocimiento con respecto a las prácticas y tecnologíasutilizadas para proteger y mejorar los recursoshidráulicos, evaluando nuestro entendimiento actual dedichas prácticas y tecnologías en varias escalasespaciales y temporales. Específicamente, consideramosel estado de conocimiento sobre la protección de, ymejoras para, los recursos hidráulicos a escala delaboratorio-parcela, campo de cultivo, y cuenca. Parasimplificarlo, nos enfocamos en el manejo de recursoshidráulicos para la agricultura. Sin embargo,reconocemos que la agricultura representa únicamenteuno de los usos muy críticos del agua y que se deberesponder a estos usos de agua complexos, los cualesmuchas veces entran en conflicto, de manera conjuntapara encontrar soluciones sustentables a temas sobre elmanejo de recursos hidráulicos.

La Disponibilidad del AguaLas asignaciones de los recursos de agua fresca

están cambiando entre diferentes usuarios y diferentesnecesidades: por ejemplo, del uso agrícola hacia elconsumo en las ciudades, del aprovisionamiento de aguaalmacenada en reservorios hacia el mantenimiento deflujos internos de los arroyos para sostener ecosistemasacuáticos saludables, de la producción industrial yenergética hacia el entretenimiento (Figura 2). EnCanadá la agricultura compite con muchos otros usuariosen un país donde los usos principales del agua son para latermoelectricidad (64 por ciento), la fabricación (14 porciento), usos municipales (12 por ciento), la agricultura(9 por ciento), y la minería (1 por ciento). Además,nuestras poblaciones crecientes requieren de más y másagua (Figure 3) (véase Keinholz et al. 2000). En México,el agua usada para el riego en la agricultura es el motivopor los mayores retiros de agua (Figura 4).

Hoy, Norteamérica enfrenta nuevos retos: lacreciente demanda por agua en nuestras ciudades,granjas, y ecosistemas acuáticos; cambiantes provisionesdebido a la minería del agua subterránea; y cambiantesprovisiones debido a las variaciones y los cambiosclimáticos. Por ejemplo, globalmente los retiros de loscuerpos de agua se han incrementado de 250 metroscúbicos por persona por año en 1900 a más de 700metros cúbicos por persona por año (EnvironmentCanada 2005). Estos desafíos no son insuperables. Lanaturaleza de estos temas sobre el agua ha evolucionadoen respuesta a las poblaciones crecientes, una mayordependencia en la agricultura de riego, la urbanización, ycambios climáticos. Por tanto, la ciencia del agua y elportafolio de tecnología deben incluir investigacionesque producen soluciones de corto plazo y avances

fundamentales en el conocimiento que responderán a losproblemas del futuro.

Un informe reciente publicado por el gobiernode los Estados Unidos (SWAQ, 2004) presenta lapregunta retórica “¿Tenemos suficiente agua?” Esteinforme subraya la importancia del papel de lainvestigación, el desarrollo y la educación en la provisiónde información científica para el manejo de los recursoshidráulicos por toda la nación y por Norteamérica. Elinforme presenta un caso claro para la expansión de lainvestigación y el desarrollo para mejorar el manejo delos recursos hidráulicos. Particularmente, el informe seenfoca en la necesidad de mejorar los datos y lainformación sobre la disponibilidad del agua para ayudarcon la toma de decisiones sobre el manejo del agua. Enlínea con esta manera de pensar, y reconociendo que loscanadienses son los segundos mayores usuarios de aguaper capita en el mundo, el Canadian Water ResourcesJournal publicó una edición reciente sobre instrumentoseconómicos para el manejo de la demanda por agua enCanadá (véase Can. W. Res. Jour. 2005 Vol. 30, edición1).En el 2004 el Departamento de Agricultura de losEE.UU. fue anfitrión de una sesión de auditoria paraidentificar desfases claves en el conocimiento pararesponder a temas sobre el manejo del agua agrícola(Dobrowolski and O’Neill, 2005). Durante esta sesiónde auditoria, se identificó a seis temas claves querequieren de mayores esfuerzos de investigación yeducación para cumplir con la demanda por agua encuencas agrícolas, rurales y urbanizadas. Estas seis áreasson: la tecnología de riego, la reutilización del agua, labiotecnología de las plantas, la conservación del agua engeneral, la preparación ante sequías, y el mercadeo yeconomía del agua. La Tabla 1 presenta una evaluacióngeneral del actual conocimiento Norteamericano sobreestas seis áreas entres escalas espaciales – a escala dellaboratorio o parcela, a escala del campo de cultivo, y aescala de la cuenca.

Claramente, existe una gran cantidad deconocimiento sobre las tecnologías de riego,especialmente a escala de parcela y de campo de cultivo.La investigación sobre tecnologías de riego en losEE.UU. y Canadá han mejorado los métodos de rociadocon muñones en el centro, han mejorado mucho losmétodos de microriego como los métodos de tratamientodel agua, sistemas enterrados de goteo y microrociado, yhan introducido métodos de riego superficiales másmodernos (por ejemplo, cuencas niveles, la recuperaciónde aguas de cola, el riego por oleada, sistemas denivelación por precisión para el arroz, etc.). Lasinvestigaciones sobre la eficiencia en el riego estántratando de mejorar la producción por unidad de uso deagua mediante el riego preciso a escala de campo decultivo, aunque pocos proyectos de investigaciónincluyen prácticas de riego mejoradas para ladisponibilidad de agua a escala de cuencas. Los avances


en el manejo del riego han mejorado nuestra habilidad dedeterminar los requerimientos de los cultivos resultandoen importantes impactos sobre los derechos sobre el aguay asignaciones por los gobiernos estatales y el gobiernofederal. Las redes de las estaciones meteorológicas seestán expandiendo para proveer datos en tiempo realsobre el requerimiento de agua en los cultivos.

Desdichadamente, pocos productores hanutilizado estos métodos para programar el riego a pesarde grandes esfuerzos de extensión por agencies estatalesy federales. Las investigaciones sobre la entrega de aguamuestran que restricciones en la entrega de agua desdegrandes proyectos causan que los sistemas de riego en lasgranjas operen por debajo de su potencial, que derramenun exceso de agua, y que no sea posible utilizar métodosmodernos de programación. Las investigaciones sobre lamedición del agua y la automatización de canales estánproveyendo nuevas herramientas para reducir estaslimitaciones. Las investigaciones sobre la reutilizacióndel agua han incrementado la recarga de aguassubterráneas hacia las aguas ribereñas para ser utilizadasluego, han incrementado la reutilización de aguasresiduales con tecnologías de Tratamiento de Suelos yAcuíferos, y el análisis de la calidad del agua eimplicaciones en la salud humana para la reutilización deaguas residuales en el riego.

Aunque es relativamente bien conocida laconservación general del agua en ambientes agrícolaspara prácticas de riego (véase Fangmeier et al., 1999;Hunsaker et al., 1999), se conoce mucho menos sobrecomo las tecnologías “agrícolas” están siendo usadas encuencas urbanas y en el proceso de ser urbanizadas(Dobrowolski and O’Neill, 2005, Cohen et al. 2004).Con las continuas pérdidas de tierras agrícolas y laexpansión de ambientes urbanos y suburbanos, es críticoque los esfuerzos de investigación y educación mejorennuestro entendimiento sobre el uso del agua en estosambientes mas urbanizados.

Actualmente existe poca información sobrecomo las mejoras en la preparación ante sequías puedeafectar la disponibilidad de agua a escala de cuencas. Dela misma manera, los mercados y el comercio del aguapueden ser herramientas poderosas para reasignar losrecursos de agua para usos alternativos. Sin embargo,aunque se ha progresado en las investigaciones sobre losmercados y el comercio del agua, (véase Colby et al.,2000, Zilberman and Schoengold 2005), existe pocainformación sobre los impactos de estas opciones en elmanejo de los recursos hidráulicos – particularmente aescala de cuencas. La falta de informaciónfrecuentemente resulta de la falta de implementación deesfuerzos nuevos o innovadores disponibles en elmercadeo y comercio del agua (Huffaker and Whittlesey,2003, Horbulyk 2005).

La Calidad del Agua

Incluso en lugares donde no escasea el agua, amenudo está contaminada. Globalmente, tan solo el 10por ciento de todas las aguas residuales son tratadas antesde ingresar en los ríos y otros cuerpos de agua. Secalcula que la baja calidad del agua y del ambiente ya esdirectamente responsable por alrededor del 25 por cientode todas las enfermedades prevenibles en el mundo hoyen día, siendo la diarrea y las infecciones respiratorias lasque se encuentran al principio de la lista (OMS, 1997).En cada continente, el agua subterránea, así comotambién el agua superficial, está siendo contaminada ylos niveles de mar que se están elevando a causa delcalentamiento mundial amenazan con contaminar el aguaen algunas áreas costeras. Una quinta parte de losinventarios de peces de agua dulce aun es consideradavulnerable o amenazada debido a la contaminación o a ladisrupción de sus hábitat (Postel, 1996).

Posiblemente elproblema más serio sea la contaminación del aguasubterránea que puede ser dañada por nitratos, pesticidas,petroquímicos, solventes clorados, desperdiciosradioactivos, agua salada, y metales pesados. El aguasubterránea que llega a ser contaminada tiene apermanecer contaminada durante mucho, mucho tiempo.El tiempo promedio de residencia en el agua subterráneaes de 1.400 años, en comparación a 16 días para aguas derió. La seriedad de esta situación es demostrada por elhecho que más de 10 millones de canadienses dependendel agua subterránea para aprovisionarse de agua potabley todos los canadienses dependen indirectamente delmismo debido a que es la fuente principal de agua para laindustria agropecuaria y para el riego (Rivera et al.2003).

Existe una amplia variedad de contaminantes enlos cuerpos de agua por todo Norteamérica (U.S. EPA,2000a, b). En los EE.UU. la agricultura es la fuenteprincipal de contaminación de ríos y arroyos,contribuyendo al 48% de los problemas reportados conríos y 41% de los problemas con lagos (U.S. EPA, 2002).Cinco de los principales contaminantes agrícolas delagua presentan los más grandes desafíos para la futuracalidad del agua, y son: los sedimentos, los nutrientes,los pesticidas, la salinidad, y los patógenos (e.g.,Mueller, 1995; Spalding and Exner, 1993; Larson et al.,1999, Fairchild et al 2000, Olson et al. 2005, Chamberset al. 2006). Se sospecha además que los productosfarmacéuticos agrícolas también sean un problemagrande; sin embargo, se necesita de más trabajo parademostrar que hayan tenido un impacto significativo enel medio ambiente.

Reducir la contaminación, especialmente por lasaguas agrícolas escurridas por la erosión, el exceso en eluso de fertilizantes, las aplicaciones de abono y el excesoen el uso de pesticidas, es uno de los principalesrequisitos para conservar la calidad del agua. Lasinvestigaciones sobre las prácticas agrícolas handemostrado que a menudo existe gran potencial dereducir el traslado de contaminantes agrícolas hacia las


aguas superficiales y que esto puede hacerse con ajustesen las prácticas agrícolas. Muchas de dichas prácticaspueden llevar a grandes reducciones en el impacto de laagricultura incluso sin reducir la producción agrícola demanera significativa. Así como es importante que laagricultura tenga un bajo impacto en el medio ambiente,es importante que la agricultura sea altamenteproductiva. La agricultura altamente productiva esimportante para los ingresos de los agricultores, losprecios de los alimentos, la seguridad alimenticia, y parareducir la necesidad de expandir las áreas agrícolas hastalos bosques originarios y otros ecosistemas. (Véase laFigura 5 para el ejemplo de una práctica de bombeo deagua de riego y protección contra la erosión de las orillasde los arroyos).

Se debe reconocer que la intención de losejemplos provistos en la Tabla 2 es demostrar queefectuar cambios en las prácticas puede significar unaimportante diferencia en los impactos de la agricultura enla calidad del agua. Pero toda la producción agrícolaqueda sujeta a las condiciones locales. La aplicación detécnicas debe ser apropiada, o modificada hasta serapropiada, para las condiciones locales. No es seguroconcluir que se puede lograr reducciones en los impactosde la agricultura automáticamente tan solo con laaplicación de una técnica que ha sido exitosa en otrolugar.

Las prácticas ejemplares listadas en la Tabla 2fueron ejecutadas en campos cultivados. Existe unasegunda categoría de prácticas en terrenos apartados paraservir como zonas de amortiguación, desviaciones otierras pantanosas donde se procesa (es decir, cuando secaptura o degrada los contaminantes) en el escurrimientoque sale de campos cultivados o pastizales (véase lasFiguras 6 y 7). Estas prácticas son de especialimportancia donde los sistemas agrícolas basadasalimentadas por las lluvias sufren del flujo de aguaterrestre, el cual tiene a trasladar los fertilizantes,pesticidas y materias orgánicas (especialmente el abonocon bacterias indicadoras) hacia las aguas superficiales.Las investigaciones en zonas de amortiguación vegetadasindican que dichos sistemas, cuando son manejados demanera apropiada, pueden reducir el escurrimiento decontaminantes desde los campos cultivados de manerasignificativa (véase los ejemplos en la Tabla 3).

Las prácticas en zonas de amortiguaciónribereñas probablemente removerán parte del áreaproductiva de los campos de cultivo que podría habersido cultivada. Sin embargo estas zonas no representanuna perdida total. Una zona de amortiguaciónapropiadamente manejada puede sustentar cultivos deárboles para la producción de madera, fruta o nueces.Esto puede añadir diversidad a los ingresos de losagricultores. Las zonas externas de la zona deamortiguación pueden ser usadas para el pastoreo.

Las zonas de amortiguación ribereñas requierenque el agua fluya de los campos de cultivo de manerauniforme o que fluyan en forma de avenidas para poder

operar de manera eficiente. En algunas áreas agrícolases necesario drenar los campos deliberadamentemediante tubería subterránea para poder trabajar con elsuelo. Este tipo de drenaje artificial puede facilitar laperdida de nutrientes de los campos. En dichos casos,las tierras pantanosas pueden ser construidas de talmanera que capten y sostengan el agua de la tuberíasubterránea temporalmente. Esto permite la remoción denitrógeno (principalmente) y de fósforo. El nitrógeno esremovido mucho mas eficientemente porque bajo lascondiciones de las tierras pantanosas las bacterias sonefectivas para convertir la forma principal de nitrógeno(el nitrato) mediante el proceso de desnitrificación en elagua agrícola escurrida en gas de nitrógeno no reactivoque puede ser liberado en la atmósfera. El rendimientode las tierras pantanosas depende mucho de la cantidadde tiempo que el agua se asienta en las tierras pantanosasantes de su salida. Por lo general, el rendimiento de lastierras pantanosas remueve un promedio de entre 60-70%del total de nitrógeno (Peterson, 1998). Así como conlas prácticas en los campos de cultivo, las prácticas enzonas de amortiguación y tierras pantanosas requieren dela adaptación local y de tierras pantanosas y zonas deamortiguación construidas, especialmente las forestadas,y puede pasar varios años antes que se establezcan y seanefectivas.

También se debe reconocer que los estudios aescala de campo de cultivo provistos en las Tablas 2 y 3no se traducen automáticamente en lo que se puedelograr a escala de cuencas. Primeramente, no seriarealista esperar la adopción universal de buenas prácticaspor parte de los agricultores. La cantidad de estos quelas adoptaran depende en la cantidad de programas deeducación, incentivo, y regulación que se apliquen. Ensegundo lugar, la implementación de las prácticas engranjas individuales puede no ser tan efectiva con la quese logro bajo condiciones de estudio cuidadosamentepreparadas.

Escapa el alcance de este documento proveeruna revisión comprehensiva de los impactos de loscontaminantes agrícola en la calidad del agua subterráneay superficial. Aquí, en la Tabla 4, intentamoscaracterizar el estado de conocimiento sobre cada uno delos contaminantes agrícolas principales en las tres escalasespaciales claves. Se sugiere al lector dirigirse a Makuchet al. (2004a) donde encontrara una bibliografía anotadade documentos relacionado con los contaminantesagrícolas y prácticas y tecnologías de conservaciónasociadas.

Claramente conocemos mucho mas sobre elmovimiento y los efectos de los sedimentos en cuerposde agua (véase Uri, 2001; Yoder et al., 1998; O’Connelland Todini, 1996; Church, 2002; Chow et al. 2000;Madsen et al. 2001). Mucho del conocimiento sobre elmovimiento y los impactos de los sedimentos se obtuvoen respuesta directa a perdidas de los suelos durante losaños que duro el Dust Bowl (años de sequía extrema enEE.UU.) e incluye muchas investigaciones en parcelas y


campos de cultivo sobre el movimiento de sedimentos.Algunas investigaciones más recientes han exploradocómo la erosión de las orillas de los arroyos y laderascontribuye a la aportación de sedimentos en los sistemasde arroyos y cuencas (e.g., Sheilds et al., 2003,). Estetrabajo ha resultado en mejoras en nuestro entendimientode las fuentes y el movimiento de sedimentos por lascuencas así como también del almacenamiento de dichossedimentos en laderas, los canales de los arroyos, enlagos y en reservorios.

Nuestro conocimiento sobre nutrientes(especialmente el nitrógeno y el fósforo) comocontaminantes es considerable a nivel de laboratorio y aescala del campo de cultivo, pero no está bien definido aescala de cuencas (véase Puckett, 1994; Howarth et al.,1996; Lowery et al., 1998; Spalding and Exner, 1993;Sharpley et al., 2003). Claramente, existe la necesidadde expandir los esfuerzos de investigación para entendermejor las dinámicas de los nutrientes a nivel de cuencas(véase Sogbedji, and McIsaac, 2002a, b; Royer, et al.,2004; Carpenter et al., 1998, Chambers et al. 2006).Trabajos recientes a escala de cuencas se han enfocadoen el papel de los corridos ribereños para proteger losarroyos, ríos y otros cuerpos de agua de flujos denitrógeno que se escurren de los campos cultivados(véase Gold et al., 2001; Lowrance, 1992; Nelson et al.,1995). Estas investigaciones indican que las condicionesde los sitios físicos (la geomorfología, el contenido dehumedad en los suelos) pueden afectar los flujos denutrientes que ingresan en los arroyos y ríos. Esinteresante notar que las prácticas de manejo – como eldrenaje o el riego – también tienen un papel sustancial enafectar la cantidad y regulación de tiempos de la entregade nutrientes desde los campos cultivados hacia loscuerpos de agua (Zucker and Brown, 1998; Sogbedi andMcIssac, 2002a, b; Royer et al., 2004).

También se ha progresado considerablementesobre los temas del destino y transporte de pesticidas aescala de laboratorio de campo de cultivo (véase Smith etal., 1999, Elliott, et al.1998, 2000). Sin embargo, seconoce mucho menos sobre el movimiento de lospesticidas y sus impactos a escala de cuencas (Gilliom,2001, Cessna et al 2001). Además, los organismoscorriente abajo pueden ser expuestos simultáneamente amúltiples pesticidas que tienen su origen en diferentesáreas. Los efectos tóxicos cumulativos sobre losorganismos acuáticos de ser expuestos a múltiplespesticidas son preocupantes para la calidad ambiental.Se necesita de muchas investigaciones para explorarcuales son los efectos cumulativos de la aplicación depesticidas y que impactos tienen sobre los sistemasacuáticos o estuarinos al recibir aguas corriente abajo delas cuencas agrícolas.

Muchos de los esfuerzos de investigación se hanenfocado en la fuente y el movimiento de patógenos ycompuestos farmacéuticos en arroyos, ríos, y cuerpos deagua subterráneos (véase Dyer et al., 2001; Hanselman etal., 2003; Tyrell and Quinton, 2003, Raman et al., 2001,

Lu et al., 2005, Van Herk et al. 2004). Los peligros delos patógenos para la salud humana han sidodocumentados. Sin embargo, existe poca informaciónsobre los impactos que tienen los productosfarmacéuticos usados en la agricultura en los suelos o enlos ecosistemas acuáticos (Cha et al., 2005, Lorenzen etal., 2005). Claramente, el uso extenso de productosfarmacéuticos en la sociedad y en la industriaagropecuaria es indicativo de la gran necesidad demejorar el monitoreo y las investigaciones sobre losimpactos de estos productos en el medio ambiente.

El Natural Resources Conservation Service(Servicio de Conservación de Recursos Naturales) delDepartamento de Agricultura de los EE.UU.(USDA/NRCS) ha desarrollado un proceso deplanificación que responde a las principalespreocupaciones de los que planifican los recursosnaturales. Se ha resumido lo conocido en una matrizconocida como la matriz Conservation Physical PracticeEffects (CPPE) (Efectos de las Prácticas Físicas deConservación). Estos materiales han sido traducidos enuna hoja de cálculo interactivo que responde al impactopercibido de dichas prácticas de conservación sobre losrecursos naturales claves (los suelos, el agua, el aire, lasplantas, y la fauna). La matriz fue desarrollada mediantela interacción con personal de campo y representa unaopinión experta sobre los impactos y beneficios dedichas prácticas de conservación en el campo. La Tabla5 lista las 160 prácticas de conservación para cuales elNRCS ha desarrollado estándares y que están disponiblesen el software de la matriz CPPE. En la Tabla 6, lasprácticas de conservación para la protección contra laerosión de los suelos han sido resaltadas para la matrizCPPE. Muestra los impactos calculados para lareducción de todas las formas de erosión de suelos. LaSoil and Water Conservation Society (Sociedad para laConservación de los Suelos y el Agua) y el USDA se hanunido con socios de universidades para tomar estainformación y desarrollar una síntesis de lo que se puededocumentar de manera científica sobre los impactos ybeneficios de las prácticas de conservación para mejorarla calidad del agua. Este libro estará disponible aprincipios del verano del 2006 de la Soil and WaterConservation Society.

Fuente, Destino y Transporte de Contaminantes y laModelación de la Calidad del Agua Agrícola

En Norteamérica, como en otros lugares, lascondiciones de las cuencas varían considerablemente porel espacio y el tiempo. Estas diferentes y cambiantescondiciones presentan desafíos importantes a la respuestaa temas sobre los recursos hidráulicos agrícolas. Cadacombinación única de suelos, clima, vegetación,hidrología y factores de manejo puede tener un impactotremendo en la calidad y cantidad de agua superficiales ysubterráneas disponible en una cuenca. Las listas deposibles acciones de manejo dadas en las Tablas 5 y 6


ilustran la extensa cantidad de acciones que pueden serutilizadas en diferentes situaciones. ¿Cómo debemosseleccionar acciones para lograr mejoras o asegurar laprotección de la calidad del agua de las operacionesagrícolas? Cómo se puede conocer cual será el beneficioreal de una práctica individual si es aplicada en unagranja específica o ambiente único? Claramente no espráctico conducir experimentos y medidas deescurrimiento en cada granja única y ambiente único.Para responder a estas preguntas importantes, sedesarrolla modelos que, al conocer las condiciones deuna granja (por ejemplo las propiedades de los suelos, lapendiente de la superficie, la cantidad de precipitacióntípica, las prácticas de riego, etc.) pueden ser utilizadopara determinar los beneficios de diferentes acciones demanejo en una granja.

Los caminos principales para el traslado decontaminantes aplicados a los suelos o a la vegetaciónson el escurrimiento en la superficie y el traslado por elperfil debido al lixiviamiento (la precolación). Losprocesos que gobiernan el transporte de contaminantesson influidos por el movimiento del agua. Otros factoresimportantes que gobiernan el destino de loscontaminantes son la solubilidad del compuesto en elagua y su tasa de degradación (especialmente en lospesticidas) o su transformación en compuestosalternativos (por ejemplo, de amoniaco en nitrato onitrito). El movimiento de un contaminante desde elpunto en cual fue aplicado hasta una locación fuera delsitio (a una zona meteórica, al agua superficial osubterránea, o al atmósfera) representa una interaccióncompleja entre la fuente (el tipo de compuesto y la tasade aplicación), el destino (la tasa de degradación en elambiente y su transformación en compuestosalternativos), y el transporte (el movimiento con el flujode agua por, o a lo largo de, el perfil del suelo o lavolatilización en el atmósfera). Excelentes resúmeneshan sido preparados sobre estos temas y sirven comoreferencias valiosas (e.g., Hatfield et al., 1999; Carpenteret al., 1998; Sharpley et al., 2003, Hinga et al., 2005).

Existen dos componentes que son críticos enlos enfoques científicos que son usados para estudiar eldestino y el transporte. Estos componentes son la escalaespecial y la escala temporal. Es necesario entender lasfronteras espaciales y temporales de los diferentesenfoques experimentales que son usados para desarrollarun mayor entendimiento de los procesos. Esto esimportante para la extensión valida de estos estudiosbásicos en modelos físicos o empíricos a ser usados paraevaluar los potenciales impactos de los contaminantes enla calidad del ambiente.

Existe una variedad de enfoques para eldesarrollo de modelos, y los modelos a menudo sondesarrollados para propósitos específicos. Incluyenmodelos empíricos que relacionan el destino o transportecon parámetros observados como el contenido de suelosen el agua, el contenido de material orgánica en el suelo,o la profundidad de incorporación de un pesticida. Un

ejemplo de un modelo empírico a escala de cuencas(basado en una correlación estadística entre factores) esla estimación de la concentración de NO3-N en el RíoRacoon usando cuatro factores (el flujo de la corriente delos siete días previos, la condición de la humedad delsuelo, el coseno del día del año y el seno del día del año)desarrollado por Lucey y Goolsby, (1993). Este modeloexplico el 70% de la variación en concentraciones deNO3-N. Los modelos físicos (aquellos que describen losprocesos físicos que ocurren en el medio ambiente)tienden a ser mas complejos. Un ejemplo de este tipo demodelo es el Root Zone Water Quality Model(RZWQM) (Modelo de la Calidad del Agua en la Zonade la Raíz) según lo describe Ahuja et al. (1999).Ejemplos de los procesos físicos a cuales el modeloresponde incluyen el transporte de agua y químicos en lamatriz del suelo y macroporos usando cuadriculas detransporte con propiedades hidráulicas y un cálculo delcontenido de suelos y agua para cada cuadricula. Losmodelos más complejos requieren de la medida o elcálculo de más parámetros. Sin embargo, la aplicacióndel RZWQM a escala del campo de cultivo dentro de unacuenca proveyó un cálculo preciso del movimiento deherbicidas hacia el agua de drenaje debajo de lasuperficie (Bakhsh et al., 2004).

La modelación de cuencas agrícolas también esnecesaria para captar y predecir los efectos de lasdiferencias climáticas entre cuencas. Los modelospermiten que se pronostique los cambios en respuesta acambios al manejo de las tierras. El apéndice de estedocumento provee una discusión más detallada dealgunos de los modelos que están siendo usados yrefinados para el uso en el manejo de la agricultura paramejorar y proteger la calidad del agua.

La Importancia de la Extensión y la EducaciónEl desarrollo de tecnologías y prácticas

mediante la ciencia bien fundada representa un primerpaso crítico en la transferencia de conocimientos desde lacomunidad científica hacia los profesionales. Sinembargo, ahora existe una cantidad considerable deevidencia que demuestra que la educación y extensión aagricultores y rancheros también son criticas para lograrel éxito en las prácticas de manejo de tierras (e.g., Wuestet al., 1999; Anciso et al., 2001; Mitchell et al., 2001;Marra et al., 2003).

La aceptación de nuevas tecnologías o prácticasa menudo se rezaga al desarrollo de dichas prácticas.Weise et al. (1999) encontró que tomabaaproximadamente cuatro años para que los programas deeducación para agricultores produzcan impactos notablesen el manejo del nitrógeno. Mitchell et al., (2001)encontró que expandir la cantidad de sitios dedemostración para la labranza de conservaciónincremento el interés que tenían los agricultores porpracticar la labranza de conservación. La confianza de


los agricultores también es un tema critico en la adopciónde prácticas de conservación (Anciso et al., 2001).

También es critica la educación para que losagricultores y rancheros entiendan la naturaleza de losriesgos asociados con varias prácticas de conservación(Marra et al., 2003). Los riesgos para los agricultorescon frecuencia incluyen impactos económicos que debenser evaluados previo a su aceptación. Los limites en elentendimiento de los “costos” económicos de losimpactos ambientales significan que dichos impactos sonsubvalorados cuando se considera la adopción de lasprácticas (véase Schiffries and Brewster, 2004; Yiridoeand Weersink, 1997).

Junto con la adopción de prácticas ytecnologías, el trabajo reciente ha demostrado laimportancia del mantenimiento para el desempeño alargo plazo de las prácticas de conservación prácticas(Bracmort et al. 2004; Mitchell et al., 2005). Estosestudios resaltan la necesidad por investigaciones paraconsiderar una duración mas larga para las tecnologíasde conservación que incluya el desempeño de lastecnologías mucho más allá de su implementación. Porlo general, la disminución en el desempeño de lasprácticas de manejo luego de la implementación sugiereque el mantenimiento de prácticas y tecnologías escrítico para la protección o mejoras en la calidad delagua a largo plazo.

Finalmente, los agricultores y rancheros estánaceptando el concepto del manejo adaptivo en unesfuerzo de proteger y mejorar los recursos hídricos ysuelos. Este concepto reconoce que no todas lasprácticas funcionan con el mismo nivel de eficacia entodas las situaciones (Jiggins and Roling, 2000; Nicholset al., 1995). Por tanto, es necesario incorporar prácticasnuevas en los planes de manejo existentes para cumplircon las metas económicas o ambientales.

¿De Aquí a Dónde Vamos?Mediante esta Cooperación Trinacional, hemos

identificado seis áreas claves de futura investigación yeducación para los recursos hidráulicos agrícolas. Estasseis áreas transcienden las fronteras nacionales yrepresentan temas de investigación y educación en cualesla cooperación internacional es considerablementeprometedora para lograr el progreso necesario.1) Conectando la Cantidad y Calidad del Agua –

Durante gran parte del siglo pasado la cienciadedicada a la cantidad de agua y la dedicada a lacalidad del agua se desarrollaron de maneraindependiente. Este enfoque ha promovido unmarco conceptual que permitió que la calidad delagua sea considerada en la ausencia de la cantidaddel agua. En el futuro la investigación y laeducación deberán reconectar estos doscomponentes del agua como recurso – aceptando unenfoque holístico al manejo de los recursoshidráulicos. En el núcleo de este tema, debemosreconocer cómo, cuándo y dónde debemos

monitorear la calidad / cantidad del agua paramanejar los recursos hidráulicos más eficazmente.

2) Reduciendo el Pool de Nitrógeno Reactivo – Portodo Norteamérica el pool total de nitrógenoreactivo continúan incrementándose – degradandonuestros recursos de aire, suelos y agua. Los futurosesfuerzos en la investigación y educación deberánadoptar un “enfoque en sistemas completes” encuanto al manejo del nitrógeno. Este enfoquecombina el movimiento y almacenamiento delnitrógeno en los alimentos, fertilizantes, zonas deamortiguación, cuerpos de agua y en todo el paisajeen un esfuerzo de controlar y finalmente disminuirlos impactos de la contaminación por nitrógeno en elmedio ambiente. Finalmente, esto requerirá de lacoordinación entre programas de investigación yeducación que responden a temas sobre la calidaddel agua, suelos y aire para que los impactos delnitrógeno en el medio ambiente puedan serevaluados y remediados de manera coordinada.

3) Las dimensiones humanas del manejo – Nuestroentendimiento de los procesos físicos y químicos haprogresado bastante durante los últimos 50 años. Deigual manera los sistemas biológicos (losecosistemas acuáticos y estuarinos) han sido elenfoque de muchas investigaciones en recientesaños. Sin embargo, debemos expandir lainvestigación y educación sobre consideracionessociales, económicas y de comportamiento quetienen un impacto sobre el manejo de los recursoshidráulicos. Estas dimensiones humanas reflejan lasricas y diversas culturas que existen en las tresnaciones. Las mejoras en el entendimiento delcomportamiento humano (social, cultural yeconómico) proveerán la clave para expandir laadopción de mejores prácticas de manejo.

4) El Carácter Único de Grandes Sistemas de Ríos ysus Recursos Hidráulicos – Muchos grandessistemas de ríos cruzan o forman las fronteras denuestras tres naciones. Es esencial que nuestramejor ciencia y educación sea dirigida hacia elentendimiento y manejo de estos ríos. Estas cuencasgrandes representan situaciones físicas, biológicas ysocioeconómicas únicas en cuales algunos cambiosdifíciles son necesarios entre las necesidadeshumanas y ecológicas y los usos de los recursoshidráulicos. El carácter único de estas cuencasrequerirá de la coordinación y colaboraciónestrechas entre nuestras tres naciones para manejarlos recursos hidráulicos de manera efectiva.

5) Definiendo los límites de las prácticas deconservación – Muchas de las prácticas deconservación desarrolladas en una de nuestrasnaciones han sido adaptadas a nuevas locacionesgeográficas en Norteamérica. Es necesario explorarlas eficiencias de estas prácticas en una granvariedad de situaciones geográficas. En esencia,debemos preguntarnos “¿Hasta dónde podemos


llegar con las prácticas de conservación?” ¿Sonnecesarias nuevas prácticas de conservación? Elprimer paso crítico en el proceso de evaluar yentender los límites de las prácticas de conservaciónes que las naciones compartan la información quetienen.

6) Desenredar los impactos cumulativos de temas detierras – Nuestro conocimiento combinado sobre losimpactos de los usos de los suelos en las tresnaciones ha crecido considerablemente durante losúltimos 50 años. Sin embargo, aún nos falta muchoconocimiento sobre las interacciones entre los usosde los suelos a nivel de cuencas. Responder a estetema significa un compromiso a esfuerzos demodelación y en el campo detallados para investigarcómo los usos de los suelos adyacentes o “corrientearriba” impactan la calidad general de nuestrosrecursos hidráulicos.

Mensaje Neto: La Investigación y EducaciónLa cooperación trinacional crea una oportunidad

para compartir conocimientos cruzando fronterasinternacionales – expandiendo lo que sabemos y cómousamos la información de las investigaciones en los trespaíses. Mediante nuestra cooperación trinacional hemosaprendido que tenemos intereses en común en cuanto aproblemas de investigación sobre recursos hidráulicosagrícolas y que compartimos el interés de tomar accionespara resolver estos problemas a escala de cuencas.

Por todo Norteamérica hemos creado una basede conocimiento considerable sobre prácticas de manejode conservación (las BMPs) para proteger y mejorar lacalidad del agua y asegurar que existan recursos de aguaapropiados. Nuestra base de conocimiento es más fuertey más completa a escala de laboratorios y parcelas. Sinembargo, los impactos de las prácticas de manejo deconservación son más difíciles de seguir o rastrear a

nivel de cuencas. Por lo tanto, existe una necesidadcrítica de “aumentar a escala” desde la escala delaboratorios o parcelas hacia la escala de cuencas o aúnmás.

La investigación ha identificado muchasprácticas agrícolas mejoradas que tienen la potencial dereducir los impactos de la agricultura en la calidad delagua con relación a prácticas agrícolas comunes. Sinembargo, lograr mejoras en la calidad del agua dependede la adaptación apropiada de las técnicas a condicioneslocales y de la aceptación amplia de las técnicas. Laejecución apropiada de las técnicas requiere de pericia yde informar a los agricultores con conocimientos yentendimiento mediante redes de extensión y apoyoagrícola. En uno de los documentos adjuntos se discutenprogramas de incentivo para lograr la adopción deprácticas.

Reconocemos la necesidad de desarrollarmateriales didácticos apropiados que complementen losBMPs basados en la ciencia para lograr una mayoradopción y el mantenimiento de dichos BMPs a escala decuencas. Existen oportunidades para usar nuestrosmejores programas educativos y materiales para exploraropciones para compartirlos cruzando nuestras fronterasinternacionales. Reconocemos los desafíos queenfrentamos para asegurar que los programas educativosy la información sean adecuados para el contexto físico,biológico y cultural de cada cuenca.

Cada una de las tres naciones ha desarrollado ungran cuerpo de investigación sobre los aspectos físicos ybiológicos de la calidad y cantidad del agua agrícola. Sinembargo, tenemos mucho menos información sobrecómo las ciencias sociales y económicas participan en elenfoque holístico de la investigación y educación sobrecuencas (véase la Figura 1). Futuros programas deinvestigación y educación deberán orientarse a laintersección de estas tres disciplinas científicas.


Tabla 1. Estado Actual del Conocimiento de Investigaciones sobre

Prácticas de Manejo de Aguas Agrícolas Seleccionadas

Escala EspacialPráctica de Manejo del

Agua Laboratorio-Parcela Campo Cuenca

Tecnología de Riego H H M

Reutilización del Agua M M L

Uso del Agua por Plantas /

Biotecnología

H L --

Conservación General del

Agua

M M L

Preparación ante Sequías y

Evaluaciones

N/A L --

Mercados y Comercio del

Agua

N/A -- --

H – alto, M – moderado, L – bajo, N/A – no aplica, -- información no disponible


Tabla 2. Ejemplos de la magnitud de los beneficios de diferentes prácticas agrícolas en el campo

Práctica Contaminante Ejemplo Reducción deescurrimiento oaportaciones

Citación

Optimizaciónestacional de laaplicación denitrógeno

Nitrógeno Cultivos detrigo en NorthCarolina. Seevaluó lanecesidad pornitrógeno encampos osubcamposbasado en laspropiedades decrecimiento delas plantas

Promedio 15%(rango 0 a 51%)

Flowers et al.,2004

El uso depolímeros ensistemas de riegocon surcos

Sedimentos,fósforo

Cultivos detrigo y frijolesen el NoroestePacífico. Seagregósuplementos alagua de riegopara aglutinarlos sedimentos& el fósforo

90% para lossedimentos,50% para elfósforo

Lentz andSojka, 1994,Lentz et al.,1998

Cambiar el tipoquímico defertilizante

Fósforo Pastizalesfertilizados enNueva Zelanda,liberación lentade fertilizantesvs. un solosuperfosfato

Pastizal enArkansas,fertilizanteorgánico vs.inorgánico

90%

41%

Nguyen et al.,1999, 2002

Nichols et al.,1994, Hart etal., 2004

Variedades decultivosresistentes a lospesticidas

Pesticidas Algodón,promedio enEE.UU.

Reducción de 2a 3 rociados poraño (o más omenos el 50%)

Marra et al.,2002

Optimización delagua de riegoaplicada

Nitrato Riego delechuga, SalinasValley

75% para nitrato Tanji et al.,1994

Presupuestar parareducir el excesoen la aplicaciónde fertilizantes

NitrógenoFósforo

Holanda 25% para elnitrógeno

Oenema et al.,2005


en la aplicaciónde fertilizantes

15% para elfósforo

Drenajecontrolado encampos donde seusa sistemas dedrenaje contuberíasubterránea

Nitrógeno Ohio

Ontario, maízmezclado conballico

Ontario, maíz

45% para elnitrato

46% para elnitrógeno49% cuando seusó con labranzade conservación

36% para elnitrato

Fausey, 2005

Drury et al.,1996

Ng et al., 2002

Mulch de heno Sedimentos,Nitrógeno,Fósforo,Potasio,Magnesio

NewBrunswick,Cultivo depapas

86-98% parasedimentos

72-82% paranutrientes

Rees et al.,2002


Tabla 3 Ejemplos de la magnitud de los beneficios de las prácticas de manejo fuera de los campos

Tipo de Control Reducción en elEscurrimiento

Citación

Zona de amortiguaciónvegetadaZona de amortiguación depasto de 7m

Zona de amortiguación depasto de 7 metros más zonaribereña forestada de 9metros en Iowa

95% sedimentos60% nitrógeno y fósforo

97% sedimentos80% nitrógeno y fósforo

Schultz, 2004

Pasto en una zona deamortiguación de tres zonasa una zona ribereñaforestada en Georgia

78% nitrato52% amoniaco66% fósforo

Vellidis et al., 2003

Construyeron las tierraspantanosas para que recibanagua de los camposcultivados con drenaje contubería subterránea enIllinois3 a 6% del área drenada

46% nitrógeno2% fósforo

Kovacic et al., 2000

Sistema de terrazas dedesviación / cursos de aguavegetadosNew Brunswick

95% sedimentos Chow et al., 1999


Tabla 4. Estado Actual del Conocimiento de la Investigación sobre Contaminantes Agrícolas

Seleccionados

Escala EspacialContaminante Práctica de

Manejo

Desarrollado

Laboratorio-Parcela Campo de

Cultivo

Cuenca

Sedimentos H H H M

Nitrógeno H H M-H L-M

Fósforo M M L --

Pesticidas H H H L

Patógenos L L -- --

Salinidad H M L --

Productos

farmacéuticos

-- -- -- --

H – alto, M – moderado, L – bajo, -- información no disponible


Tabla 5. Lista de Prácticas de Conservación Establecidas por el Natural Resources Conservation Service (Servicio de Conservación deRecursos Naturales

Anotación: (ac) = acres, (no) = numero, (ft) = pies, (au) = unidades animal, (ea) = cada uno

Practica de Conservación

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

PrácticaCamino de acceso (ft) 560 Franjas de Amortiguación

de Contorno (ac)332 Rompe fuegos (ft) 394 Reservorio de

Almacenamiento deAguas de Riego (no & ac-ft)

436 Reclamación de Tierras,Control de DescargasToxicas (no)

455

Alley Cropping (ac) 311 Agricultura de Contorno(ac)

330 Canal Piscícola (no) 396 Sistema de Riego,Rociador (no & ac)

442 Reconstrucción de Tierras,Tierras MinadasAbandonadas (ac)

543

Digestor Anaeróbico,Temperatura Ambiental(no)

365 Huertos y Otras Áreas deFrutas de Contorno (ac)

331 Saetin o Tanque Piscícola 398 Sistema de Riego,superficie y subterráneo(no & ac)

443 Reconstrucción de Tierras,Tierras ActualmenteMinadas (ac)

544

Digestor Anaeróbico,Temperatura Controlada(no)

366 Cultivo de Cobertura (ac) 340 Manejo de EstanquesPiscícolas (no)

399 Sistema de Riego, Micro-riego (no & ac)

441 Allanamiento de Tierras(ac)

466

Instalación para laMortalidad Animal (no)

316 Sembrado de ÁreasCriticas (ac)

342 Manejo delAprovechamiento deForraje (ac)

511 Sistema de Riego,Recuperación de Aguasde Cola (no)

447 Curso de Agua o SalidaRevestida (ft)

468

Caminos y sendas deanimales (ft)

575 Rugosidad contra Vientosde Costado (ac)

589A Preparación de SitiosForestales (ac)

490 Transporte de Aguas deRiego, Revestimiento deZanjas y Canales,Hormigón Normal (ft)

428A Transferencia de Abono(no)

634

Control de la Erosión conPoliacrilamida Aniónica(PAM) (ac)

450 Franjas para Atrapar losVientos de Costado (ac)

589C Mejoras en ÁreasForestadas (ac)

666 Transporte de Aguas deRiego, Revestimiento deZanjas y Canales,Membrana Flex. (ft)

428B Cierre de Pozos Mineros &Adic (no)

457

Estanques de Acuacultura(ac)

397 Represa, Desvío (no) 348 Rellanos y SendasForestales (ac)

655 Transporte de Aguas deRiego, Revestimiento deZanjas y Canales, AceroGalvanizado (ft)

428C Mole Drain (ft) *1 482

Manejo de la Calidad deRecursos Atmosféricos(ac)

370 Represa (no & ac-ft) 402 Estructura deEstabilización de Grade(no)

410 Transporte de Aguas deRiego, Conducto, Tuberíade Aluminio (ft)

430AA Pozo de Monitoreo (ea) 353

Estratificación (ac) 310 Labranza Profunda (ac) 324 Curso de Agua con Pasto(ac)

412 Transporte de Aguas deRiego, Conducto,Asbestos-Cemento (ft)

430BB Mulch (ac) 484

Manejo de Malezas (ac) 314 Dique (ft) 356 Tratamiento Mecanizadode Pastizales (ac)

548 Transporte de Aguas deRiego, Conducto,Hormigón no Armado (ft)

430CC Manejo de Nutrientes,Exceso dePreacondicionamiento (ac)

590



Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

PrácticaEstabilización de Canales(ft)

584 Desvío (ft) 362 Protección de Áreas deUso Frecuente (ac)

561 Transporte de Aguas deRiego, Conducto, PlásticoSubterráneo de AltaPresión (ft)

430DD Manejo de Nutrientes, Faltade Preacondicionamiento(ac)

590

Vegetación en las Orillasde Canales (ac)

322 Manejo de Aguas deDrenaje (ac)

554 Sembrado de Filas deArbustos (ft)

422 Transporte de Aguas deRiego, Conducto, PlásticoSubterráneo de BajaPresión (ft)

430EE Remoción de Obstáculos(ac)

500

Desmonte & Desgarre (ft) 326 Bocas de Riego (no) 432 Barreras Herbáceas contrael Viento (ft)

603 Transporte de Aguas deRiego, Conducto, Acero(ft)

430FF Canal Abierto (ft) 582

Cierre de Depósitos deDesperdicios (no)

360 Desarrollo y ManejoTemprano Consecutivo deHábitat(ac)

647 Zanjas en laderas (ft) 423 Transporte de Aguas deRiego, Conducto,Argamasa de PlásticoReforzado (ft)

430GG Sembrado de Pastos yHeno (ac)

512

Instalación para laProducción de Abono (no)

317 Manejo de Alimentos (no& au)

592 Canal o Lateral de Riego(ft)

320 Transporte de Aguas deRiego, Conducto,Conducto de CompuertasRígidas (ft)

430HH Manejo de Plagas, Químico(ac)

595

Cobertura de Conservación(ac)

327 Cerca (ft) 382 Zanja en Campo de Riego(ft)

388 Manejo de Aguas deRiego (ac)

449 Manejo de Plagas, Cultural(ac)

595

Rotación de Cultivos deConservación (ac)

328 Frontera del campo decultivo (ft)

386 Nivelación de Tierras deRiego (ac)

464 Desmonte de Tierras (ac) 460 Manejo de Plagas,Biológico (ac)

595

Tierras PantanosasConstruidas (no)

656 Franja de filtración (ac) 393 Reservorio de Regulaciónde Riego (no)

552 Reclamación de Tierras,Tratamiento delDesprendimiento deTierras (no & ac)

453 Conducto (ft) 516

Estanque (no) 378 Manejo de Residuos,Labranza con Mulch (ac)

329B Manejo de Aguas PocoProfundas para laFauna(ac)

646 Poda de Árboles yArbustos (ac)

660 Cuenca de Control de Aguay Sedimentos (no)

638

Sellado o Revestimientodel Estanque, MembranaFlexible (no)

521A Manejo de Residuos,Labranza en Surcos (ac)

329C Spoil Spreading (ac) *2 572 Salida Subterránea (ft) 620 Propagación de agua (ac) 640

Sellado o Revestimientodel Estanque, Dispersantede Suelos (no)

521B Manejo de Residuos,Estacional (ac)

344 Desarrollo de Vertientes(no)

574 Manejo del Hábitat de laFauna en Tierra Altas(ac)

645 Instalación para ProveerAgua para la Fauna (no)

648

Sellado o Revestimientodel Estanque, Aislante deBentonita (no)

521C Restauración y Manejo deHábitat en Declive (ac)

643 Protección de Orillas deArroyos (ft)

580 Exclusión de Usos (ac) 472 Establecimiento deProtección Contra el Viento/ Franjas de Protección (ft)

380



Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

Práctica Práctica

Códigode la

PrácticaFormación de Tierras conExactitud (ac)

462 Zona de AmortiguaciónRibereña Forestada (ac)

391 Mejoras a y Manejo deHábitat en Arroyos (ac)

395 Barrera Vegetal (ft) 601 Renovación de ProtecciónContra el Viento / Franjasde Protección (ft)

650

Quema Controlada (ac) 338 Cobertura HerbáceaRibereña (ac)

390 Cultivo en Franjas (ac) 585 Drenaje Vertical (no) 630 Pozo de Agua (no) 642

Pastoreo Controlado (ac) 528 Barrera de Rocas (ft) 555 Estructura para Controlarel Agua (no)

587 Cobertura en Instalaciónpara los Desperdicios (no)

367 Deshabilitación de Pozos(no)

351

Planta de Bombeo (no) 533 Estructura para elEscurrimiento de losTechos (no)

558 Drenaje subterráneo (ft) 606 Instalación para elAlmacenamiento deDesperdicios (no)

313 Creación de TierrasPantanosas (ac)

658

Sembrado de Praderas (ac) 550 Colocación de Filas (ac) 557 Drenaje Superficial, Zanjade Campo (ft)

607 Laguna para elTratamiento deDesperdicios (no)

359 Mejoras a TierrasPantanosas (ac)

659

Mejoras en Áreas deEntretenimiento (ac)

562 Sistema de Manejo deEscurrimiento (no & ac)

570 Drenaje Superficial,Principal o Lateral (ft)

608 Utilización de losDesperdicios (ac)

633 Restauración de TierrasPantanosas (ac)

657

Nivelación y Formación deTierras Usadas para elEntretenimiento(ac)

566 Manejo de Salinidad ySuelos Sódicos (ac)

610 Poner Áspera laSuperficie (ac)

609 Franja de Tratamiento deAguas Residuales (ac)

635 Manejo de Hábitat deFauna en Tierraspantanosas (ac)

644

Camino y Senda para elEntretenimiento (ft)

568 Cuenca de Sedimentos(no)

350 Terrazas (ft, m) 600 Captación de AguasAprovechadas(no)

636

Manejo de Residuos, CeroLabranza / Labranza enFranjas (ac)

329A Establecimiento deSilvipastizales (ac)

381 Establecimiento deÁrboles y Arbustos (ac)

612 Instalación de Riego (no) 614

*1 Mole drains - sistema de drenaje subterráneo sin el uso de tubería en cual se usa tapones para retener o descargar el agua.*2 Spoil spreading - la propagación sobre un terreno, de suelos que previamente fueron retirados y almacenados*3 Alley Cropping: la colocación de franjas de vegetación, árboles o arbustos intercalados con las filas de sembrado en un campo de cultivo


Tabla 6. Ejemplo de una Hoja de Calculo del Natural Resources Conservation Service que Describe los Efectos de las Practicas deConservación y las Maneras en Cuales Probablemente Impacten los Procesos de Erosión de los Suelos

Práctica

Códigode la

Práctica

Erosión de lossuelos –

avenidas deinundación y

riachuelos(Efecto)

Erosión de losSuelos – Viento

(Efecto)

Erosión de losSuelos-

BarrancoEfímero(Efecto)

Erosión de losSuelos -BarrancoClásico(Efecto)

Erosión de losSuelos - Orillas

de Arroyo(Efecto)

Erosión delos Suelos -

Orilla(Efecto)

Erosión de losSuelos –

Inducida porel

Riego(Efecto)

Erosión de losSuelos –

Traslado deMasa (Efecto)

Erosión de losSuelos – Caminos,

Bordes deCaminos, y Sitiosde Construcción

(Efecto)Alley Cropping (ac) *3 311 Disminución

SustancialDisminución



ModeradaNo Aplica No Aplica Disminución


ModeradaNo Aplica

Sendas de los Animales (ft) 575 DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónModerada aSustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

No Aplica DisminuciónLeve

DisminuciónLeve a

SustancialManejo de Maleza (ac) 314 Incremento

Leve aSustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve

DisminuciónLeve

No Aplica IncrementoLeve a

Moderado

No Aplica

Cultivo de Cobertura (ac) 340 DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve

NA No Aplica DisminuciónLeve a

Moderada

Sin Efecto DisminuciónLeve a

SustancialCurso de Agua con Pasto 412 Sin Efecto Sin Efecto Disminución

SustancialIncremento

Leve aSustancial

DisminuciónLeve

DisminuciónLeve

No Aplica Sin Efecto Sin Efecto

Manejo de Desperdicios, CeroLabranza / Labranza enFranjas (ac)

329A DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve

No Aplica No Aplica DisminuciónLeve a

Sustancial

IncrementoLeve

NA

Manejo de Desperdicios,Labranza con Mulch (ac)

329B DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve


Moderada

IncrementoLeve

NA

Manejo de Desperdicios,Labranza en Surcos (ac)

329C DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Moderada

DisminuciónLeve


Moderada

IncrementoLeve

NA

Zona de AmortiguaciónRibereña Forestada (ac)

391 DisminuciónSustancial

DisminuciónSustancial


DisminuciónModerada



No Aplica DisminuciónModerada

No Aplica

Cobertura Herbácea Ribereña 390 DisminuciónSustancial

IncrementoModerado aSustancia


DisminuciónLeve a

Moderada



No Aplica DisminuciónLeve

No Aplica

Establecimiento de ProtecciónContra el Viento / Franjas deProtección

380 DisminuciónLeve a

Sustancial


DisminuciónLeve a

Sustancial

DisminuciónLeve a

Moderada


Moderada


No Aplica


Figura 1. Relación entre las ciencias físicas-químicas, biológicas, y sociales en un enfoque holísticos

sobre cuencas.

CienciasFísicas-Químicas

CienciasBiológicas

CienciasSociales

EnfoqueHolístico sobreCuencas


Figura 2. Total de Retiros de Agua para varios sectores hidráulicos en los Estados Unidos, 2000

(USGS, 2004).

Thermoelectric48%

Irrigation34%

Industrial5%

PublicSupply

11%

Domestic < 1%Mining <1%Aquaculture <1%Livestock <1%

Water Withdrawals in the United States in 2000

Source: USGS (2004)

English Español

Water Withdrawals in the United States in 2000 Retiros de Agua en los Estados Unidos en el 2000

Thermoelectric Termoeléctricos

Domestic Domiciliarios

Mining Minería

Aquaculture Acuacultura

Livestock Ganado

Irrigation Riego

Public Supply Aprovisionamiento Público

Industrial Industrial

Source: USGS (2004) Fuente: USGS (2004)


Figura 3. El Uso del Agua en Canadá a lo largo del tiempo, por sector.

English Español

Water withdrawals Retiros de agua

Billions Miles de millones

Mining Minería

Municipal and private residential Municipales y para el uso domiciliario privado

Agriculture Agricultura

Manufacturing Fabricación

Thermal power Energía termal

Total Total

Note: For municipal and private residential uses, private residential uses

are estimates only and water supplied to industries from municipal

supplies is excluded.

Anotación: Para los usos municipales y en domiciliarios privados, los usos

en domiciliarios privados únicamente son cálculos aproximados y el agua

provista a industrias del aprovisionamiento municipal ha sido excluida.

Source: Environment Canada, 1998 Fuente: Environment Canada, 1998


Figura 4. Porcentaje de retiros de agua por sector, en México. (Datos de Gleick, 2002)

Water Use in Mexico

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Agriculture Domestic Use Industry

Per

cen

t o

f w

ater

wit

hd

raw

als

English Español

Water Use in Mexico El Uso del Agua en México

Percent of water withdrawals Porcentaje de retiros de agua

Agriculture Agricultura

Domestic Use Uso Domiciliario

Industry Industria


Figura 5. Los agricultores a lo largo del Río Missouri están usando bombas flotantes para recolectar el

agua de riego y reducir la erosión de las orillas de los arroyos. Existe un sitio en la Internet donde se

puede evaluar la estabilidad de las orillas de los arroyos.

http://msa.ars.gov/ms/oxford/nsl/cwp_unit/Montana_Report.html.


Figura 6. Zonas de amortiguación forestadas para la conservación, como la que se observa a

continuación, protegen contra nutrientes del abono que se escurren de los cultivos hacia los estanques y

arroyos corriente abajo en el sur de Georgia.


Figura 7. En la Cuenca de Mahantango Creek cerca de Klingerstown, Pennsylvania, existen bosques,

campos cultivados, y otros usos de las tierras típicos de las cuencas. Científicos de ARS en University

Park, Pennsylvania, y la Universidad Cornell en Ithaca, Nueva York están aplicando las lecciones

aprendidas de esta cuenca en sus estudios CEAP en la Cuenca de Town Book de Nueva York.


Apéndice.

Modelos para pronosticar los efectos de las prácticasagrícolas sobre la calidad del agua.El Agricultural Research Service (ARS) (Servicio deInvestigación Agrícola) del USDA ha desarrollado unaserie de modelos para recursos naturales que incluyen lasescalas campo cultivado y cuencas. Cada uno de estosmodelos fue diseñado para responder a grupos deproblemas específicos sobre la calidad del agua.Ejemplos de los modelos ha sido puestos a ladisponibilidad del público y han sido listados en la Tabla7.

Tabla 7. Ejemplos de los Modelos para RecursosNaturales del Servicio de Investigación Agrícola delUSDA para Predecir los Impactos de las Prácticas deConservación en la Calidad del Agua.

Modelo Escala Preocupaciónsobre la Calidad

del AguaRUSLE Campo de

cultivoErosión de lossuelos

WEPP Campo decultivo ycuencapequeña

Erosión de lossuelos

RZQWM Campo decultivo

Nutrientes ypesticidas

AnnAGNPS Cuenca Erosión,Nutrientes,Pesticidas

SWAT Cuenca &Cuenca

Erosión,Nutrientes,Pesticidas,Patógenos

El NRCS y otras Agencias de Acción Federalesnecesitan de manera crítica un programa computarizadoque pueda calcular la erosión inter-riachuelo y deriachuelos para el propósito de planificación agrícolapara un amplio rango de condiciones y prácticas delsuelo, climáticas, topográficas, y agrícolas. El ARS y elNRCS han liderado este esfuerzo desde Julio de 1998, encooperación con la Universidad de Tennesee y el NRCSpara actualizar la Ecuación de Pérdidas Universales deSuelos Revisada (RUSLE2). RUSLE2 es unaherramienta de manejo de los suelos independiente.Previo al proyecto existente de CRIS, el Equipo deDesarrollo desarrolló y asistió en: (1) mejorar lasrelaciones científicas en áreas selectas incluyendo ladesagregación de valores climáticos mensuales envalores bimensuales y diarios; (2) formular nuevasecuaciones para factores de capacidad de erosión desuelos temporalmente variables; (3) desarrollar nuevas

relaciones para el efecto de surcos en la pérdida desuelos y la degradación de los surcos a lo largo deltiempo; (4) desarrollar nuevas relaciones para lacobertura superficial, el manejo de tierras y usos; (5)utilizar nuevas relaciones para calcular la distribución departículas cuando ocurre la deposición; y (6) desarrollarun Nuevo procedimiento de dirección de recorrido paracultivos en franjas y terrazas. Durante el actual proyectode CRIS, se introdujo alrededor de 70 mejorasprincipales basadas en la ciencia RUSLE2. Estasmejoras han ampliado de manera sustancial la utilidad,versatilidad y precisión de RUSLE2 como herramientade pronóstico de erosión de suelos y de manejo para elcontrol de la erosión de los suelos. El desarrollo deRUSLE2 como una herramienta independiente paraplanificar la conservación del uso de los suelos debido ala erosión hidráulica ha sido uno de los logros másimportantes de naturaleza práctica en el pronóstico de laerosión. RUSLE2 ha sido implementado en todas lasoficinas de campo del NRCS y ha sido adoptado por laOficina de Minería Superficial (OSM) del USDI y elBuró de Manejo de los Suelos (BLM) del USDI.También es el componente clave en el modelo depredicción para cuencas AnnAGNPS. Se puededownload (transferir) el modelo y la documentación enhttp://fargo.nserl.purdue.edu/rusle2_dataweb/RUSLE2_Index.htm.

Los científicos del ARS también han trabajadojuntos para desarrollar nuevas tecnologías para ayudar alU.S. Forest Service (USFS) (Servicio Forestal de losEE.UU.) para pronosticar las tasas de escurrimientosuperficial y erosión de los suelos que resultan de losincendios silvestres y planificados en ecosistemas deloeste. Estas investigaciones ahora están ayudando a losequipos de Rehabilitación de Emergencia de ÁreasQuemadas del USFS a decidir dónde y cuando senecesita de fondos de emergencia para reestablecer lavegetación o instalar estructuras físicas necesarias paraproteger al ambiente, los arroyos, la vida humana, laspropiedades, o la infraestructura contra los dañoscausados por las inundaciones o la erosión de suelos entierras públicas y privadas. El la herramienta mejoradaWater Erosion Prediction Project (WEPP) (Proyecto dePronóstico de Erosión Hidráulica) está disponible para elServicio Forestal de los EE.UU. y otros que administranlas tierras por medio de un sistema de apoyo a la toma dedecisiones interactivo en la Internet mantenido por elServicio forestal de los EE.UU. en Moscow, Idaho. Estemodelo y toda la documentación de respaldo con uníndice que hace referencia a más de 200 publicacionesque documentan la ciencia y aplicación del modeloWEPP y bases de datos de respaldo para aplicaciones encampos de cultivo y pastizales pueden ser transferido enhttp://topsoil.nserl.purdue.edu/nserlweb/weppmain/. La


versión para su aplicación forestal puede ser transferidaen http://forest.moscowfsl.wsu.edu/engr/wepp0.html.

El Root Zone Water Quality Model (RZWQM)(Modelo de Calidad del Agua en la Zona de la Raíz) seenfoca en los efectos del manejo en la producción decultivos, los suelos, y la calidad del agua. El Modelo deCalidad del Agua en la Zona de la Raíz simula losprincipales procesos físicos, químicos, y biológicos en unsistema de producción de cultivos agrícola. RZWQM esun modelo unidimensional (vertical en el perfil de lossuelos) basado en el proceso que simula el crecimientode la planta y el movimiento del agua, los nutrientes yagroquímicos encima, debajo y dentro del la zona de lasraíces del cultivo, de un área unitaria de un sistema decultivo agrícola bajo un rango de prácticas de manejocomunes. El modelo incluye la simulación de un sistemade drenaje con tubería subterránea. El uso principal deRZWQM es como herramienta para evaluar los impactosambientales de estrategias de manejo agrícolaalternativas en el ambiente subterráneo. Estasalternativas pueden incluir: planes de conservaciónbasados en cada campo de cultivo; prácticas de labranzay residuos; la rotación de cultivos; la fecha y densidad desembrado; la programación de riego, fertilizantes ypesticidas (método de aplicación, montos y regulación detiempos). El modelo pronostica los efectos de dichasprácticas de manejo en el traslado de nitratos y pesticidaspor el escurrimiento y la percolación profunda debajo dela zona de las raíces. Es decir, el modelo pronostica lapotencial de carga de contaminantes en el aguasubterránea permitiendo así una evaluación de losimpactos de los contaminantes cuyo punto de inicio no esclaramente identificable en la calidad del agua superficialy subterránea. Este modelo y la documentación derespaldo pueden ser transferidos en:http://gpsr.ars.usda.gov/products/rzwqm.htm.

El enfoque en criterios de contaminación porsedimentos ha sido promovido por un esfuerzo renovadode motivar a los estados a identificar cuerpos de aguadañados por la contaminación y desarrollar planes paracumplir con Total Maximum Daily Loads (TMDLs)(Cargas Diarias Máximas Totales) según se especifica enel Clean Water Act (la Ley de Aguas Limpias) de 1972.Actualmente se calcula que los daños físicos, químicos ybiológicos asociados con el flujo de sedimentos cuestanalrededor de $16 mil millones anualmente enNorteamérica. Los científicos del ARS en Oxford,Mississippi recientemente desarrollaron un enfoque demodelación de dos ramos para identificar el traslado desedimentos en arroyos y otros cuerpos de agua. Elmodelo para cuencas Annualized Agricultural Non-pointSource Pollutant (AnnAGNPS) (Contaminantes CuyoPunto de Inicio no es Claramente Identificado AgrícolasAnualizados) primero evalúa las cargas dentro de lacuenca y el efecto que la agricultura y otras actividadestienen sobre el control de la contaminación. Luego, elmodelo Conservational Channel Evolution and Pollutant

Transport Systems (CONCEPTS) (Sistemas deEvolución de Canales y Transporte de ContaminantesConservacionales) pronostica cómo la evolución decanales y las cargas de contaminantes serán afectadas porla erosión y las degradación de las orillas, laacumulación en y degradación de los cauces de losarroyos, y la vegetación ribereña. Al combinar lasmediciones de los campos, el análisis geomórfico, y losmodelos numéricos, los especialistas agrícolas ahorapueden dar recomendaciones eficaces sobre el tipo y lacolocación de prácticas de conservación en la cuenca yen los canales de los arroyos que proveerán los mayoresbeneficios. La nueva Versión 3.51 de AnnAGNPSincluye una característica sobre la acuacultura y másopciones de aportación y rendimiento. Las capacidadesde RUSLE usadas por el USDA-NRCS para evaluar elgrado de erosión en campos agrícolas y para guiar eldesarrollo de los planes de conservación para controlar laerosión han sido incorporadas en AnnAGNPS. Estoprovee un aspecto a escala de cuencas para laplanificación de la conservación. El modelo sobre laevolución de redes de canales ha sido actualizado ymejorado como CCHE1D, y el modelo sobre corredoresde arroyos CONCEPTS, ha sido desarrollado para elanálisis de alcances dentro de redes de arroyos, paracuencas que requieren de una evaluación máscomprehensiva del sistema del arroyo, cuando laevolución de canales, la erosión o estructuras en elarroyo producen problemas para cuales el sistema sobrecanales simplificado de AnnAGNPS no ha sidodiseñado. Descripciones detalladas de los componentes,con grupos de datos ejemplares, y los programas puedenser transferidos enhttp://www.ars.usda.gov/Research/docs.htm?docid=5199.

Zonas de amortiguación vegetadas, o deconservación, que incluyen árboles o bosques puedenservir para diferentes propósitos, todos con el mismoobjetivo – el agua más limpia. Los científicos del ARSen Tifton, Georgia, en asocio con la Universidad deGeorgia, recientemente completaron un estudio de 9 añospara determinar si las zonas de amortiguación deconservación restauradas en tierras pantanosasadyacentes a campos cultivados pueden reducir lascantidades de fósforo y nitrógeno que llegan a losarroyos (véase la Figura 6). Estos estudios demostraronque las zonas de amortiguación ribereñas restauradas entierras pantanosas retuvieron o removieron por lo menosel 60 por ciento del nitrógeno y el 65 por ciento delfósforo que entraba desde un sitio adyacente de donde seaplicaba abono. Aunque las zonas de amortiguación deconservación no son mágicas, es claro que los árboles olos bosques deben ser parte del sistema de zonas deamortiguación de conservación si se desea remover elnitrógeno, el fósforo y otros contaminantes de maneraeficaz. Investigaciones innovadoras siendo conducidaspor científicos del ARS en el sureste de los EE.UU. handemostrado que las áreas forestadas pueden ser


manejadas con estrategias de largo plazo para proveerproductos maderables o biocombustibles, manteniendo almismo tiempo la calidad del agua. Evaluaciones de lascargas diarias máximas totales (TMDL) de nutrientes enla cuenca del Río Suwannee de Georgia y Florida hanindicado la necesidad por la reducción de contaminantescuyo punto de origen esta claramente identificado denitrógeno de la agricultura. Se ha demostrado queterrenos forestados adyacentes a los campos agrícolasreducen la concentración de nitrógeno en el agua que setraslada desde los campos de cultivo hacia arroyos ycursos de agua adyacentes (Lowrance et al 1997,Lowrance et 1998a, Lowrance and Leonard 1998,Lowrance et al 2000, and Lowrance and Sheridan 2005).

Lowrance et al. (2000) y sus colegan handeterminado que las zonas forestadas adyacentes a loscampos de cultivo pueden ser aprovechados paraproductos maderables, madera para combustible, omadera para pasta de papel y aún así funcionar comofiltros para la reducción de nitratos en el aguasubterránea. Basado en este y otros experimentos en elcampo, los científicos del ARS desarrollaron el RiparianEcosystem Management Model (REMM) (Modelo deManejo de Ecosistemas Ribereños) para ayudar a diseñary pronosticar los beneficios que tienen para la calidad delagua las áreas ribereñas con pastos y forestadas y tierraspantanosas. Las zonas de amortiguación deconservación o ribereñas son eficaces para mitigar lacontaminación cuyo punto de origen no esta claramenteidentificado y han sido recomendadas como una de lasmejores prácticas de manejo (BMP). El sistema deapoyo para la toma de decisiones de REMM ha sidodesarrollado para investigadores y agencies de recursosnaturales como herramienta para la modelación quepuede ayudar a cuantificar los beneficios para la calidaddel agua de las zonas de amortiguación ribereñas bajovariadas condiciones de sitio. Algunos de los procesossimulados en REMM incluyen la hidrología superficial ysubterránea; el transporte y deposición de sedimentos; eltransporte, la remoción y el ciclo de carbono, nitrógeno yfósforo; y el crecimiento de la vegetación. Se puedesimilar también opciones de manejo como el tipo devegetación, el tamaño de la zona de amortiguación, y elaprovechamiento de la biomasa. REMM puede serutilizado en conjunto con modelos para tierras altas,datos empíricos, o cargas calculadas diferentesescenarios del diseño de zonas de amortiguación paraladeras. Las evaluaciones de los simulacros de REMMcon observaciones en el campo generalmente indican queexiste buen acuerdo entre los datos simulados yobservados para las concentraciones de nitrato en el aguasubterránea y las profundidades del nivel hidráulico enzonas de amortiguación forestadas maduras. Análisis desensibilidad demostraron que los cambios que influían enel equilibrio del agua o en el almacenamiento dehumedad en los suelos afectaron el rendimiento del flujode la corriente. Cambios en los parámetros que influyenen la hidrología o tasas de los ciclos de nutrientes

afectaron el transporte total de N y la ingestión de N porlas plantas.

SWAT, el acrónimo de Soil and WaterAssessment Tool (Herramienta para la Evaluación deSuelos y Aguas) fue desarrollado durante los últimos 30años por un equipo de investigadores del ARS enTemple, Texas en cooperación con otros científicos delARS en Bushland en Texas, El Reno en Oklahoma, Ft.Collins en Colorado, Miami en Florida, Ames en Iowa, yTifton en Georgia. Durante los últimos 4 años el U.S.Environmental Protection Agency y el ARS han puestoSWAT a la disponibilidad de agencies estatales yconsultores por toda la nación para evaluar los daños a lacalidad del agua y ayudar a desarrollar planes para lascuencas que respondan a problemas específicos. ElNatural Resources Conservation Service uso el modeloSWAT en su Resource Conservation Appraisal(Evaluación de la Conservación de Recursos) en 1997,en cual se hizo la primera evaluación nacional del usodel agua por la agricultura, sistemas de labranza, y elmanejo de fertilizantes. En el 2004, el NRCS y el ARSnuevamente usaron SWAT para trabajar conjuntamentepara cuantificar los beneficios ambientales de lasprácticas de conservación a nivel nacional y a escala decuencas para el Conservation Effects Assessment Project(CEAP) (Proyecto de Evaluación de los Efectos de laConservación). La más reciente versión de SWAT hasido distribuida a cientos de científicos e ingenieros enuniversidades, agencies gubernamentales, y consultorespor todo el mundo y se ha sostenido varias conferenciasde capacitación internacionales en los últimos 2 años, yfue usado como método estándar para responder a loscálculos de Carga Máxima Diaria Total requeridos paracumplir con los estándares de calidad de agua de losEstados Unidos. El modelo SWAT y la documentaciónadjunta puede ser transferidos enhttp://www.brc.tamus.edu/swat/index.html o del sitio delUS Environmental Protection Agency mediante su sitiodenominado BASINS en(http://www.epa.gov/OST/BASINS/).

El NCRS y el ARS están trabajandoconjuntamente en el Proyecto de Evaluación de losEfectos de Conservación (CEAP) para cuantificar losbeneficios ambientales de las prácticas de conservación anivel nacional y a escala de cuencas. CEAP es unamezcla continua de la recolección de datos, el desarrollode modelos, la aplicación de modelos, y la investigación.Una de las metas es desarrollar las bases de datosapropiadas y aplicaciones de modelos durante eltranscurso del proyecto. CEAP es un esfuerzo entremúltiples agencias que también incluirá la participaciónde grupos externos al gobierno federal. Algunos de loscolaboradores del USDA son la Farm Service Agency(FSA) (Agencia de Servicios Agrícolas), el CooperativeState Research, Education, and Extension Service(CSREES) (Servicio Cooperativo Estatal deInvestigación, Educación y Extensión), el NationalAgricultural Statistics Service (NASS) (Servicio


Nacional de Estadísticas Agrícolas), y el Office of RiskAssessment and Cost Benefit Analysis (ORACBA)(Oficina de Evaluación de Riesgos y Análisis de Costosy Beneficios).

El CEAP tiene dos componentes principales, elde evaluación nacional y el de evaluación a escala decuencas (Mausbach and Dedrick 2004). El componentede evaluación nacional proveerá cálculos aproximadosmodelados de los beneficios de la conservación parareportes anuales. El propósito de la evaluación nacionales proveer una contabilidad de los beneficios ambientalesobtenidos de los programas de conservación del USDA.En menor escala, el componente de evaluación decuencas proveerá evaluaciones detalladas de losbeneficios ambientales en paisajes específicos que no sonposibles efectuar a escala nacional. También sedesarrollará un marco para evaluar y mejorar eldesempeño de los modelos de evaluación nacional y dela investigación sobre prácticas de conservación y susefectos esperados a escala de cuencas. El componente deestudios de evaluación a escala de cuencas del CEAPcomplementa la evaluación nacional proveyendo unaevaluación más detallada de la calidad del agua y deotros beneficios en escala menor de lo posible en laevaluación nacional (véase la Figura 7).

Existe un cuerpo extenso de literatura quedescribe las prácticas de conservación a escala de

parcelas o campos de cultivo con el objetivo de protegerla calidad del agua, y en algunos casos, mejorar lacalidad de los suelos o la conservación del agua[Hapeman et al. (2003), Hatfield et al. (2001), Howell(2001), and Sharpley et al. (2003)]. Sin embargo, losresultados de investigaciones en estudios a escala deparcelas y campos de cultivo son limitados porque nopueden capturar las complejidades e interacciones de laspracticas de conservación dentro de una cuenca.Solamente se ha seleccionado 28 cuencas para el estudio.No se hará ningún intento de agregar cálculos de losbeneficios para que los estudios de las cuencasrepresenten cálculos a nivel nacional porque e necesitaríade demasiadas cuencas para poder representarapropiadamente las variadas características y recursosdel país. El objetivo es seleccionar cuencas dondeexisten trabajos continuos (de monitoreo o demodelación o de ambas cosas) en áreas agrícolas conbases de datos y recursos. Los resultados del proyecto deinvestigación CEAP deberán estar disponibles en el2007. Se puede encontrar mayores detalles sobre elproyecto CEAP en el sitio del NRCS enhttp://www.nrcs.usda.gov/technical/NRI/ceap/.


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