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Dinámica de sistemas, economía y el manejo de tierra y otros recursos naturales
Descripción del Modelo de Cuenca y Ejercicio Final
Características del Modelo
Este es un modelo que incluye las representaciones agregadas de una cuenca
hidrográfica, incluida su población (humana), los recursos naturales (área de tierra
dedicada a la agricultura y al bosque), producción de la cosecha, cantidad de ganado y la
producción de un producto de valor añadido (queso). Para estimular la reflexión sobre los
principales retos, las ventajas y desventajas en la gestión de la cuenca, se puede utilizar
un el horizonte de tiempo de 1900 a 2100. El modelo incluye ocho “stocks”: Población,
la tierra en la producción agrícola (cultivos o forraje), las tierras de bosques, la
proporción de las tierras agrícolas dedicadas a cultivos, la fertilidad de los suelos, la
biomasa forrajera en las tierras de pasto, la cantidad de ganado, y los inventarios de
queso. También incluye cuatro variables "pertinentes para políticas": la tasa de
crecimiento neto de la población, la tasa de erosión del suelo, la tasa de forestación, y la
posibilidad de introducir sistemas de riego para la producción de forrajes.
Las relaciones claves
Población Humana:
La población humana se ve afectada por dos flujos, la tasa neta de crecimiento natural (tasa de
natalidad neta) de la población, y la tasa de emigración de la zona de la cuenca hacia otras áreas.
(Se supone que la población puede migrar si es necesario). Ambas tasas son influenciadas por la
disponibilidad de alimentos per cápita. Si la producción de alimentos cae por debajo de su "nivel
de referencia", la tasa de emigración aumentará y la tasa de natalidad neta disminuirá.
Las Tierras en Producción Agrícolas y Forestal:
La tierra dedicada a la agricultura fue inicialmente bosque, y ha sido convertida para uso agrícola
por la población humana. Hay una cantidad limitada de la superficie total de tierras disponibles
en la cuenca. La tierra se ha convertido a partir de bosques para la agricultura en respuesta a la
necesidad de la población para el consumo de cultivos básicos (granos). Las tierras utilizadas en
producción agrícola se emplean en la producción de cultivos básicos o en la producción de
forraje. Como la demanda de los cultivos de alimentos para la población humana crece, una
mayor proporción de las tierras agrícolas se asigna a cultivos básicos y, en una menor proporción
a la producción de forraje. Las tierras en producción agrícola exhiben erosión, que con el
transcurso del tiempo reduce la productividad por hectárea en la producción de cultivos básicos.
Biomasa Forrajera Permanente:
De manera similar a los modelos anteriores que hemos examinado, la producción de forraje y los
residuos de los cultivos están disponibles para la alimentación del ganado. La producción de
forraje depende de la frecuencia de las precipitaciones, pero también de los proyectos de riego si
se llegan a utilizar. Eorraje es consumido por los animales de pastoreo o se descompone.
Número de cabezas de ganado:
Ganado bovino están representado por un solo tipo de “stock” que incluye ganado de todas las
edades y especies. La tasa de natalidad de los animales depende del consumo de forraje por
animal, al igual que la tasa de descarte. El ganado en esta cuenca produce principalmente leche,
y toda la leche se convierte en queso.
Dinámica de sistemas, economía y el manejo de tierra y otros recursos naturales
Inventario de queso:
Se supone que es posible almacenar el queso elaborado por los hogares agrícolas hasta que se
vende. Las ventas de queso dependen del consumo de queso per cápita, pero también del precio
del queso, que cambia en función de la cantidad de queso en el inventario.
Ejercicio de Modelo Cuenca
El propósito de este ejercicio es el de examinar las estrategias (las políticas) para mejorar el
bienestar de la población humana en la cuenca. Usted tendrá que decidir cuál es la definición
apropiada de "bienestar". Para esto, se pueden utilizar múltiples resultados, incluyendo, pero no
limitándose a: los ingresos de venta de queso, disponibilidad de alimentos básicos per cápita, el
tamaño de los "déficit de alimentos" (la cantidad de consumo de alimentos básicos de la
población humana menos la cantidad de alimentos producidos), etc. La población de la cuenca (o
la agencia del gobierno dedicada a ayudar a "gestionar" la cuenca) tiene cuatro opciones básicas
disponibles para modificar los resultados a lo largo del tiempo:
1) Reducir la tasa de crecimiento de la población: Se supone que una intervención puede reducir
inmediatamente la tasa básica de crecimiento de la población (por ejemplo, de 3% al año a un
2% por año), y el año en que sucede este cambio en la tasa de crecimiento de la población. Se
puede reducir la tasa de crecimiento de la población hasta un 50%.
2) Reducir la tasa de erosión: Se supone que una intervención (tal vez las tecnologías
mencionadas como "agricultura de conservación", que requieren menos labranza de la tierra)
puede reducir inmediatamente la tasa de erosión de las tierras agrícolas, lo que permite
mantener la productividad de la tierra durante un largo período de tiempo. El año en el que
este cambio puede ser hecho puede ser especificado, y una reducción de hasta el 50% de la
tasa de erosión se puede lograr.
3) Reforestar la tierra: esta política se supone que las tierras dedicadas a la producción agrícola
puede convertirse en bosque en una parte determinada de las tierras utilizadas en agricultura
por año, pero el año en que comienza el proyecto de forestación se puede elegir.
4) Desarrollar sistemas de riego para la producción de cultivos forrajeros. Se supone que la
producción forrajera depende de las lluvias, y la producción promedio puede aumentar si se
hace disponible agua adicional a través de la irrigación. En esta intervención se supone que
un sistema de riego que aumenta producción de forraje para toda la cuenca hidrográfica se
introduce de inmediato, y que este sistema aumentará producción de forraje. El año en que
esta intervención se produce puede ser seleccionado por el modelador (administrador de la
cuenca).
Para cada una de estas intervenciones, se supone que ellas pueden aplicarse de inmediato (y son
eficaces) sin costo alguno (todos los recursos se ponen a disposición de la población de la cuenca
a partir de otras fuentes). (En realidad, estos no son supuestos razonables.)
Ejercicio con el Modelo de la Cuenca
Paso 1: Familiarícese con la estructura del modelo
Adicionalmente a la descripción hecha arriba, usted querrá familiarizarse con la estructura del
modelo. Es probable que usted desee explorar la estructura del modelo básico para asegurarse de
que comprende cómo diversos elementos son modelados y cómo se unen entre ellos. Puede ser
útil tomar notas escritas de las ecuaciones y de los valores de los parámetros, como una forma de
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comprender esto. Es probable que sea útil identificar las estructuras "arquetípicas" (por ejemplo,
la información de retrasos, el objetivo de la búsqueda, etc.) en el modelo, de modo que usted
puede relacionar los conceptos discutidos previamente en el curso y su aplicación para este
modelo en particular.
Paso 2: Evaluar el Modelo
Antes de utilizar cualquier modelo recibido de otra persona para realizar análisis de políticas,
usted debe realizar una evaluación del modelo. En este caso, utilice algunos de los conceptos que
se explican en la presentación "Evaluación de los modelos y de las intervenciones” y responda
(brevemente) las siguientes preguntas.
1) ¿Este modelo se puede validar? ¿Por qué si o por qué no?
2) ¿Son el límite del modelo, su horizonte temporal y su nivel de agregación compatible con el
propósito del modelo? ¿Cómo se puede saber esto con base en la información proporcionada
por el investigador? Si no es así, sugiera algunas modificaciones que harían que el modelo
fuera más adecuado para su propósito declarado (junto con una justificación). [Esta es la
prueba "suficiencia del límite" en Sterman]
3) ¿El modelo aborda adecuadamente la estructura física y de toma de decisiones, los cuales
define Sterman como básicos para incluir las leyes de la física, de forma explícita de
estructura de flujo, el desequilibrio dinámico, los posibles cuellos de botella, y los supuestos
de comportamiento? [Esta es la "Prueba de evaluación Estructura" en Sterman] Una cuestión
básica: ¿puede cualquiera de las reservas tomar valores negativos en este modelo?
4) ¿Qué tipos de datos se utilizaron en este modelo? Es el modelo debidamente documentado
(¿por qué es importante la documentación?) y lo suficientemente detallado, con el fin de
permitir que otros lo repliquen o extiendan?
5) ¿Tiene el modelo consistencia dimensional? [Prueba de Sterman "consistencia dimensional”]
Paso 3: Examinar los Impactos de las políticas alternativas (intervenciones)
El modelo de la cuenca incluye una "vista" con el nombre de "Intervenciones y resultados", que
le permite utilizar los "sliders" a fin de examinar los resultados de las intervenciones de política.
Utilice el "modo Synthesim" para examinar estas intervenciones de forma sistemática. Asegúrese
de tener en cuenta los impactos sobre los distintos indicadores de bienestar para los hogares de la
cuenca.
Paso 4: Elaborar una presentación para tratar los siguientes temas:
1) Su evaluación del modelo basado en el Paso 2;
2) Su definición de "bienestar" para los hogares de la cuenca;
3) Su(s) intervención(es) recomendada(s) (y en tiempo y en qué año?), su justificación para su
selección y sus efectos sobre el bienestar. Incluya gráficos de Vensim para mostrar los
resultados;
4) Otras posibles intervenciones que usted crea que podrían ser útiles para evaluar la mejora del
bienestar de la cuenca que no están incluidas en el modelo.
Dinámica de sistemas, economía y el manejo de tierra y otros recursos naturales
Tasa neta de
nacimientos
Población
Tasa de
crecimiento
Tasa de emigración
Tasa fraccional de
emigración
Cúltivos básicos
requiridos
Valor monetario de
cúltivos basicos
Relación cúltivos básios
requirdos a producción
Proporción indicada de
tierra en cúltivos básicos
Ajuste de proporción
tierra en cúltivos básicos
Precio de cúltivos
basicos
Producción de
cúltivos básicos
Proporción tierra en
cúltivos básicos
Fertilidad del
suelo
(productividad)
Tasa fraccional de
repoblación forestal
Reducción de
fertilidad debida a
erosión
Tasa de repoblación
forestal
Tasa de pérdida
debida a erosión
Año de repoblación
forestal
Tierra en
bosque
Tierra
agrícola
Tasa tala de bosques
Tasa indicada tala
de bosques in
Rendimiento de
cúltivo básico
Tierras agrícolas
necesarias
Interruptor
repoblación forestal
Dinámica de sistemas, economía y el manejo de tierra y otros recursos naturales
Tiempo mínimo en
inventario queso
Incremento de
inventario
Inventario
de queso
Consumo de queso per
capita de referencia
Ventas de
queso
Valor monetario de
ventas de queso
Precio de queso
Consumo total de
queso de referencia
Cantidad de ventas
de queso
<Población>
Produccíon de
queso
Elasticidad de
demanda de queso
Forraje en pie
Residuos de la
cosecha
Consumo de forraje
por animales
Producción de
forraje
Consumo de forraje
por animal
DescomponsiciónForraje disponible
por animal
de forraje
Producción de forraje
por ha de referencia
Produccíon de
forraje por ha
Tasa de nacimientos
Precipitación anual
promedia
Precipitación anual
Riego para
forraje
Número de
ganado
Tasa de
deshecho
Tasa fraccional de
deshecho
Tasa fraccional de
nacimientos
Ganado por hectarea
tierra agrícola
Año empiezo riego
Cantidad de riego
Producción de leche