Modeling Effects of Land Management in the Brazilian Amazonian Settlement of Rondônia

Authors

  • Virginia H. Dale,

  • Robert V. O'Neill,

  • Frank Southworth,

  • Marcos Pedlowski

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      Current address: Department of Urban Affairs and Planning, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA 24061, U.S.A.


Abstract

The socioeconomic and ecological aspects of landuse change are interrelated, especially in the Brazilian Amazon, where immigrants are rapidly cutting the forest to establish farms. A computer simulation has been developed that projects land-use changes, carbon release, and the time a family can remain on a farm lot as a function of initial soil and vegetation conditions, market and road infrastructure, and decision variables. The model simulates extremes of land-use practices and typical land-use conditions for central Rondônia, Brazil. Typical land-use practices in Rondônia are based on published accounts of farmers’ activities. The most severe practices are defined based on extreme land management conditions along the Transamazon Highway. The best land-use practices are innovative farming techniques that use a diversity of perennial crops. Model projections using the typical land-use scenario produce changes in land cleared, carbon release, and farmer turnover rates representative of central Rondônia, based on interviews with 87 farmers. Results from both the model projections and the interview data show that farmers who have been on the lots a decade have cleared about half of the lot. The most striking result is the similarity in the typical and worst-case scenarios over the 40-year projection period in the percentage of land cleared and carbon released and in the number of families on the farm lots and abandoning the lots over time. Model results from the best-case scenario compare well to the three farmers out of 87 interviewed who practice innovative farming. In both cases, farmers who have been on their land an average of eight years have deforested less than 20% of the lot. Spatial indices of fractal dimension and contagion are used to quantify the effects of the different land-management practices. Changes in the fractal index over the 40 years of projected land management demonstrate the decrease in complexity as a forested region becomes dominated by agriculture for the typical and worst-case scenarios. Low values of the contagion index indicates that a heterogeneous mix of land uses is retained with the best-case scenario. These results suggest that crop diversity and nontraditional techniques provide both a social and environmental improvement over the other scenarios: the people are able to maintain themselves on the land, less carbon is released, and the land maintains a mix of habitat types. The model results illustrate that both social and environmental effects of land-management practices need to be considered.

Abstract

Los aspectos socio-economicós y ecológicos del cambio en el uso de la tiera están inter-relacionados, especialmente en la Amazonía Brasilera dónde los inmigrantes estan cortando rápidamente la selva para establecer terrenos agrícolas. Se ha desarrollado una simulación que proyecta los cambios en el uso de la tierra, las emisiones de carbono y el tiempo que una familia puede quedarse en un terreno agrícola en función de las condiciones iniciales del suelo y la vegetación, el mercado y la infraestructura de rutas y las variables de decisión. El modelo simula tanto condiciones extremas como típicas en las prácticas del uso de la tierra en Rondônia central, Brasil. Las prácticas típicas del uso de la tierra en Rondônia, están basadas en actividades de los agricultores que se encuentran publicadas. Las prácticas más severas son definidas en base a condicìones extremas de manejo de la tierra a lo largo de la ruta. Transamasónica. Las mejores prácticas de uso de la tierra son técnicas de cultivo innovadoras que utilizan una diversidad de cultivos peremnes. Las proyecciones del modelo que utiliza el caso de uso de la tierra típico produce cambios en tierras desmon tadas, emisiones de carbono y tasas de recambio de los agricultores que son representativas de Rondônia central, basadas en los datos de encuestas llevadas a cabo entre ochenta y siete agricultores. Tanto los resultados de las proyecciones del modelo como de las encuestas muestran que los agricultores que han estado en el lote por una década han desmontado alrededor de la mitad del mismo. El resultado más sorprendente es ta similitud entre el caso típico y el peor en el período de cuarenta años de la proyección con respecto al porcentaje de tierra desmontada y carbono emitido y el número de familias que permanecian en los lotes de terrenos agrícolas y aquellas que los abandonaban, a través del tiempo. El resultado del modelo para el mejor caso se ajusta bien a tres, de los ochenta y siete agricultores encuestados, que practican agricultura innovadora. En ambos casos, los agricultores que han estado en su tierra un promedio de ocho años han deforestado menos del 20% del lote. Indices espaciales de dimensión fractal y de contagio son utilizados para cuantificar el efecto de las diferentes prácticas de manejo de la tierra. Cambios en el índice de dimensión fractal en el período proyectado de 40 años de manejo de la tierra, demuestra el decrecimiento en complejidad en la medida en que la región forestada es dominada por agricultura para el caso típico y para el peor caso. Bajos valores del indice de contagio indican que una mezcla heterogénea de usos de la tierra es retenida en el mejor de los casos. Estos resultados sugieren que, comparado con los otros casos, la diversidad del cultivo y las técnicas no tradicionales proveen un ambiente social y ambiental de mejoras: los pobladores son capaces de mantenerse por ellos mismos en la tierra, una menor cantidad de carbono es emitida y las tierras mantienen una mezcla de tipos de hábitat. Los resultados del modelo ilustran que se deben considerar tanto los efectos sociales como los del ambiente en las prácticas de manejo de la tierra.

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