El uso tradicional de leña y carbón vegetal en los países en desarrollo es a menudo identificado como una causa de degradación forestal, e inclusive de deforestación; lo que a su vez tiene implicaciones climáticas por las emisiones netas de CO2 y ambientales por la pérdida de servicios ecosistémicos. Sin embargo, bajo prácticas de manejo sustentable, la leña y el carbón vegetal representan una fuente de energía renovable y de ingresos para la población rural de bajos recursos. La distribución espacial de biomasa utilizable para leña o carbón vegetal es una información sumamente valiosa para el diseño de programas y estrategias de aprovechamiento racional de los recursos forestales con fines energéticos. Los mapas multi-temporales de distribución espacial de biomasa permiten identificar áreas bajo degradación como así también áreas con menor biomasa leñosa a la esperada según las condiciones biofísicas presentes, es decir, con potencial para su recuperación bajo prácticas de manejo adecuadas. Las técnicas de Percepción Remota (PR) o teledetección y el análisis/modelado espacial ofrecen la posibilidad de conseguir una cobertura espacial completa para grandes superficies, a intervalos de tiempo regulares, y por lo tanto resultan útiles para el mapeo de las reservas de biomasa leñosa cuando se combinan con información de campo. La presente investigación tiene como objetivo cuantificar y modelar el impacto de la extracción de madera para leña y carbón vegetal sobre la distribución espacial de biomasa leñosa, y proyectar en el espacio los impactos esperados según escenarios que integren prácticas alternativas de manejo forestal y cambios en el volumen de la demanda. El proyecto se va a desarrollar en dos áreas de estudio del centro de México, donde tanto el responsable como los participantes vienen trabajando en temas similares desde hace varios años: La Meseta Purépecha (leña para uso residencial rural) y la Cuenca de Cuitzeo (carbón vegetal para uso residencial y comercial urbano). En particular se va a 1) Modelar la distribución espacial de biomasa leñosa aérea útil para leña y carbón vegetal mediante teledetección integrada con información de campo; 2) Asociar la variación encontrada con causas biofísicas (i.e. naturales); 3) Modelar los patrones espaciales de extracción de madera para leña y carbón vegetal, y la respuesta esperada de la vegetación; 4) Correlacionar espacialmente los mapas de distribución de biomasa leñosa con las áreas de extracción a fin de encontrar coincidencias que sugieran una relación de causalidad; 5) Encontrar otras causas co-existentes de degradación forestal presentes en las áreas identificadas previamente; 6) Identificar las relaciones espaciales entre las áreas degradadas donde además se extrae madera para energía con un set de variables explicativas próximas; y 7) Mediante modelos dinámicos se simularán en el espacio los impactos futuros esperados -en términos de pérdidas ó crecimiento de biomasa aérea y emisiones de CO2-, de escenarios alternativos que integren prácticas de manejo forestal sustentable y cambios en la demanda. Se van someter al menos 4 trabajos científicos con mención explícita a PAPIIT en revistas indexadas de circulación internacional con arbitraje externo, uno de los cuales -sobre los modelos de simulación- se va a someter a una revista de alto impacto (PNAS), donde el Dr. Ghilardi será el primer autor, en coautoría con los participantes del CIGA(UNAM), del CIEco(UNAM): Omar Masera, de la Universidad de Yale: Robert Bailis y del Instituto de Física(UNAM): Octavio Miramontes.

Esta investigación es innovadora ya que no existe por el momento ningún método que permita estimar cuantitativamente la degradación potencial de los bosques causada por la extracción de madera para leña y carbón vegetal. En este sentido, el presente proyecto aportará no sólo información relevante sino técnicas y modelos replicables en otras situaciones y lugares. En términos mas generales, la presente propuesta de investigación resulta relevante por varias razones. En primer lugar, los dos modelos dinámicos de simulación para evaluar los impactos de la extracción de madera para leña y carbón vegetal respectivamente serán de gran utilidad para los responsables de políticas públicas y profesionistas del sector forestal y energético, ya que permitirán entender mejor las oportunidades y los límites de las intervenciones: ya sea en forma de prácticas de manejo forestal sustentable o de diseminación de estufas y hornos eficientes (o sustitución de combustibles), para mitigar la deforestación, la degradación forestal y el cambio climático. En segundo lugar, e igualmente importante, la investigación propuesta va a llenar un vacío en nuestra comprensión fundamental de las relaciones socio-ambientales. La sociedad ha estado cosechando biomasa para energía desde los albores de la humanidad (Pyne 2001). Sin embargo, todavía entendemos muy poco acerca de los efectos generales de nuestra dependencia de este "recurso condicionalmente renovable"(Openshaw 1982). Este estudio, y el programa más amplio de investigación del responsable y los participantes busca llenar este vacío de conocimientos. La investigación propuesta también tiene relevancia para comprender mejor, cuantificar y mitigar los procesos que contribuyen a la degradación de los bosques. Estos esfuerzos se han visto impulsados en los últimos años como parte de un conjunto más amplio de políticas de apoyo a la Reducción de Emisiones por Deforestación y Degradación (REDD), cuyo objetivo es reducir las emisiones de carbono asociadas al cambio de cobertura y uso del suelo. REDD se ha convertido en un importante mecanismo financiero y es uno de los pocos mecanismos dentro del régimen climático internacional que goza de un amplio consenso (Verchot and Petkova 2010). Los vínculos entre estufas y hornos eficientes y REDD resultan especialmente relevantes por dos razones. En primer lugar, es probable que REDD siga siendo un pilar fundamental del régimen internacional sobre el clima, es decir, que va a ser el mecanismo principal de financiamiento de proyectos que propongan reducciones cuantificables en la degradación forestal, que es justamente lo que buscamos responder con la presente propuesta. En segundo lugar, la explotación de leña y carbón vegetal está asociada con la segunda "D" (degradación), como se mencionó en los antecedentes. La degradación forestal es un proceso dinámico mucho más difícil de cuantificar que la deforestación, ya que no es fácilmente identificable con teledetección (Goetz et al. 2009, Herold et al. 2011, Im and Gleason 2011, Kronseder et al. 2012). Sin embargo, está estrechamente asociada a las actividades de los pequeños agricultores y otras poblaciones rurales pobres que podrían beneficiarse en gran medida del acceso a los flujos financieros que las políticas de REDD se espera que generen (Brown et al. 2008).