Geografia Applicata

PhD project: Spatial Expansion of the Oil Amazon Frontier and Environmental Conflicts in Ecuador

Università degli Studi di PadovaUniversità degli Studi di Padova

PhD Student: Eugenio Pappalardo Supervisor: Dr. Massimo de Marchi

Dipartimento di Geografia “G. Morandini”Dottorato in Geografia Umana e Geografia Fisica

Laboratorio Geografia Applicata

contacts: [email protected]: biorebelFB: biorebel

pagina dottorandi: www.geogr.unipd.it

mailto:[email protected]

Comunidad Salango – Puerto Lopez (Manabi)

Radio Comunitaria

progetto di cooperazione internazionaleprogetto di cooperazione internazionale

Comunidad Salango – Puerto Lopez (Manabi)

Progetto di cooperazione: rete wifi a basso costo

Laboratorio Geografia applicata – seminari 18-19 maggio 2011

keywords

• GIScience: linking people, places, policy

• land cover/land use change

• Ecosystem services

• la questione ambientale

• new paradigm: Ecosystem Services

• GIS technologies: applications, tools, web resourses (georeferencing, geotagging photos)

• Maps and power: Participatory GIS (PGIS)

• PhD project: conflitti ambientali nell’Amazzonia ecuadoriana

• GIT&GIS nella ricerca sul campodidactic tools: • brainstorming• paper• video• web resources

didactic material: www.geogr.unipd.it

The environmental issue

WHAT?!?

Anthropogenic Drivers on ecosystem changes

Direct Drivers

Indirect Drivers

• Climate Change

• Land Use/Land Cover Change

• Overexploitation ecosystems

• Alien species

• Pollution, pathogen agents

• Economic

• Demographic

• Sociopolitic

• Technological

• Cultural and Religious

(M.A., 2005)

Results: alterazione dei cicli biogeochimici su scala locale, regionale e globale

Anthropogenic Drivers on ecosystem changes

Tra il 12% ed il 52% dei taxa attualmente conosciuti sono al momento minacciati di estinzione (IUCN Red List, 2001)

Anthropogenic Drivers

- Frammentazione- degradazione ecosistemi- distruzione degli habitat

what is biodiversity?

• multiscalar concept of biological diversity

• genes, species, community, ecosystem, meta-ecosystems

• At every geographical scale: local, regional and global scale

biodiversity

http://www.unep-wcmc.org/ http://www.feow.org/biodiversitymaps.php

http://www.unep-wcmc.org/

http://www.unep-wcmc.org/

http://www.feow.org/biodiversitymaps.php

http://www.feow.org/biodiversitymaps.php

Questione ambientale: una lettura in chiave (eco)sistemica

- modello di sviluppo- sistema produttivo- sistema economico

separazioneUomo – Ambiente(paradigma cartesiano)

Approccio corrente: ambiente come una risorsa da essere utilizzata nel modo più efficiente possibile nell’attuazione dei programmi di produzione e consumo.

economia ecologia

Approccio (eco)sistemico:ambiente non è un luogo amorfo nel quale l’uomo si trova collocatoma è un sistema complesso. Tale sistema è la Biosfera (o ecosistema globale).

(Pignatti, 2000)ambiguità del concetto di ambiente

ECOSYSTEMS – PRODUCTION SYSTEMS – ECONOMICAL SYSTEMS

ECOSYSTEMS PRODUCTIONSYSTEM

natural resources

ECONOMICSYSTEM

goods and services

capitalpollution

ecological crisis energetic crisis economic crisis(Tiezzi, 2005)

An ecosystem is a dynamic complex of plant, animal, and microorganism communities and the nonliving environment, interacting as a functional unit.

Ecosystems

Humans are an integral part of ecosystems.

ECOSYSTEM APPROCH

CBD (UNCED, Rio de Janeiro, 1992) COP, SBSTTA (Montreal, 2000)

ambiguità del concetto di ambiente

Limite ai programmi di espansione della base produttiva e livelli di consumo (ecologia: capacità di carico):

- Superamento dei limiti- Crisi energetica e crisi ambientale

globale

l’ambiente non è il luogo in cui l’uomo vive, ma il sistema a cui appartiene, di cui ne fa parte e di cui condivide le sorti (Pignatti, 2000)

Questione ambientale: una lettura in chiave (eco)sistemica

The Ecosystem Approach: a bridge between the environment and human well-being

- a strategy for the integrated management of land, water and living resources that promotes conservation and sustainable use in an equitable way.

- reach the 3 objectives of CBD: conservation; sustainable use; and the fair and equitable sharing of the benefits arising out of the utilization of genetic resources.

- it is based on the application of appropriate scientific methodologies focused on levels of biological organization, which encompass the essential structure, processes, functions and interactions among organisms and their environment.

It recognizes that humans, with their cultural diversity, are an integral component of many ecosystems.

Climate change

(IPCC, 2007)

ANTROPOCENE (Krutzen, 2005) (IPCC, 2007)

(IPCC, 2009)

(IPCC, 2007)

(UNEP, 2010)

Le attività antropiche stanno alterando la copertura del suolo a tassi e scale senza precedenti nella storia umana, competendo in magnitudo solamente con le transizioni glaciali/interglaciali (NAS, 2000)

Land Cover/Land Use change (LCLUC)

Effetti degli impatti antropici sulla superficie terrestre:- Deforestazione- conversione di paesaggi- agricoltura intensiva a “grande” scala- consumo di suolo

GW: Land cover/land use change è superato solamente dalla trasformazione di Energie Non Rinnovabili (Sistema Produttivo)35% human-induced CO2 equivalents in ATM

LCLUC ha il ruolo più importante nel ciclo del carbonio (source+sink)

What?? Why??


• 50% della superficie terrestre è stata trasformata

• 40% land surface è agricoltura (85% del consumo/anno di H2O dolce)

• La prima sorgente di N organico (supera la produzione della Biosfera)

• LCLUC influisce dal 20-50% sulla produzione primaria

• Impatti sugli ecosistemi• Impatti sui cicli bio-geochimici ad ogni scala

(Tuner et al., 2007)



FISHBONE deforestation pattern


Google Earth

La Via Auca

• estensione strade (1985-1986): da 1830 a 7250 (400%)

• ogni km lineare = 120 ha

deforestati

Uno tra 14 fronti di deforestazione maggiori a livello mondiale (Myers, 2000)

(Sierra, 2006)

AR

EA

DI

ST

UD

IO

Regione AmazzonicaEcuadoriana:

(Sierra, 2006)

Landsat ETM+ 2002


Analisi quantitativa “Via Occidental Petroleum”

Area Campione: 140 Km2

:

Area campione

Buffer zone RBY

Lunghezza tracciato stradale

36.9 Km 14.4 Km

Larghezza media del tracciato stradale

23 metri 21 metri

Larghezza minima 10 metri 13 metri

Larghezza massima 38 metri 38 metri

Superficie deforestata 162 ha 60 ha

Superficie strutture petrolifere

110 ha 30 ha

Totale infrastrutture petrolifere

44 6

(Pappalardo, Tesi di laurea 2009)

Analisi quantitativa “Via Occidental Petroleum” – Area campione 140 km2

Individuazione delle vasche di raccolta dei reflui dell’industria petrolifera

San Carlos, attività di campo 12/01/2008

QuickBird MS Channel 08/05/2003

Area campione

Buffer Zone RBY

Vasche di raccolta

27 7 (Pappalardo, Tesi di laurea 2009)

(Dayuma, attività di campo, 2006)

Ecosystems services

ecosystems are not just a passive support, they are active agents that permanently play crucial roles in functions and services

Ecosystem Services: the benefits people obtain from

ecosystems

Ecosystem services are the conditions and processes through which natural ecosystems, and the species that make them up, sustain and fulfill human life. They maintain biodiversity and the production of ecosystem goods, such as seafood, forage timber, biomass fuels, natural fiber, and many pharmaceuticals, industrial products, and their precursors (MA, 2005).

G. Marsh 1864: Man and NatureMillennium Ecosystem Assessment 2005

Ecosystems services

E.S. include provisioning, regulating, and cultural services that directly affect people and supporting services needed to maintain the other services.

E.S. is a multiscale concept: from local scale to the global one

E.S. include both natural and human-modified ecosystems as sources of ecosystem services (i.e. agrosystems).

E.S. encompass both the tangible and the intangible benefits humans obtain from ecosystems, which are sometimes separated into “goods” and “services” respectively.

(MA, 2005)

Ecosystems services

supporting servicesservices necessary for the production of all the ecosystem services

soil formation nutrient cycling primary production

They differ from provisioning, regulating, and cultural services in that their impacts on people are either indirect or occur over a very long time, whereas changes in the other categories have relatively direct and short-term impacts on people.

Ecosystems services

provisioning services(products obtained from ecosystems)

regulating services(benefits obtained from regulationof ecosystem processes)

cultural services(nonmaterial services)

• Food

• Freshwater

• Fuelwood

• Fibers

• Biochemicals

• Genetic resources

• climate regulation

• diseases regulation

• water regulation

• water purification

• pollination

• spiritual and religious

• recreational and ecoturism

• sense of place

• educational

• cultural heritage

Ecosystems services

• Combatir el cambio climático, evitando la explotación de

combustibles fósiles en áreas de alta sensibilidad biológica y cultural

en los países en desarrollo.

• La protección de la biodiversidad en el Ecuador y el apoyo al

aislamiento voluntario de las culturas indígenas no

contactadas que habitan el Parque Yasuní (Tagaeri y Taromenane).

• El desarrollo social, la conservación de la naturaleza y la

implementación de fuentes renovables de energía, en una

estrategia encaminada a consolidar un nuevo modelo de desarrollo

equitativo y sustentable en el país.

Ecosystem services: Yasuni-ITT initiative

COLLECT 4.6 billion dollars

Ecosystems services: stime, misure e valutazioni economicheInVEST: Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs

Developed by: Nature Conservancy – WWF – Stanford University

a family of tools to map and value the goods and services from nature which are essential for sustaining and fulfilling human life.

It currently runs in ArcGIS 9.3 (service packs 1 or 2) and ArcGIS 10 (service pack 1) with the Spatial Analyst extension installed and activated.

http://invest.ecoinformatics.org/http://www.naturalcapitalproject.org/

http://invest.ecoinformatics.org/

http://www.naturalcapitalproject.org/



Ecosystems services: stime, misure e valutazioni economiche

Ecosystems services: GIS ANALISYS – INVEST for ARCGIS

Elaborazione di modelli per:

- carbon sequestration

- crop pollination

- timber production

- water purification

- sediment retention

- biological diversity

- flood mitigation

- ….

Ecosystems services: GIS ANALISYS – INVEST for ARCGIS

Carbon storage and sequestration

Model:- Map of land use/land cover- types and data on wood harvest rate- stocks in carbon pool: (aboveground and belowground biomass, soil, dead organic matter

Evaluate the amount of carbon currently stored in a landscape or the amount over the time.

Data on the market for economical evaluation

GIScience – linking people, places, policy

GI Science: the basic research field that seeks to redefine geographic concepts and their use in the context of geographic information systems (GIS).

Examines the impacts of GIS on individuals and society, and the influences of society on GIS. GIScience re-examines some of the most fundamental themes in traditional spatially-oriented fields such as geography, cartography, and geodesy, while incorporating more recent developments in cognitive and information science.

GI Science also overlaps with and draws from more specialized research fields such as computer science, statistics, mathematics, and psychology, political science and anthropology

2 components: scientific thery – information system

Data spatially explicit?

GIScience – linking people, places, policy

GISc approach: assess the complex interactions among people, place and policy

Human – Environment interactions

Emphasis on LCLU dynamics

Not multidisciplinary approach but interdisciplinary

geography, sociology, biostatistic, biology, geology, anthropology, envirnomental science, economy…

Sistema è costituito da due elementi:

- Costellazione di satelliti

- Ricevitore GPS

Global Positioning System (GPS)

Come funziona?

- 24 satelliti (+3)- trilaterazione

sistema di posizionamento su base satellitare

1973 progetto (NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System ( DOD, USA)1991 uso civile con Selected Availability (errori intenzionali 150 mt in x e y)2000 eliminazione degli errori

http://it.wikipedia.org/wiki/Sistema_satellitare_globale_di_navigazione










Come fa il ricevitore a calcolare la distanza?

• GPS tells us the "where". GIS tells us the "what"

Struttura del segnale

• Due frequenze portanti in banda L:

• L1 - 1575.42 Mhz

• L2 - 1227.60 Mhz


Ricevitore GPS

• - una radio ricevente per ricevere i segnali orari generati dai vari satelliti

• - un orologio/cronometro per misurare con quanto ritardo ci arrivano i segnali orari ricevuti

• - una complessa calcolatrice in grado, una volta al secondo, di effettuare l'insieme dei calcoli necessari a ricavare la nostra posizione corrente


• La posizione di almeno tre satelliti sopra di noi• La distanza tra noi e questi satelliti

ricevitore GPS deve conoscere due informazioni fondamentali:


errori

• 5/10 mt in x e y• 10 volte superiore in z

WHY?

le coordinate che il GPS ti fornisce sono riferite all'elissoide WGS84

Che fare?

- Altimetro barometrico (da calibrare)- spalmare i punti su un DEM e verificare quote



Software per gestire dati GPS: dipende dal ricevitore!

GPS Garmin: formato proprietario (GPX), MapSource, GE

Altri ricevitori: protocollo NMEA, driver liberi, molti software:

- ArcGis

- OpenGIS (http://opensourcegis.org/)

- Global Mapper

- OziExplorer

- …

http://opensourcegis.org/




Photos: georeferencing and/or geotagging?

How??

• Photo con dati geografici già inseriti• Sincronizzare ora data scatto con GPS tracklog

Software OS: geosetter

http://www.geosetter.de/en/




Mercato indigeno, barbecue di gusanos (El Coca, settembre 2010)

Grazie per l’attenzione!

Education

Geografia Applicata