DeforestaciónBosque Tropical

Servicios de los EcosistemasPortela y Rademacher, 2001 . Ecological Modeling 143(2001)115-146Portela y Rademacher, 2001 . Ecological Modeling 143(2001)115-146

Deforestación de la región Amazónica de Brasil Deforestación de la región Amazónica de Brasil y sus efectos sobre los servicios que y sus efectos sobre los servicios que

proporcionan los ecosistemasproporcionan los ecosistemas

• Introducción

• Sectores:– Socioeconómico

– Usos y cobertura de la tierra

– Servicios de los ecosistemas

– Valoración de los ecosistemas

Introducción

• En el pérmico (Hace 250 millones de años) una serie de acontecimientos llevaron a la extinción a cerca del 50% de las especies terrestres y al 96% de las especies marinas

• A finales del cretácico (Hace 65 millones de años) un meteorito cayó sobre la península del Yucatán y provocó la extinción del 70% de las especies

• En la actualidad la tierra está sufriendo otra extinción masiva del mismo nivel que los eventos anteriores, con una pérdida anual estimada de decenas de miles de especies. El único responsable: EL SER HUMANO

Ejemplo basado en las selvas tropicales:

• Representan sólo el 7% de la superficie total del planeta

• Son el hogar de más del 50% de todas las especies animales y vegetales terrestres

• El extensivo aclaramiento de sus tierras en estas últimas décadas ha originado la extinción de un número inestimable de especies

• Centrándonos en la región amazónica de Brasil, la tasa de aclaramiento forestal durante la década de 1980 superó el 1% anual, disminuyendo la extensión de la selva desde 1.000.000 km² hasta los 50.000 km²

Efectos de la deforestación:

• Pérdida de la diversidad biológica del bosque

• Perturbación de los recursos hídricos y terrestres

• Perturbación del clima regional y global

• El patrón de explotación no atiende al mantenimiento de la biodiversidad, al control de la erosión, a los almacenes de carbono ni a los ciclos de los nutrientes

• Obtención de beneficios económicos derivados de:– Minería

– Agricultura y Ganadería

– Urbanización

– Construcción de presas y carreteras

Área de Estudio

• Región Amazónica de Brasil (~ 4 millones km²) atravesada por la cuenca de un río .

• A partir de 1970 Deforestación por política que:» Facilitó el establecimiento de ranchos y granjas

» Explotó recursos naturales

» Creó carreteras y nuevos poblados para aliviar la sobrepoblación que se daba en el noreste del país

Objetivos del Modelo

• Plasmar los efectos de una deforestación ocasionada por fines productivos y especulativos

• Mostrar a nivel global el coste de la deforestación sobre las funciones y servicios de los ecosistemas

• Demostrar la importancia de los servicios de los ecosistemas para sostener la actividad económica

Estructura del modelo• Nos encontramos ante 4 sectores interconectados:

– 1 .Socioeconómico 2 .Usos y cobertura de la tierra

– 3 .Servicios de los Ecosistemas

4 .Valoración de los Ecosistemas

Visión Gráfica y Global del Modelo

SectorSectorSocioeconómiSocioeconómi

coco

Sector Sector valoración valoración

de de los Ecosistemaslos Ecosistemas

Sector Sector Servicios Servicios

de los de los EcosistemasEcosistemas

Sector Sector UsoUsoy y

Cobertura Cobertura dede

la Tierrala Tierra

Sector Socioeconómico

• PLANTEAMIENTO DEL SECTOR– Representa procesos sociales, demográficos, y

económicos significativos en la deforestación – La aparición de Ranchos y Granjas ocasionan la

deforestación por:• Incentivos Económicos

– Tendencias Económicas (GNP)

– Densidad de Infraestructura

• Crecimiento de la Población

Índice de Índice de especulación especulación

de la tierra de la tierra

• Incentivos económicos– Índice de Especulación de la Tierra

• Influye sobre tasas relacionadas con :» La especulación de la tierra (Nuevos Ranchos)

» El aclaramiento (Nuevas Granjas )

• Crecimiento de la población– Condicionado por:

• Los propios colonos

• Las migraciones

Efecto del Sector Socioeconómico

Ranchos y GranjasRanchos y Granjas

Tasa deTasa de aclaramientaclaramientoo

70%70% 30%30%

Índice Tasa aclaramientoÍndice Tasa aclaramiento *Índice de especulación *Índice de especulación tierratierra*Suelo fértil*Suelo fértil*Erosión*Erosión*Conflicto*Conflicto

Economía y Sociedad

• DIAGRAMA CAUSAL

Fracción de Biomasa Fracción de Biomasa (Servicios (Servicios

Ecosistemas)Ecosistemas)

Nueva agric doméstica

~

Infraestructura

Índice Espec tierra

Migración

Efecto de la sobrepoblaciónen tierras no Amazonicas

Nuevos Ranchos

Población

Inversores en fincas

CrecimientoPoblación

Emigración y Muertes

Tasa Migración

Cambio en PoblaciónAgrícola

PoblaciónAgrícola

Tendencia econ a largo plazo

Periodicidad económica

Azar económico

Tendencias Económicas

Índice TendenciasEconómicas

Tiempo Amplitud Periodo

Tasa crecimiento económicoRanchos

ConflictosConflictos(Uso y cobertura de (Uso y cobertura de

la tierra)la tierra)

Nuevo Nuevo aclaramientoaclaramiento

por agriculturapor agricultura(Uso y cobertura (Uso y cobertura

de la tierra)de la tierra)

• COMPORTAMIENTO DEL SECTOR– A lo largo de 100 años, la Tasa de migración se ha visto

incrementada por diversos factores:» Directos: Superpoblación de otras áreas, Índice de

especulación de la tierra y nuevos ranchos

» Indirectos: Motivos políticos y económicos

Migation

Page 121990.00 2015.00 2040.00 2065.00 2090.00

Years

1:

1:

1:

0,00

1,00

2,00

1: migration rate

11

1

1

• La población: crecimiento lineal positivo, pues las tasas de emigración y muertes, son inapreciables al lado de la inmigración y nuevos nacimientos

• El índice de tendencias económicas: va tomando valores cada vez mayores aunque se presenta con oscilaciones. Es una variable que depende de unos valores inestables

Drivers Sector

Page 11990.00 2015.00 2040.00 2065.00 2090.00

Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

9000000,00

14000000,00

19000000,00

0,00

0,10

0,20

1: Population 2: Econ trend index

1

1

1

1

2

2

2

2

• Tierra deforestada:– Debido a la Agricultura – Debido a los Pastos

Deforestation#2

Page 141990.00 2015.00 2040.00 2065.00 2090.00

Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

1800,00

14900,00

28000,00

1: New deforested land 2: new pasture clearing 3: new ag clearing

1

11

1

2 22

2

3 33

3

Nueva TierraNueva TierraDeforestadaDeforestada

• Podemos ver el mismo efecto al considerar:– Granjas (Agricultura)

– Ranchos (Pastos)

Deforestation

Page 131990.00 2015.00 2040.00 2065.00 2090.00

Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0,00

0,50

1,00

1: Percentage of Farm defore… 2: Percentage of Pasture defo… 3: percent deforested

1 1 1 1

2

2

2

2

3

3

3

% Total Deforestado% Total Deforestado

• Población Vs Índice de tendencias económicas

– El Supone de la

Page 15 Econ trend index0 0 0

9000000

14000000

19000000

Population v. Econ trend i…: 1 -

SECTOR DE USO Y COBERTURA DE LA TIERRA

• PLANTEAMIENTO DEL SECTOR– Se encarga de diferenciar entre el uso intensivo

de la tierra y el aclaramiento– Se basa en la transformación de la BIOMASA– Se divide en dos secciones:

» 1. Tasas de Transición

» 2. Cantidad de Biomasa

1. Tasas de transición

• Explora el destino de la tierra aclarada de acuerdo a patrones típicos, promediando el tiempo de uso y de nuevo crecimiento

• Estima % Biomasa establecida según las categorías de la tierra

• Muestra cómo las presiones económicas hacen que se sobre-explote la tierra, reduciendose así la Biomasa

• Se incluye la deforestación anual ocasionada por el sector socioeconómico

Transición de la Tierra

100 años 100 años

(Sucesió(Sucesión)n)

BosquesBosques

ProductividadProductividadde Pastosde Pastos

AgriculturaAgricultura

DegradaciónDegradaciónde Pastosde Pastos

BarbechoBarbechoBosques SecundariosBosques Secundarios

Diagrama causal: Tasas de transiciónTenure security

yearly avg clear ag

ranches

yearly avg clear ranch

RF

RF conversion

Conversion of RF to PP

Conversion of F to PP

F

SFF

Conversion of SFF to PP

Conversion of SFF to RF

clearing rate index

clearing rate indexnew ag clearing

Conflict

established ag clearing

new pasture clearing

established pasture clearing

soil fertility

Conversion of RF to F

Conversion of SFF to RF

Conversion of SFF to FRate of RF to PP

Conversion of F to SFF

Conversion of SFP to RF

Conversion from SFP & SFF

Conversion of SFP to F

Conversion of SFF to F

Conversion of deforested

land to Farming

Rate of F to PP

Rate of F to SFF

Rate of RF to F

Rate of SFF to RF

Rate of SFF to F

Rate of SFF to PP

Rate of deforested land to PP

New deforested land

Rate of deforested land to F

erosion index ag householdsland spec index

PP

Conversion of DP to PP

DP

Conversion of PP to DP

Conversion of DP to SFP

Conversion of PP to SFP1

Conversion of PP to SFPConversion from F DP SFP SFF

Conversion of F to PP

Conversion of PP to SFP

Conversion of SFP to PP

Conversion of SFF to PP

Conversion of SFP to F

Conversion of DP to PP

SFP

Conversion of SFP to RF

Conversion of SFP to PP

Rate of PP to SFP

Rate of PP to DP

Rate of DP to PPRate of DP to SFP

Rate of SFP to F

Rate of SFP to PP

Rate of SFP to RF

Conversion of deforested land to PP

*Tierras de granjas : *Tierras de granjas : FF*Productividad de pastos : *Productividad de pastos : PPPP*Bosques 2º de granjas : *Bosques 2º de granjas : SFFSFF*Pastos degradados : *Pastos degradados : DPDP*Bosques 2º de pastos :*Bosques 2º de pastos :SFPSFP*Bosques regenerado : *Bosques regenerado : RFRF

Comportamiento del Sector: Tasas de transición

Land Transition # 1

Page 3

1990.00 2015.00 2040.00 2065.00 2090.00

Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

5:

5:

5:

0,00

100000,00

200000,00

5000,00

30000,00

55000,00

0,00

1000000,00

2000000,00

0,00

100000,00

200000,00

100000,00

600000,00

1100000,00

1: F 2: SFF 3: PP 4: DP 5: SFP

1

1

1

1

2

2

2

2

3

3

3

3

4

4

4

4

5

5

5

5

Las diferentes categorías de la tierra irán tomando valores cada vez mayores, debido a su continuo uso por Ranchos y Granjas

2. Cantidad de Biomasa• Uno de los impactos más importantes del uso de la tierra

es el efecto sobre la biomasa

• Grandes tasas de productividad juegan un papel crítico en la estabilización y regulación de procesos ecológicos a todas las escalas

• El establecimiento inicial de biomasa se deriva de promediar estimaciones basadas en todo tipo de bosques

• El modelo supone que la vegetación es uniforme a todo lo largo de la cuenca

Diagrama causal: Cantidad de biomasa

Pre1970 SF

Proporción de RF

SFP

Tierra total

deforestada

DP

SFF

PP

F

RF

SFP

DP

SFF

PP

F

RF

Proporción de F

Proporción de PP

Proporción de SFF

Proporción de DP

Proporción de SFP

Proporción de SF

antes de 1970

Biomasa RF

ARFB

Biomasa F

AFB

Biomasa PP

APPB

Biomasa SFFASFFB

Biomasa DP

ADPB

Biomasa SFP

ASFPB

Biomasa antes

de 1970

APRE1970B

Area de biomasa

total deforestada

Pre1970 SF

Biomasa de bosque

AFORESTB Bosque total

Biomasa total

Biomasa total:Biomasa total: B.de bosque-B.deforestada que va B.de bosque-B.deforestada que vaa depender del uso de las categorías de la tierraa depender del uso de las categorías de la tierra

CCoonneeccttaa

ccoonn

NN

Comportamiento del Sector:Cantidad de Biomasa

• Si la deforestación aumenta, disminuirá la biomasa

Biomass

Page 51990.00 2015.00 2040.00 2065.00 2090.00

Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

4e+010,>W'èqÊlÏlÅ(

7e+010,

1e+011,

1e+009,>W'èqÊlÏlÅ(

3e+009,

5e+009,

1: Biomasa total 2: Area de biomasa total deforestada

1

1

1

1

2

2

2

2

• Las diferentes categorías de la tierra toman valores constantes en poco tiempo, y esto nos llevará a la gráfica anterior donde la biomasa desaparecerá si se siguen los actuales patrones de explotación

Land Transition : Proportion of Land Stocks

Page 41990.00 2015.00 2040.00 2065.00 2090.00

Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

5:

5:

5:

0,00

0,50

1,00

1: Proporción de F 2: Proporción de SFF 3: Proporción de PP 4: Proporción de DP 5: Proporción de SFP

1 1 1 12 2 2 2

3 3 3 3

4 4 4 4

5 5 5 5

SECTOR SERVICIOS DE ECOSISTEMAS

• PLANTEAMIENTO DEL SECTOR– Trata las condiciones y procesos ecológicos que mantienen

al ser humano

– Se centra en 4 servicios primarios ( De Amazonas intacto)

– Valores derivados de la relación entre lo servicios y las diferentes categorías de la tierra:

Unidades: MT/ha Biomasa Carbono en Biomasa N en 25cm de Suelo Suelo perdido por erosiónBosque 272 122 7 116Pastos 10 4.5 4.5 580Pastos degradados 3 1.35 4 812Bosques 2º de pastos 17 7.65 6 348Granjas 1 0.45 3.5 464Bosques 2º de granjas 29 13.05 6 290

– SERVICIOS DE LOS ECOSISTEMAS :

1. Regulación del clima1. Regulación del clima 2. Control de la erosión2. Control de la erosión

3. Ciclo de los nutrientes3. Ciclo de los nutrientes

4. Diversidad de especies4. Diversidad de especies

AmazonasAmazonas

Mayor bosque tropical del planetaMayor bosque tropical del planeta

Posee un almacénPosee un almacénde C ~ 45% de la de C ~ 45% de la

Biomasa secaBiomasa seca

1. Regulación del clima

• Dependiente de la concentración de C

La capacidad de almacenar C desciendeLa capacidad de almacenar C desciendeal disminuir la Biomasa por diferentes usosal disminuir la Biomasa por diferentes usos

El C total saleEl C total salede sumarlo ende sumarlo en

todas las todas las categorías decategorías de

la tierrala tierra

Diagrama causal

Biomasa RF

Biomasa F

Biomasa PP

Biomasa SFF

Biomasa DP

Biomasa SFP

Biomasa ante

de 1970

Biomasa en bosque

Carbono

de Granjas

Carbono

de Pastos

Carbono

total

Carbono

en bosque

Índice

de Carbono

Ecosystem Services: Carbon

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Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

11000000,00

2,30055e+010

4,6e+010

1: Carbono de Granjas 2: Carbono de Pastos 3: Carbono en bosque 4: Carbono total

1 1 1 12 2 2 2

3

3

3

3

4

4

4

4

La creación de La creación de granjasgranjas y y pastospastos hace que disminuyan hace que disminuyanlas reservas de C del bosque y C total las reservas de C del bosque y C total

2. Control de la Erosión

• Hidrología y Biomasa están muy relacionadas– ~50% precipitación procede de la evapotranspiración (ET)

– Tasa de erosión es inversamente proporcional a la biomasa

– La erosión de tierra degradada es 7veces > que en bosques

– El índice de erosión calcula el aumento de las tasas de erosión, y se relaciona con el índice de aclaramiento del sector socioeconómico

Diagrama causaly

Comportamiento Precipitación

Fracción de biomasa

Biomasa total

Superficie Amazonica

vapor de agua

vapor oceanico

Tasa de precipitación

Evapotranspiración

Agua

ET

Escorrentia

Factor erosión

Ecosystem Services #1

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Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

5:

5:

5:

1,5e+012

6,25e+012

1,1e+013

4e+010,>Ô*èqÊlÏl`¡(

7e+010,

1e+011,

1,14

1,16

1,18

1: Precipitación 2: ET 3: Escorrentia 4: Biomasa total 5: Factor erosión

1 1

11

2

22

2

33 3 3

4

4

4

45

5

5

5

HidrologíaHidrología

erosion index

RFF PPSFF DP SFP Pre1970 SF

Total forest

Erosion RF

Erosion F

Erosion PP

Erosion DP

Erosion SFP

Erosion SFF

Erosion Total forest

Erosion pre1970

Pasture erosionFarm erosionForest erosion

Total erosion

All Forest

Factor erosión

Factor erosión

Ecosystem Services : Erosion

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Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

10000000,00

755000000,00

1,5e+009

1: Farm erosion 2: Pasture erosion 3: Forest erosion 4: Total erosion

1 1 1 1

2

2

2

2

33

33

4

4

4

4

Diagrama causaly

Comportamiento

ErosiónErosión

3. Ciclo de los Nutrientes• Niveles de nutrientes son elevados, pero su ciclo se ve limitado

• La mayoría se acumula en la biomasa, y pocos en el suelo (N, P)

• El aclaramiento de biomasa reduce el potencial del ciclo, de modo que los nutrientes irán a cultivos, malas hierbas, erosión ...

• Algunos suelos se enriquecen por las cenizas de un fuego (Pero son difíciles de retener)

• SE observan varias cosas sobre la concentración de N:– A corto plazo se incrementa tal concentración tras el aclaramiento

– Aunque no hay muchas diferencias antes y después del aclaramiento

– A largo plazo desciende el nitrógeno mineral del suelo aclarado

Tras cortar y quemar un bosque, los nivelesTras cortar y quemar un bosque, los niveles de N en suelo disminuyen por lade N en suelo disminuyen por la volatilizaciónvolatilización

Diagrama Causaly

Comportamiento

Nitrogeno RF

Nitrogeno `por boques

Nitrogeno F

Nitrogeno PP

Nitrogeno total

Nitrogeno por pastos

Nitrogeno SFF

Nitrogeno DP

Nitrogeno SFP

Nitrogeno Pre1970

APPN

Nitrogeno en bosque

Nitrogeno por granjas

Indice de nitrogeno

ARFN

AFN

ASFFN

ADPN

AFORESTN

ASFPN

APRE1970N

Ecosystem Services : Nitrogen

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Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

10000000,00

1,505e+009

3e+009,ÈÃÚá

1: Nitrogeno por granjas 2: Nitrogeno por pastos 3: Nitrogeno ` por boques 4: Nitrogeno total

1 1 1 1

2

2

2

2

3

3

3

3

44

44

4. Diversidad de Especies

• Sobre el 6% de la superficie del planeta ~ Bosque tropical, y sin embargo alberga a la mitad de todas las especies

• La transformación de las tierras es la principal causa de pérdida de la biodiversidad (Por el sector Socioeconómico)

• Los Ranchos y granjas incrementan el aclaramiento y disminuyen el efecto borde

• Se estima entre 300.000 - 1 millón de especies en la Amazonía Brasileña, y una deforestación del 50% equivaldría a la pérdida del 33% de las especies

Diagrama Causaly

Comportamiento

Total de

especies

perdidas

Especies

perdidas

por granjas

Porcentage de

deforestacion

por granjas

Superficie

Amazonica

~

Efecto borde

por granjas

~

Efecto borde

por pastos

F SFF PPDP SFP

Porcentage de

deforestacion

por pastos

Todas las

granjasTodos los

pastos

Especies

perdidas

por pastos

Ecosystem Services: Species Loss

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Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

0,05

0,32

0,60

1: Especies perdidas por granjas 2: Especies perdidas por pastos 3: Total de especies perdidas

1 1 11

2

2

22

3

3

33

SECTOR DE VALORACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS

• PLANTEAMIENTO DEL SISTEMA– Asocia la pérdida en los servicios de ecosistemas (En lo

referente a la conversión del bosque) con una referencia monetaria por hectarea

– El valor que toman las granjas depende de F y de SFF

– El valor que toman los Pastos depende de PP, DP y de SFP

– Los valores de granjas y pastos representan la caída del valor de los servicios de las tierras que habían sido aclaradas para estos usos productivos

Cifras Económicas a Gran Escala

• Los valores son calculados por los 4 servicios primarios:

VALOR DE LOS SERVICIOS DE LOS ECOSISTEMAS - Valores originales por ha (Costanza et. al., 1997)

Regulación del clima (Carbono) $ 223 Control de la erosión $ 245 Ciclo de los nutrientes (Nitrogeno) $ 922 Recursos genéticos (Especies) $ 41 TOTAL $ 1431

Diagrama causal

Total E valuePasture E value

Pasture erosionAverage Pasture Erosion

Unit Pasture E

Farm E value

Farm erosion

All Forest

All Farm

All Pasture

Forest E value

Forest Value

Average Farm Erosion

Unit Farm E

Unit PP Carbon

ASFFB

AFORESTB

F biomass

SFF biomass

All Farm

Farm C value

All Pasture

Pasture C value

PP biomass

DP biomass

RF biomass

SFP biomass

Forest biomass

Pre1970 biomass

Unit Farm C

Total C value

Unit Forest C

Unit Pasture C

All Forest

Forest C valueAFB Unit F Carbon

APPB

ASFPB

ADPB

Unit SFF Carbon

Unit SFP Carbon

Unit DP Carbon

Nitrogen RF

Nitrogen F

Nitrogen PP

Nitrogen SFF

Nitrogen DP

Nitrogen Pre1970

Unit Pasture NTotal N Value

Unit Forest N

Unit Farm N

Forest N value

Nitrogen Forest

All Pasture

Pasture N value

All Farm

Farm N Value

All Forest

AFN

APPN

ASFFN

ADPN

ASFPN

Nitrogen SFP

AFORESTN

Unit F Nitrogen

Unit SFF Nitrogen

Unit PP Nitrogen

Unit DP Nitrogen

Unit SFP Nitrogen

Unit Value S loss

Unit Farm S

Unit Pasture S

All Farm

All Pasture

Pasture S value

Farm S value

Unit Avg Value S

Total S Value

All Forest

Unit Forest S

Forest S value

Ciclo de losCiclo de los NutrientesNutrientes

Regulación Regulación del Climadel Clima

Control deControl de la erosiónla erosión

RecursosRecursosGenéticosGenéticos

Evolución económica de los diferentes servicios primarios

• Con el tiempo el valor global irá descendiendo, pues la falta de recursos se va haciendo cada vez más aguda

Ecosystem Monetary Values

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Years

1:

1:

1:

2:

2:

2:

3:

3:

3:

4:

4:

4:

5:

5:

5:

10000,00

305000,00

600000,00

1: Total C value 2: Total N Value 3: Total S Value 4: Total E value 5: Total Amazon Value

1 1 1 1

2 22

2

3 3 3 3

4 4 4 4

5

5

5

5

CONCLUSIÓN

• La pérdida en los servicios de los ecosistemas que se atribuye a la deforestación, se hará cada vez mayor si se siguen los actuales patrones del uso de la tierra

• Las preferencias privadas, no siempre son compatibles con las necesidades públicas

• Dichas preferencias han de ser conscientes de la conservación de los recursos, pues estos servicios vitales son evaluados por los mercados privados en términos monetarios

En el futuro se deben encontrar nuevos escenarios que muestren que el desarrollo del Amazonas puede ser sostenido tanto por sus habitantes como por la gente de otras partes del mundo que dependan de los servicios de estos ecosistemas