Introduction to System Dynamics Modeling

Introducción al Proyecto Final:
Modelo de la Cuenca
Charles Nicholson
Universidad Estatal de Pensilvania
Universidad de Cornell
Ejercicio Final
1) Leer el documento “Proyecto Final
Modelo Cuenca”
2) Familiarizarse con la estructura del
modelo además de la descripción escrita
3) Evaluar el modelo
4) Examinar los impactos de políticas
alternativas (intervenciones)
5) Desarrolar una presentación (≤ 20
minutos; 10 minutos de discusión)
Presentación Final
Incluír los siguientes temas:
1) Descripción general de los componentes del
modelo y su(s) propósito(s) principal(es)
2) Evaluación del modelo
3) Indicar la definición de "bienestar" para los
hogares (¿una/s variable/s en el modelo?)
4) Intervenciones que se recomiende para
mejorar el bienestar
5) Otras posibles intervenciones que creo que
podría ser útil para evaluar
Análisis al nivel de la cuenca
• Es común considerar solamente una finca individual
como la unidad de análisis, por ejemplo:
– Manejo nutricional
– Manejo de nutrientes
• Ahora, debemos considerar el resultado a un nivel
más agregado
– ¿Cuáles son los impactos a nivel de al cuenca?
• El enfoque: bienestar de los hogares como
resultado de interés
Un modelo de la cuenca
• Introducir elementos básicos del modelo
• Identificar variables importantes e
información necesaria
• Ejercicio: Explorar intervenciones (de
investigación y política) y sus impactos en
el bienestar de los hogares
Modelo “Biológico-Humano”
• Modelo estilizado de una cuenca
– Una región
– Tierra en bosque, cúltivos básicos, forraje
• Tiene 8 reservas principales:
– Población, tierra, ganado, fertilidad del suelo,
recursos forrajeros, inventario de quesos
• Muchos redondeles
– De dos polaridades
Redondeles del modelo
+
Tasa neta de
nacimientos
Población de
la cuenca
R
Tasa de
emigración
B
+
-
+
+
+
Recursos
forrajeros
+
B
B
-
Producción de
forraje
Prodducción de
alimentos per cápita
+
+
Residuos de cosecha
para alimentar animales
+
Tierra en
bosque
+
B
+
Proporción de tierra
agrícola en cúltivos
básicos
Tasa de la tala del
bosque
-
+
+
R
+
+
Producción de
cúltivos básicos
B
Consumo de forraje
por animales
Número de
ganado
+
Producción de
leche
+
+
+
+
-
Fertilidad
del suelo
+
Tierra en
forraje
Producción de
queso
-
B
B
+
Tierra en
cúltivos
básicos
+
+
Erosión
+
+
Ingreso de los
hogares
Estructura del Modelo
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
Estructura del Modelo
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
Crop Residues for
Animals
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
Suposiciones claves
• La población responde a la disponibilidad de
alimentos
– Influye en las tasas de crecmiento y emigración
• Disponibilidad de alimentos per cápita influye en el
uso de la tierra
– Menos alimentos indica más uso de tierra en bosque
• Producción de alimentos causa erosión
– Erosión disminuye la productividad del suelo
– Implica menos producción de alimentos
• El ciclaje de nutrientes con ganado aumenta la
producción de alimentos
– Uso de estiércol (a veces, tracción animal)
El modelo contiene muchos senderos
de retroalimentación
• Encadenamientos claves entre:
– Población, alimentos necesarios, uso de la
tierra
– Producción de alimentos, erosión y ganado
Resultados de interés
• Población de la cuenca
• Uso de la tierra y la producitividad
• Cantidad de alimentos disponibles
– Per cápita y el déficit total
• Ingresos al productor
– Ventas de queso multiplicado por el precio de
queso
– Un indicador económico de bienestar
Intervenciones posibles
• Cambio en la tasa de erosión (y año)
• Cambio el la tasa net de crecimiento de la
población (y año)
• Uso de riego (cantidad y año)
• Tasa de repoblación forestal (y año)
• Se encuentran en la pantalla
“Intervenciones y resultados” del modelo
– Se puede cambiar parámetros y ver los
resultados usando el modo “synthesim”
Sugerencia
• Corre un escanario “Base”
• Use “modo Synthesim” y corre un
escenario llamado “Alternativa”
• Las gráficas muestran el comportamiento
comparativo de los dos escenarios
• Cambie los supuestos del escenario y ver
los resultados/impacts
• Vea las pantallas “Intervenciones y
Resultados” y “Graphs 2” (Gráficas 2)
Los “Sliders” del Modelo Cuenca
Variable “Slider”
Definición
Rango posible
Final Time
Tiempo final de la simulación
Año 1900 – 2100
Cambio en la tasa de erosión
Reducción proporcional en la tasa de
erosión de suelos (cultivos)
-0.5 (-50%) – 0 (0%)
Año de cambio en la tasa de
erosión
Año cuando empieza el impacto sobre
tasa de erosión
Año 1900 – 2100
Cambio en la tasa de
nacimientos
Reducción proporcional en la tasa de
natalidad (humana)
-0.5 (-50%) – 0 (0%)
Año de cambio en la tasa de
nacimiento
Año cuando empieza el impacto sobre
tasa de natalidad
Año 1900 – 2100
Cantidad de riego (forraje)
Riego annual en mm (área forrajera)
0 – 500 mm
Año empiezo riego
Año cuando empieza disponibilidad de la
tecnología de riego en la cueca
Año 1900 – 2100
Tasa fraccional de repoblación
forestal
Proporción del terreno de la cuenca por
año
0 – 0.005 (0.5%/año)
Interruptor repoblación forestal
1 = repoblción ; 0 = no repoblación
0o1
Año de repoblción forestal
Año cuando empieza actividades de
población forestal
Año 1900 – 2100