• Energy Research

This study identifies the hotspots of land use cover change (LUCC) under two socioeconomic and climate change scenarios [business as usual (BAU) and a pessimistic scenario] at the national level for Mexico for three-time periods. Modelling suggests that by 2050 grassland and tropical evergreen forest will be the most endangered ecosystems, having lost 20-33% (BAU) or 43-46% (pessimistic scenario) of their extent in comparison to 1993. Agricultural expansion would be the major driver of LUCC, increasing from 24.4% of the country in 1993 to 30% (BAU) or 34% (pessimistic) in 2050. The most influential variables were distance from roads and human settlements, slope, aridity, and evapotranspiration. The hotspots of LUCC were influenced by environmental constraints and socioeconomic activities more than by climate change. These findings could be used to build proposals to reduce deforestation, including multiple feedbacks among urbanization, industrialization and food consumption.

Primary forests in seasonally dry tropical regions have undergone intense land-use/cover change, ranging from widespread shifting agriculture to land clearing for livestock production systems, and selective logging. Despite the importance of tropical dry forests (TDF), little is known about the implications of carbon (C) emissions from deforestation in local, national, and global scales. Therefore, the main objective of this study is to quantify and understand the processes that drive major C losses of this ecosystem in Mexico. Also, we evaluated the applicability of the already published above ground biomass (AGB) maps to quantify and allocate changes in C stocks. The results suggest that biomass maps can be used to capture the patterns of AGB distribution and to identify the driving forces of C emissions. The C losses are more related to socioeconomic drivers than biophysical characteristics like topography and climate. Besides, this study shows that published current AGB maps may be used for landscape management, including conservation and restoration areas.

Le changement d'utilisation des terres/de couverture est la principale cause de dégradation des écosystèmes terrestres. Cependant, ses impacts seront exacerbés en raison du changement climatique et de la croissance démographique, entraînant une expansion agricole en raison de la demande accrue de denrées alimentaires et de la baisse des rendements agricoles dans certaines zones tropicales. Les stratégies internationales visant à atténuer les impacts du changement climatique et du changement du couvert terrestre sont difficiles dans les régions en développement. Cette étude vise à évaluer des alternatives pour minimiser les impacts de ces menaces dans le cadre de trajectoires socio-économiques, dans l'une des régions les plus biologiquement riches du Guatemala et du Mexique. Cette étude est située dans le bassin versant d'Usumacinta, une région transfrontalière qui partage une histoire commune, avec des propriétés biophysiques et des contraintes économiques similaires qui ont conduit à d'importants changements dans l'utilisation/la couverture des terres. Pour comprendre les impacts sur la déforestation et les émissions de carbone des différentes pratiques de gestion des terres, nous avons développé trois scénarios (1) : le statu quo (BAU), (2) un scénario de réduction des émissions visant à réduire la déforestation et la dégradation (REDD+) et (3) zéro déforestation à partir de 2030 sur la base des engagements internationaux. Nos résultats suggèrent que d'ici 2050, la couverture terrestre naturelle pourrait réduire de 22,3 et 12,2% son étendue dans les scénarios BAU et REDD +, respectivement par rapport à 2012. Cependant, le scénario zéro déforestation montre que d'ici 2050, il serait possible d'éviter de perdre 22,4 % du bassin versant boisé (1,7 million d'hectares) et d'en récupérer 5,9 % (0,4 million d'hectares). En termes de séquestration du carbone, les projets REDD + peuvent réduire les pertes de carbone dans la végétation naturelle, mais une politique de zéro déforestation peut doubler la séquestration du carbone produite par les projets REDD + uniquement. Cette étude montre que pour réduire les pressions sur les écosystèmes, en particulier dans les régions fortement marginalisées avec des migrations importantes, il est nécessaire de mettre en œuvre des politiques transfrontalières de gestion des terres qui intègrent également des stratégies de réduction de la pauvreté. El cambio en el uso/cobertura de la tierra es la principal causa de la degradación de los ecosistemas terrestres. Sin embargo, sus impactos se exacerbarán debido al cambio climático y al crecimiento de la población, impulsando la expansión agrícola debido a una mayor demanda de alimentos y menores rendimientos agrícolas en algunas áreas tropicales. Las estrategias internacionales destinadas a mitigar los impactos del cambio climático y el cambio en la cobertura del uso de la tierra son un desafío en las regiones en desarrollo. Este estudio tiene como objetivo evaluar alternativas para minimizar los impactos de estas amenazas bajo trayectorias socioeconómicas, en una de las regiones biológicamente más ricas de Guatemala y México. Este estudio se encuentra en la cuenca de Usumacinta, una región transfronteriza que comparte una historia común, con propiedades biofísicas y limitaciones económicas similares que han llevado a grandes cambios en el uso/cobertura de la tierra. Para comprender los impactos en la deforestación y las emisiones de carbono de las diferentes prácticas de gestión de la tierra, desarrollamos tres escenarios (1): negocios como siempre (BAU), (2) un escenario de reducción de emisiones destinado a reducir la deforestación y la degradación (REDD+) y (3) cero deforestación a partir de 2030 en función de los compromisos internacionales. Nuestros resultados sugieren que para 2050, la cobertura natural de la tierra podría reducir el 22.3 y el 12.2% de su extensión bajo los escenarios BAU y REDD +, respectivamente, en comparación con 2012. Sin embargo, el escenario de deforestación cero muestra que para 2050, sería posible evitar la pérdida del 22,4% de la cuenca forestal (1,7 millones de ha) y recuperar el 5,9% (0,4 millones de hectáreas) de la misma. En términos de secuestro de carbono, los proyectos REDD + pueden reducir las pérdidas de carbono en la vegetación natural, pero una política de deforestación cero puede duplicar el secuestro de carbono producido solo por los proyectos REDD +. Este estudio muestra que para reducir las presiones sobre los ecosistemas, particularmente en regiones altamente marginadas con una migración significativa, es necesario implementar políticas transfronterizas de gestión de la tierra que también integren estrategias de alivio de la pobreza. Land-use/cover change is the major cause of terrestrial ecosystem degradation. However, its impacts will be exacerbated due to climate change and population growth, driving agricultural expansion because of higher demand of food and lower agricultural yields in some tropical areas. International strategies aimed to mitigate impacts of climate change and land use-cover change are challenging in developing regions. This study aims to evaluate alternatives to minimize the impacts of these threats under socioeconomic trajectories, in one of the biologically richest regions in Guatemala and Mexico. This study is located at the Usumacinta watershed, a transboundary region that shares a common history, with similar biophysical properties and economic constraints which have led to large land use/cover changes. To understand the impacts on deforestation and carbon emissions of different land-management practices, we developed three scenarios (1): business as usual (BAU), (2) a reducing emissions scenario aimed to reduce deforestation and degradation (REDD+), and (3) zero-deforestation from 2030 onwards based on the international commitments. Our results suggest that by 2050, natural land cover might reduce 22.3 and 12.2% of its extent under the BAU and REDD + scenarios, respectively in comparison with 2012. However, the zero-deforestation scenario shows that by 2050, it would be possible to avoid losing 22.4% of the forested watershed (1.7 million ha) and recover 5.9% (0.4 million hectares) of it. In terms of carbon sequestration, REDD + projects can reduce the carbon losses in natural vegetation, but a zero-deforestation policy can double the carbon sequestration produced by REDD + projects only. This study shows that to reduce the pressures on ecosystems, particularly in regions highly marginalized with significant migration, it is necessary to implement transboundary land-management policies that also integrate poverty alleviation strategies. استخدام الأراضي/تغيير الغطاء هو السبب الرئيسي لتدهور النظام الإيكولوجي الأرضي. ومع ذلك، ستتفاقم آثاره بسبب تغير المناخ والنمو السكاني، مما يؤدي إلى التوسع الزراعي بسبب ارتفاع الطلب على الغذاء وانخفاض الغلة الزراعية في بعض المناطق الاستوائية. تشكل الاستراتيجيات الدولية الرامية إلى التخفيف من آثار تغير المناخ وتغير استخدام الأراضي تحدياً في المناطق النامية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم البدائل لتقليل آثار هذه التهديدات في إطار المسارات الاجتماعية والاقتصادية، في واحدة من أغنى المناطق بيولوجيًا في غواتيمالا والمكسيك. تقع هذه الدراسة في مستجمع مياه أوسوماسينتا، وهي منطقة عابرة للحدود تشترك في تاريخ مشترك، مع خصائص فيزيائية حيوية مماثلة وقيود اقتصادية أدت إلى تغييرات كبيرة في استخدام الأراضي/تغطيتها. لفهم تأثيرات ممارسات إدارة الأراضي المختلفة على إزالة الغابات وانبعاثات الكربون، وضعنا ثلاثة سيناريوهات (1): العمل كالمعتاد (BAU)، (2) سيناريو خفض الانبعاثات الذي يهدف إلى الحد من إزالة الغابات وتدهورها (REDD+)، و (3) إزالة الغابات الصفرية اعتبارًا من عام 2030 فصاعدًا بناءً على الالتزامات الدولية. تشير نتائجنا إلى أنه بحلول عام 2050، قد يقلل الغطاء الأرضي الطبيعي بنسبة 22.3 و 12.2 ٪ من مداه في إطار سيناريو العمل الاعتيادي وسيناريو خفض الانبعاثات الناجمة عن إزالة الغابات وتدهورها في البلدان النامية، على التوالي مقارنة بعام 2012. ومع ذلك، يُظهر سيناريو إزالة الغابات الصفرية أنه بحلول عام 2050، سيكون من الممكن تجنب فقدان 22.4 ٪ من مستجمعات المياه الحرجية (1.7 مليون هكتار) واستعادة 5.9 ٪ (0.4 مليون هكتار) منها. من حيث عزل الكربون، يمكن لمشاريع خفض الانبعاثات الناجمة عن إزالة الغابات وتدهورها في البلدان النامية أن تقلل من خسائر الكربون في الغطاء النباتي الطبيعي، ولكن سياسة إزالة الغابات الصفرية يمكن أن تضاعف عزل الكربون الناتج عن مشاريع خفض الانبعاثات الناجمة عن إزالة الغابات وتدهورها في البلدان النامية فقط. تُظهر هذه الدراسة أنه للحد من الضغوط على النظم الإيكولوجية، لا سيما في المناطق المهمشة للغاية مع الهجرة الكبيرة، من الضروري تنفيذ سياسات إدارة الأراضي العابرة للحدود التي تدمج أيضًا استراتيجيات التخفيف من حدة الفقر.

AbstractThere is a need to revise the framework used to project species risks under climate change (CC) and land‐use/cover change (LUCC) scenarios. We built a CC risk index using the latest Intergovernmental Panel on Climate Change framework, where risk is a function of vulnerability (sensitivity and adaptive capacity), exposure, and hazard. We incorporated future LUCC scenarios as part of the exposure component. We combined a trait‐based approach based on biological characteristics of species with a correlative approach based on ecological niche modeling, assigning risk scores to species, taxonomic (orders), and functional (trophic, body size, and locomotion) groups of terrestrial mammals occurring in Mexico. We identified 15 species projected to lose their climatic suitability. Of the 11 taxonomic orders, Eulipotyphla, Didelphimorphia, Artiodactyla, and Lagomorpha had the highest risk scores. Of the 19 trophic groups, piscivores, insectivores under canopy, frugivores–granivores, herbivores browser, and myrmecophagous had the highest risk scores. Of the five body‐sized groups, large‐sized species (>15 kg) had highest risk scores. Of the seven locomotion groups, arboreal and semi‐aquatics had highest risk scores. CC and LUCC scenarios reduced suitable areas of species potential distributions by 37.5% (with CC), and 51% (with CC and LUCC) under a limited full‐dispersal assumption. Reductions in suitable areas of species potential distributions increased to 50.2% (with CC), and 52.4% (with CC and LUCC) under a non‐dispersal assumption. Species‐rich areas (>75% species) projected 36% (with CC) and 57% (with CC and LUCC) reductions in suitability for 2070. Shifts in climatic suitability projections of species‐rich areas increased in number of species in northeast and southeast Mexico and decreased in northwest and southern Mexico, suggesting important species turnover. High‐risk projections under future CC and LUCC scenarios for species, taxonomic, and functional group diversities, and species‐rich areas of terrestrial mammals highlight trends in different impacts on biodiversity and ecosystem function.

This work investigates a power dispatch system that aims to supply the power demand of the EU and Western Balkans (EUWB) based on low-carbon generation units, enabled by the expansion of biomass, solar, and wind based electricity. A spatially explicit techno-economic optimization tool simulates the EUWB power sector to explore the dispatch of new renewable electricity capacity on a EUWB scale, under ambitious CO2 emission policies. The results show that utility-scale deployment of renewable electricity is feasible and can contribute about 9–39% of the total generation mix, for a carbon price range of 0–200 €/tCO2 and with the existing capacities of the cross-border transmission network. Even without any explicit carbon incentive (carbon price of 0 €/tCO2), more than 35% of the variable power in the most ambitious CO2 mitigation scenario (carbon price of 200 €/tCO2) would be economically feasible to deploy. Spatial assessment of bio-electricity potential (based on forest and agriculture feedstock) showed limited presence in the optimal generation mix (0–6%), marginalizing its effect as baseload. Expansion of the existing cross-border transmission capacities helps even out the variability of solar and wind technologies, but may also result in lower installed RE capacity in favor of state-of-the-art natural gas with relatively low sensitivity to increasing carbon taxes. A sensitivity analysis of the investment cost, even under a low-investment scenario and at the high end of the CO2 price range, showed natural gas remains at around 11% of the total generation, emphasizing how costly it would be to achieve the final percentages toward a 100% renewable system.