LIVING IN THE ENVIRONMENT 17THMILLER/SPOOLMAN

CAPÍTULO 1Los problemas ambientales, sus causas y Sustentabilidad

LOS HUMANOS Y SUSTENTABILIDAD

Estudio de caso: una visión de un mundo más sustentable en 2060

• Una transición en las actitudes humanas hacia el medio ambiente, y un cambio en el comportamiento, pueden conducir a un futuro mucho mejor para el planeta en 2060

¿Es una historia o puede ser

nuestro futuro?

sostenibilidad: es la capacidad de los sistemas naturales de la tierra y los sistemas culturales humanos para sobrevivir, prosperar y adaptarse para el futuro a largo plazo.

1- ¿Qué son los tres principios de la sostenibilidad?

• Concepto 1A: La naturaleza se ha sostenido por miles de millones de años mediante el uso de la energía solar, la biodiversidad y el ciclo de nutrientes.

• Concepto 1B: Nuestras vidas y economías dependen de la energía del sol y de los recursos naturales y los servicios naturales (capital natural) proporcionados por la tierra.

Ciencia Ambiental es un estudio de las conexiones en la Naturaleza

• Medio Ambiente:• Todo lo que nos rodea.• "El medio ambiente es todo lo que no soy yo."

• La ciencia del medio ambiente: ciencia interdisciplinaria que conecta información e ideas de Ciencias naturales: la ecología, la biología, la geología, la química ...• Ciencias sociales: geografía, política, economía

Humanidades: la ética, la filosofía

¿Qué aprendemos de las Ciencias Ambientales?

Cómo lidiar con los problemas ambientales

Las estrategias de supervivencia Naturalsiguen tres principios de sustentabilidad

1. La dependencia de la energía solar• El sol proporciona calor y combustibles (fotosíntesis)

2. Biodiversidad• Asombrosa variedad y adaptabilidad de los sistemas

naturales y especies

3. Circulación química• La circulación de productos químicos del medio

ambiente para los organismos y luego de vuelta al medio ambiente

• También conocidos como ciclo de los nutrientes

From Simple Cell to Homo Sapiens

Fig. 1-2, p. 7

La ciencia del medio ambiente

es un estudio interdisciplinario

de las conexiones

entre el sistema de soporte vital de la tierra y las

actividades humanas.

Three Principles of Sustainability

La sustentabilidad tiene ciertos componentes clave

• El capital natural: apoyado por el capital solar• Recursos naturales: uso de materiales útiles y energía de

la naturaleza• Los servicios naturales: procesos naturales importantes,

como la renovación de aire, agua y suelo

• La degradan del capital natural por los humanos

• Soluciones científicas necesarias para la sustentabilidad del medio ambiente

El capital natural = Recursos Naturales + Servicios Naturales

Fig. 1-4, p. 9

El ciclo de los nutrientes (Ciclos Biogeoquimicos)

Fig. 1-5, p. 10

Degradación del Capital Natural

Fig. 1-6, p. 10

¿Podemos proteger nuestras selvas tropicales o destruirlas?

Recursos de la TierraRecursos

• Cualquier cosa que obtenemos de medio ambiente para satisfacer nuestras necesidades

• Algunos directamente disponible para su uso: la luz del sol

• Algunos no están directamente disponibles para su uso: el petróleo

Recursos perpetuo• Energía solar

Algunas fuentes son renovables….Recursos renovables

• Desde varios días hasta varios cientos de años para renovar

• Por ejemplo, los bosques, las praderas, el aire fresco, el suelo fértil

El rendimiento sostenible• Tasa más alta a la que podemos usar un recurso

renovable, sin reducción de la oferta disponible

….. y otros noRecursos no renovables

• Los recursos energéticos• Recursos minerales metálicos• Los recursos minerales no metálicos

SOLUTIONS: Reduce, Reuse, Recycle

Reusar

Fig. 1-7, p. 11

Reciclar

Fig. 1-8, p. 12

Un abismo de riqueza entrepaíses ricos y pobres

Los países difieren en niveles de insostenibilidad

• Crecimiento económico: aumento de la producción de bienes y servicios de un país

¿CÓMO SE MIDE? • Producto interno bruto (PIB): valor anual del

mercado de todos los bienes y servicios producidos por todas las empresas, nacionales y extranjeras, que operan dentro de un país

CAMBIOS EN EL CRECIMIENTO DEL PAÍS POR PERSONA • El PIB per cápita : una medida del desarrollo

económico

Los países difieren en niveles de insostenibilidad (2)

• El desarrollo económico: el uso de crecimiento económico para elevar el nivel de vida

• Los países más desarrollados (MDC): América del Norte, Australia, Nueva Zelanda, Japón, la mayor parte de Europa

• Los países menos desarrollados (PMD): la mayoría de los países de África, Asia, América Latina

Países por Ingreso Nacional Bruto per Cápita

Supplement 8, Fig 2

PERSPECTIVA GLOBAL: ¿Cuáles son las tendencias mundiales?

2- ¿Cómo están nuestras huellas ecológicas afectando a la Tierra?

• Concepto 2: A medida que crecen nuestras huellas ecológicas, estamos agotando y degradando más del capital natural de la Tierra.

Estamos viviendo de manera no sostenible

• La degradación ambiental: desperdiciando, agotando y degradando el capital natural de la Tierra• Sucede a un ritmo acelerado• También se llama degradación del capital natural

Día del Exceso de la Tierra

En solo ocho meses la humanidad agota el presupuesto anual de la Tierra

• El 20 de agosto ha marcado el Día del Exceso de la Tierra para el 2013, siendo la fecha en que la humanidad ha agotado el presupuesto de la naturaleza para este año. Nos encontramos ahora en sobregiro. Durante el resto del año mantendremos nuestro déficit ecológico recurriendo a las reservas de recursos locales, y acumulando más dióxido de carbono en la atmósfera.

Degradación del capital natural

Fig. 1-9, p. 13

Contaminación: Fuentes y Tipos

Las fuentes de contaminación• Las fuentes puntuales

• Por ejemplo, las chimeneas• Las fuentes no puntuales

• Por ejemplo, pesticidas disueltos en el aire

Principales tipo de contaminantes• Biodegradable

• Se descomponen con el tiempo

• No degradable• no se puede descomponer

• Unwanted effects of pollution

Fuente-puntual de Contaminación del Aire

Fig. 1-10, p. 14

Fuente-No Puntual de Contaminación del Agua

Fig. 1-11, p. 14

Efectos no deseados de la Contaminación

• interrumpir / degradar el sistema de soporte de vida para los animales

• daños a la fauna, la salud humana y a la propiedad

• crear molestias, por ejemplo, ruidos, olores desagradables, sabores, lugares de interés

SOLUTIONS:How do we control pollution?

Pollution cleanup (output pollution control)• cleaning up or diluting pollutants after we have produced

them

Pollution prevention (input pollution control)• reduces or eliminates the production of pollutants

Overexploiting Shared Renewable Resources: Tragedy of the Commons• Three types of property or resource rights

• Private property• Common property• Open access renewable resources

• Tragedy of the commons• Common property and open-access renewable

resources degraded from overuse• Solutions

The Tragedy of the Commons

Or: the challenge of common-pool resources

Or: why the sum total of individual “rational” choices can lead to perverse (and socially sub-optimal)

outcomes

Credits: cow images from http://www.woodyjackson.com/

Imagine a field of grass shared by 6 farmers, each with one cow…

A few facts: Each cow currently produces 20 liters of milk per day The carrying capacity of the commons is 8 cows. For each cow above 8, the milk production declines by 2 liters (due to overgrazing, there is less grass for each cow: less grass, less milk!).

20 liters 20 liters

20 liters

20 liters20 liters

20 liters

Total daily milk production for the commons: 120 liters

Do the farmers sit back and stay at 6 cows? Not if they are individual profit maximizers (here simplified as milk production maximizers)

20 liters 20 liters

20 liters

20 liters20 liters

20 liters

Total daily milk production for the commons: 120 liters (6 cows)

Do the farmers sit back and stay at 6 cows? Not if they are individual profit maximizers (here simplified as milk production maximizers)

20 liters

20 liters

20 liters20 liters

20 liters

Total daily milk production for the commons: 140 liters (7 cows)

40 liters

“I’ll get another cow”

We are now at the carrying capacity -- do they stop? No.

20 liters

20 liters20 liters

20 liters

Total daily milk production for the commons: 160 liters (8 cows)

40 liters 40 liters

“Then I’ll get another cow too”

They are now at the maximum total milk production. But do they stop? No…

18 liters18 liters

18 liters

Total daily milk production for the commons: 162 liters (9 cows)

36 liters 36 liters“I’ll get another cow”

36 liters

32 liters16 liters

16 liters

Total daily milk production for the commons: 160 liters (10 cows)

32 liters 32 liters

32 liters

“My cow is now less productive, but 2 will improve my situation”

28 liters

14 liters

Total daily milk production for the commons: 154 liters (11 cows)

28 liters 28 liters

28 liters

“I’ll get another cow” 28 liters

24 liters

Total daily milk production for the commons: 144 liters (12 cows)

24 liters 24 liters

24 liters

24 liters

“Well, everyone else is getting one, so me too!”

24 liters

20 liters

Total daily milk production for the commons: 130 liters (10 cows)

30 liters 20 liters

“Well, I can still increase milk production if I get a third cow”

20 liters

20 liters

20 liters

Ecological Footprints: A Model of Unsustainable Use of Resources

• Ecological footprint: the amount of biologically productive land and water needed to provide the people in a region with indefinite supply of renewable resources, and to absorb and recycle wastes and pollution

• Per capita ecological footprint: per person

• Unsustainable: footprint is larger than biological capacity for replenishment

Patterns of Natural Resource Consumption

Fig. 1-12a, p. 15

Patterns of Natural Resource Consumption

Fig. 1-12b, p. 15

Natural Capital Use and Degradation

Fig. 1-13, p. 16

Global Human Footprint Map

Supplement 8, Fig 7

IPAT is Another Environmental Impact Model

I = P x A x T

• I = Environmental impact• P = Population• A = Affluence• T = Technology

IPAT Illustrated

Fig. 1-14, p. 17

Case Study: China’s New Affluent Consumers

• Leading consumer of various foods and goods• Wheat, rice, and meat• Coal, fertilizers, steel, and

cement• Second largest consumer of oil• Two-thirds of the most

polluted cities are in China• Projections for next decade

• Largest consumer and producer of cars

Natural Systems Have Tipping Points

• Ecological tipping point: an often irreversible shift in the behavior of a natural system

• Environmental degradation has time delays between our actions now and the deleterious effects later• Long-term climate change• Over-fishing• Species extinction

Tipping Point

Fig. 1-15, p. 19

Cultural Changes Have Increased Our Ecological Footprints

• 12,000 years ago: hunters and gatherers

• Three major cultural events• Agricultural revolution• Industrial-medical revolution• Information-globalization revolution

• Current need for a sustainability revolution

Technology Increases Population

Fig. 1-16, p. 19

1-3 Why Do We Have Environmental Problems?

• Concept 1-3 Major causes of environmental problems are population growth, wasteful and unsustainable resource use, poverty, and exclusion of environmental costs of resource use from the market prices of goods and services.

Experts Have Identified Four Basic Causes of Environmental Problems1. Population growth2. Wasteful and unsustainable resource use3. Poverty4. Failure to include the harmful environmental costs

of goods and services in market prices

Exponential Growth of Human Population

Fig. 1-18, p. 21

Affluence Has Harmful and Beneficial Environmental Effects

• Harmful environmental impact due to• High levels of consumption• High levels of pollution• Unnecessary waste of resources

• Affluence can provide funding for developing technologies to reduce

• Pollution• Environmental degradation• Resource waste

Poverty Has Harmful Environmental and Health Effects

• Population growth affected

• Malnutrition

• Premature death

• Limited access to adequate sanitation facilities and clean water

Extreme Poverty

Fig. 1-19, p. 22

Harmful Effects of Poverty

Fig. 1-20, p. 22

Effects of Malnutrition

Fig. 1-21, p. 23

Prices Do Not Include the Value of Natural Capital

• Companies do not pay the environmental cost of resource use

• Goods and services do not include the harmful environmental costs

• Companies receive tax breaks and subsidies

• Economy may be stimulated but there may be a degradation of natural capital

Environmentally Unfriendly Hummer

Fig. 1-22, p. 24

Different Views about Environmental Problems and Their Solutions

• Environmental ethics: what is right and wrong with how we treat the environment

• Planetary management worldview• We are separate from and in charge of nature

• Stewardship worldview• Manage earth for our benefit with ethical responsibility to be

stewards• Environmental wisdom worldview

• We are part of nature and must engage in sustainable use

1-4 What Is an Environmentally Sustainable Society?

• Concept 1-4 Living sustainably means living off the earth’s natural income without depleting or degrading the natural capital that supplies it.

Environmentally Sustainable Societies Protect Natural Capital and Live Off Its Income

• Environmentally sustainable society: meets current needs while ensuring that needs of future generations will be met

• Live on natural income of natural capital without diminishing the natural capital

We Can Work Together to Solve Environmental Problems

• Social capital• Encourages

• Openness and communication• Cooperation• Hope

• Discourages• Close-mindedness• Polarization• Confrontation and fear

Case Study: The Environmental Transformation of Chattanooga, TN• Environmental success story: example of building their social

capital

• 1960: most polluted city in the U.S.

• 1984: Vision 2000

• 1995: most goals met

• 1993: Revision 2000

Chattanooga, Tennessee

I

Fig. 1-23, p. 26

Individuals Matter

• 5–10% of the population can bring about major social change

• We have only 50-100 years to make the change to sustainability before it’s too late

• Rely on renewable energy• Protect biodiversity• Reduce waste and pollution

Three Big Ideas

1. We could rely more on renewable energy from the sun, including indirect forms of solar energy such as wind and flowing water, to meet most of our heating and electricity needs.

Three Big Ideas

2. We can protect biodiversity by preventing the degradation of the earth’s species, ecosystems, and natural processes, and by restoring areas we have degraded.

Three Big Ideas

3. We can help to sustain the earth’s natural chemical cycles by reducing our production of wastes and pollution, not overloading natural systems with harmful chemicals, and not removing natural chemicals faster than those chemical cycles can replace them.