Ser Humano y Ecosistema: eco-dependencia. Paloma Alcorlo

Ser humano y ecosistema: eco-dependencia

PALOMA ALCORLO PAGÉSDepartamento de Ecología

Laboratorio de Socio-Ecosistemas

Curso de posgrado: Cambio climático, el gran reto social de nuestro tiempo

Madrid, 18 de junio de 2015

Qué es la Ecología

Organización y tipos de ecosistemas

Funcionamiento de los ecosistemas

Servicios de los ecosistemas

Evaluación de los servicios en España

Biodiversidad y servicios vs Economía verde

Qué es la Ecología

1. QUÉ ES LA ECOLOGÍASe

La Ecología es una Ciencia“Conocimiento cierto de la realidad por sus principios y causas”

La ecología no es una opción política, ni una postura ética, ni una actitud ciudadana.

La ecología comienza como ciencia centrándose en las interacciones como causa de la abundancia y distribución de los organismos.

El estudio de las interacciones evidencia la necesidad de considerar los ecosistemas en su conjunto como objeto de estudio en sí mismo y para comprender la abundancia y distribución de los organismos.

Los ecosistemas son sistemas complejos: red de componentes heterogéneos que interactúan de modo no lineal, originando comportamientos emergentes

Rara vez los ecosistemas son sencillos (pueden serlo algunas interacciones). Dependiendo de las escalas temporales, pueden ser tratados como sistemas complejos o sistemas complejos adaptativos.

Un sistema es un conjunto de unidades que interactúan y forman un todo integrado.

Propiedades emergentes

Estado líquido del agua (componentes: moléculas de agua)

Un tornado (componentes: moléculas de aire)

La vida(componentes: átomos de C, N, H, O, etc.)

El pensamiento (componentes: neuronas)

Fenómenos de masas (componentes: personas)

Propiedades emergentes

Autoorganización:

proceso en el que la organización interna de un sistema aumenta de complejidad sin ser guiado por ningún agente externo.

Escalas espaciales

Sistema homogéneo Sistema heterogéneo

La decisión fundamental del ecólogo es la definición del sistema a estudiar (que a menudo es un subsistema dentro del ecosistema), lo que implica una escala y un nivel jerárquico.

Flujo de energía en los ecosistemas

La energía procede inicialmente del Sol…..

Luzsolar

Herbívoros

Detritívoros

Depredadores

Productores

…en cada paso de un nivel trófico a otro se disipa en torno a un 90% de la energía. Esta disipación limita la complejidad del ecosistema y la cantidad de niveles tróficos posibles.

Organización y tipos de ecosistemas

2. ORGANIZACIÓN ECOSISTEMASSe

Desarrollo de los ecosistemas

Sistema Complejo(Ecosistema)H2O, CO2, Minerales

Radiación Solar

Temperatura,Humedad

Salinidad,pH,Presión,Etc.

Recursos:Elementos desorganizados

(C, N, H, O, etc.)

Energía

Condiciones

Propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas

Ultravioleta< 360 nm

Infrarrojo >760

R.F.A (Radiación Fotosintéticamente Activa)380 – 720 nm

Radiación

1,94-1,99 cal/cm2min -1Energía solar incidente plano vertical atmósfera terrestre

70% Absorbido

Radiación

(Albedo)

Radiación

Fuente: Smith & Smith, 2002

Gran parte de la radiación de onda corta recibida es reemitida como onda larga (70%) : Emitido por atmósfera (66%), superficie terrestre (21%)

Radiación

El flujo saliente de la superficie es del… ¡133%!5% Convección24% Calor latente104% Radiación de onda larga

Radiación

Esto se explica por el “efecto invernadero”:Elevada “recirculación energética”: La atmósfera reemite un 88% de la constante solar, como onda larga a la superficie (133% reemitido=88+45).

Radiación

La radiación solar se distribuye de acuerdo con la latitud

Temperatura

Patrón latitudinal

Existen mecanismos que redistribuyen el calor

2. ORGANIZACIÓN ECOSISTEMAS

Radiación y Temperatura

• Circulación General de la Atmósfera

La redistribución calienta los polos, enfría los trópicos y afecta asimétricamente a las costas de latitudes medias

• Circulación General Oceánica

Temperatura Se

• Gradientes térmicos altitudinales: Organización en pisos de vegetación

Escalas locales y regionales

• Inversiones térmicas: Frecuencia y severidad de heladas superior en fondos de valle

• Distancia al mar: Inercia térmica del agua, contrastes diarios (brisas) y estacionales

PrecipitacionesSe

www.climate-charts.com

Limitante a todas las escalas en sistemas terrestres

Precipitaciones2. ORGANIZACIÓN ECOSISTEMAS

Escalas locales y regionales

• Efecto Föhn

Barlovento Sotavento

Sistema Complejo(Ecosistema)H2O, CO2, Minerales

Radiación Solar

Temperatura,Humedad

Salinidad,pH,Presión,Etc.

Recursos:Elementos desorganizados

(C, N, H, O, etc.)

Energía

Condiciones

¿Qué otras variables ambientales y condiciones influencian los ecosistemas?

SuelosSe

ClimaLitología (composición, pH)GeomorfologíaSalinidadInteracciones con edafofauna y vegetación

BIOMAS y ECOSISTEMAS

Bosque tropical lluviosoBIOMAS y ECOSISTEMAS

Bosque tropical secoBIOMAS y ECOSISTEMAS

Sabana tropicalBIOMAS y ECOSISTEMAS

DesiertoBIOMAS y ECOSISTEMAS

Bosque y matorral mediterráneoBIOMAS y ECOSISTEMAS

Bosque templadoBIOMAS y ECOSISTEMAS

Estepas y praderasBIOMAS y ECOSISTEMAS

Bosque boreal (Taiga)BIOMAS y ECOSISTEMAS

TundraBIOMAS y ECOSISTEMAS

Alta montaña (“falso bioma”)BIOMAS y ECOSISTEMAS

Funcionamiento de los ecosistemas

3. FUNCIONAMIENTO ECOSISTEMASSe

• Ciclos biogeoquímicos

• Producción primaria

• Producción secundaria

• Comunidades y Biodiversidad

Ciclos biogeoquímicos

1- Ciclo del agua

2- Ciclos “atmosféricos”: C y N

3- Ciclos “sedimentarios”: P

4- Ciclos “sedimentario-gaseosos”: S

Rutas seguidas por elementos químicos o moléculas de interés ecológico a través de los diferentes compartimentos bióticos y abióticos de la ecosfera

Ciclo del agua

Ciclo del C

Ciclo del N

Ciclo del P

Ciclo del S

3. FUNCIONAMIENTO ECOSISTEMAS

Producción Primaria. ConceptosSe

La producción primaria es la biomasa fabricada por los autótrofos.

Se expresa en unidades energéticas, aunque también puede referirse a unidades de masa.

• Producción primaria bruta: energía total fijada por fotosíntesis o quimiosíntesis.

• Producción primaria neta: energía almacenada. Es decir, descontada la respiración

PPN=PPB-Rautótrofos

La producción primaria es, esencialmente, la fotosíntesis

LUZ + H2O + Minerales + CO2 M. ORGÁNICA

Producción Primaria. Patrones Globales.Se

110-120 x 109

50-60 x 109

)Los sistemas acuáticos son, en general, poco productivos

Sistemas Acuáticos vs. Sistemas Terrestres

Producción Primaria. Patrones Globales.3. FUNCIONAMIENTO ECOSISTEMAS

Sistemas Acuáticos

La PPN se asocia a márgenes continentales y mares poco profundosLa PPN se asocia a márgenes continentales y mares poco profundos

Producción Primaria. Patrones GeneralesSe

La PPN se asocia a márgenes continentales y mares poco profundosEl patrón geográfico de Productividad muestra poca relación con la Latitud

Sistemas Terrestres

Tanto en ecosistemas acuáticos como terrestres, los sistemas con más

biomasa y los más diversos, son también los más productivos

PPN capturada por el ser humano

Haberl et al. (2007).

La apropiación humana de la producción primaria neta del planeta, que mide el impacto agregado del uso de la tierra sobre la biomasa disponible cada año en los ecosistemas,

alcanza cifras de entre el 20 y el 40% (Carpintero 2007)

El acaparamiento de PPN se basa en fuertes inversiones de energía no solar destinada a hacer viables agrosistemas basados en especies muy vulnerables. La PPN aprovechable por el hombre aumenta, pero la PPN global se reduce.

Consecuencias de la intensificación

Evolución del coste energético de una caloría alimenticia

Producción Secundaria. Conceptos.Se

La producción secundaria (PS) es la biomasa almacenada por los heterótrofos

Niveles Tróficos

• Productores primarios (Autótrofos)

• Consumidores primarios (= herbívoros)

• Consumidores secundarios, terciarios (= carnívoros)

• Descomponedores (=Detritívoros)Coprófagos (comen heces o excrementos).Saprófagos (materia en descomposición).Carroñeros (comen carroña, restos de animales muertos).

Modalidades de adquisición de la materia orgánica en un ecosistema

Comunidades y diversidad.Se

H= -∑ Pi lnPi

La composición de una comunidad depende de filtros a diferentes niveles.

• La heterogeneidad espacial implica más capacidad de respuesta frente a cambios y perturbaciones.

• La diversidad implica más capacidad de respuesta frente a cambios y perturbaciones.

• Más grupos funcionales operando a distintas escalas incrementan la resiliencia.

Resiliencia

Redes tróficas

Comunidades, diversidad.Se

La longitud de las redes tróficas es, en general, corta. En la mayoría, la máxima son 3 ó 4 pasos niveles.

Servicios de los ecosistemas: relaciones entre ecosistemas y bienestar humano

4. SERVICIOS Y BIENESTAR HUMANOSe

Es difícil pensar en cualquier actividad de nuestra vida cotidiana que no dependa de la naturaleza o la afecte de algún modo

Pero ... con la ampliación del estilo de vida urbano, estamos perdiendo poco a poco la percepción de nuestras profundas conexiones con la naturaleza

“AMNESIA ECOLÓGICA”

Conservar la biodiversidad es una obligación moral

La biodiversidad produce bienestar psicológico

La biodiversidad produce servicios de abastecimiento

(alimento, medicinas…)

0 10 20 30 40 50 60 7020102007

% Población

Hay que preservar los valores de la naturaleza por el derecho a existir de

las especies y de los ecosistemas.

VISIÓN TRADICIONAL DE LAS POLITICAS DE CONSERVACIÓN

NECESITAMOS CAMBIAR LAS POLÍTICAS DE CONSERVACIÓN

Se justifica la conservación de los ecosistemas y la biodiversidad porque de sus servicios depende el bienestar humano.

… POR SU VALOR INSTRUMENTAL

VALORINSTRUMENTAL

VALORINTRÍNSECO

FUNCIONES ECOLÓGICAS

(p. ej. Productividad primaria neta)

SERVICIOSECOSISTEMAS(p.ej. Regulación

climática) BIENESTAR HUMANO

(p. ej. salud)

Instituciones

UN PARADIGMA COMPLEMENTARIO A LAS POLÍTICAS DE CONSERVACIÓN PARA SUPERAR LA AMNESIA ECOLÓGICA

RegulaciónBeneficios indirectos

obtenidos de la regulación de los procesos ecosistémicos

CulturalesBeneficios no materiales que obtiene la gente de

los ecosistemas

AbastecimientoProductos obtenidos directamente de los

ecosistemas

SERVICIOS DE LOS ECOSISTEMAS: contribuciones directas e indirectas de los ecosistemas y su biodiversidad al bienestar humano.

LA IMPORTANCIA CRECIENTE DE LOS SERVICIOS EN EL MUNDO ACADÉMICO

MA (2001-2005)

Costanza et al. (1997)

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Año de publicación

LA EVALUACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS DEL MILENIO

CUMBRE DEL MILENIO (septiembre 2000)

La mayor ecoauditoría al

planeta

http://www.millenniumassessment.org/

La evaluación más grande del estado de los ecosistemas de la tierra

• Preparada por 1360 expertos de 95 países• Convocada en el año 2000 por el Secretario General de la ONU• Autorizada por los gobiernos del mundo a través de 4 convenios internacionales

• De 24 servicios analizados, en 15 (65%), esta disminuyendo la capacidad de los ecosistemas de suministrarlos.

Fanzo & Pronyk, 2009

Al menos 54 países no han hecho progresos o el progreso es insuficiente para alcanzar el ODM1

Evaluación de los servicios en España (EME)

5. SERVICIOS EN ESPAÑASe

EVALUACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS DEL MILENIO DE ESPAÑA (EME)

www.ecomilenio.eswww.fundacion-biodiversidad.es

EL MARCO CONCEPTUAL PARA ABORDAR LA COMPLEJIDAD

2009 2013(ongoing)

201220112010

Ecosystems & biodiversity

Ecosystem services & human

wellbeing

Direct & indirect drivers of change Spatial analysis

Future scenarios

Socio-cultural & economic valuation

Integrative analysis and response options

Conceptual framework

design

Biophysical side Social side

Project communication

Network of researchers (National Research Council -CSIC- and Universities): more than 60 researchers from 20 institutions.

Ministries Regional Governments Spanish Observatory of Sustainability (OSE) Network of complementary projects Communication Unit International advisory board Other stakeholders (NGOs, enterprises, general population)

Databases Cartographic data Literature review Expert panels Focus groups Workshops Interviews Questionnaires

TEAMINFORMATION SOURCES

Marco participativo

Aproximación interdisciplinar

14 TIPOS DE ECOSISTEMAS EN ESPAÑA

• 3 TIPOS DE ECOSISTEMAS FORESTALES• 2 TIPOS ECOSISTEMAS DE MONTAÑA • 1 TIPO DE AGROECOSISTEMAS• 1 TIPO DE ECOSISTEMAS DE ZONAS ÁRIDAS• 1 TIPO DE ECOSISTEMAS INSULARES

• 3 TIPOS ECOSISTEMAS ACUATICOS • CONTINENTALES

• 1 TIPO LITORAL

• 1 TIPO ECOSISTEMA MARINO

• 1 TIPO DE ECOSISTEMA URBANO

1• Bosque y matorral esclerófilo

2• Bosque mediterráneo continental

3• Bosques atlánticos

4• Montaña alpina

5• Montaña mediterránea

6• Zonas áridas

7• Ecosistemas macaronésicos

8• Agroecosistemas

9• Marinos

10• Ríos y riberas

11• Lagos y humedales de interior

12• Acuíferos

13• Litoral

14• Urbanos

EME HA EVALUADO 22 TIPOS DE SERVICIOS DE LOS ECOSISTEMAS

8 SERVICIOS DE ABASTECIMIENTO

7 SERVICIOS DE REGULACION

7 SERVICIOS CULTURALES

SÍNTESIS DE LA EVALUACIÓN DE LOS SERVICIOS DE LOS ECOSISTEMAS EN ESPAÑA

Durante los últimos 50 años se ha producido un alarmante proceso de degradación de los servicios de regulación y los culturales asociados a los saberes de la población rural y un incremento de los servicios de abastecimiento tecnificado y sobre todo de los culturales asociado a la demanda urbana.

ECOSISTEMAS DE ESPAÑA Y LOS SERVICIOS QUE PROVEEN ESTÁN BAJO PRESIÓN

• Se ha degradado el 60% de los humedales y artificializado el 60% de litoral.

• Se ha degradado el 93% de los bosques de riberas y se pierde un 5% anual de praderas de Posidonia.

A nivel de toda España se han degradado:• El 63% de los servicios de

abastecimiento

• El 87% de los servicios de regulación

• El 29% de los servicios culturales.

EL 45% DE LOS SERVICIOS EVALUADOS SE HAN DEGRADADO O SE ESTÁN UTILIZANDO INSOSTENIBLEMENTE

Los ecosistemas litorales, insulares y acuáticos continentales son los que se encuentran en un estado más crítico en referencia a su capacidad de suministrar servicios.

EVALUACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS DEL MILENIO DE ESPAÑA (EME)¿CUÁLES SON LAS PRINCIPALES PRESIONES QUE NOS HAN LLEVADO A ESTE ESTADO?

IMPULSORES DE CAMBIO

• Se refiere a cualquier factor que altera directamente los ecosistemas. Son factores naturales o inducidos por los seres humanos que actúan de manera inequívoca sobre los procesos biofísicos de los ecosistemas y por tanto afectan al flujo de servicios.

Impulsores directos de

cambio (efectos)

• Son factores y procesos sociopolíticos que actúan de un modo más difuso alterando los ecosistemas a través de su acción sobre uno o más impulsores directos de cambio.

Impulsores indirectos de cambio

(causas)

PRINCIPALES IMPULSORES DIRECTOS

Los cambios de usos del suelo es el impulsor directo más importante que ha destruido o degradado ecosistemas seguido por la contaminación y la explotación intensiva de servicios de abastecimiento en especial el agua y las especies comerciales marinas.

DOS PROCESOS CLAVES QUE EXPLICAN LOS CAMBIOS DE USOS DE SUELO EN ESPAÑA: EL ABANDONO RURAL Y LA INTENSIFICACIÓN

Cambio intensidad usos del suelo ha %

Intensificación 6.900.138 14%

Sin cambio35.260.288 73%

Abandono 6.197.624 13%

EL PROCESO DE LITORALIZACIÓN Y VACIADO DE LAS PROVINCIAS DE INTERIOR DEFINE EL CAMBIO POBLACIONAL SUFRIDO

EL DESARROLLO ECONÓMICO HA SEGUIDO UN PATRÓN PARECIDO AL DEMOGRÁFICO

¿CON QUÉ ESTRATEGIAS Y ACCIONES PODEMOS INICIAR UN PROCESO DE TRANSICIÓN A LA SOSTENIBILIDAD SOCIOECOLÓGICA DE ESPAÑA?

PRINCIPIO BÁSICO: LA FINITUD BIOFÍSICA DE NUESTRO PLANETA

En una sociedad democrática, justa socialmente y sostenible ambientalmente, la esfera económica sólo tiene su razón de ser desde la aceptación de los fines ético-distributivos que la fundamentan y formando parte del sistema ecológico del que depende.

5. SERVICIOS EN ESPAÑA

DESARROLLANDO LOS INSTRUMENTOS PARA LA TRANSICIÓN HACIA LA SOSTENIBILIDAD: LA CAJA DE HERRAMIENTAS DE EME

¿¿ECONOMÍA VERDE??

Biodiversidad y servicios vs “Economía verde”

6. BIODIVERSIDAD SERVICIOS Y ECONOMÍA… ¿VERDE?Se

EL ENGAÑO DE LA ECONOMÍA VERDE

• Mercados de servicios-especies

• Habitat and species banking

• Pago por servicios

• Adquisición de tierras

• Incentivos

• Certificación ecológica

• Ecoturismo….

Mercados de servicios-especies

• Mercado floreciente de granjeros que alquilan colmenas para polinizar los cultivos

http://msue.anr.msu.edu/news/current_honey_bee_stocking_information_and_an_introduction_to_commercial_bu

Habitat and species banking

http://speciesbanking.com/

• Bancos de USA que ofrecen bonos para salvar a una especie o un espacio que cotizan en bolsa con buenos intereses

http://www.ecosystemmarketplace.com/

Citibank, Merrill Lynch, HP Morgan Chase, City Group, Goldman Sachs….

Pago por servicios• Mecanismos financieros para compensar ciertas actividades económicas, p.ej,

emisiones de CO2

Para controlar los bosques: • Expropiación forzosa de tierras y

expulsión de las gentes

• Conflictos violentos, presencia de cuerpos de seguridad

Empresa Global-Woods, alemana

http://wrm.org.uy/

Certificados de explotación sostenible

• La empresa multinacional brasileña Vale paga anualmente 1000 millones de $ para mantener el sello de explotación sostenible de sus minas en la selva amazónica

• Realiza reforestacionescon…Eucaliptus para luego….fabricar biocombustibles

EL ESCARABAJO VERDE: Asedio a Doñana 27 may 2010En el entorno de Doñana existen unos mil pozos ilegales que amenazan el suministro hídrico de las marismas de este emblemático espacio protegido, según fuentes de la administración andaluza

GRACIAS

Ser Humano y Ecosistema: eco-dependencia. Paloma Alcorlo

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