Archivo de marzo, 2013

Cambio global y sus efectos sobre la biosfera

Dra. Alba Gutiérrez Girón, Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid

Los procesos implicados en el cambio global son múltiples e interactivos. Tres son los factores determinantes del cambio global: incremento del CO2 atmosférico, incremento en la fijación y deposición del nitrógeno (N) y cambio en el uso del suelo (Vitousek 1994). Una de las manifestaciones más evidentes del cambio global son las alteraciones climáticas como consecuencia del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero desde la era preindustrial. Durante los últimos 100 años (desde 1906 a 2005) la tendencia de calentamiento de la superficie terrestre ha sido de 0,74 ºC (IPCC 2007). Las tendencias de precipitación también han variado en los últimos 100 años, en particular las precipitaciones han disminuido en la región mediterránea, el Sahel, Sur de África y Sur de Asia, mientras que en otras regiones han aumentado (IPCC 2007). A los procesos de cambio climático hay que sumarles la alteración de ciclo de N y el cambio en el uso del suelo. Los cambios en el ciclo del N son tan drásticos que actualmente se fija más N por la actividad humana que mediante procesos naturales (Smil 1991; Vitousek et al. 1997). Por otro lado, el cambio en el uso del suelo es de los tres procesos el más heterogéneo en intensidad y naturaleza (Vitousek 1994); se estima que la mitad de la superficie terrestre libre de hielo ha sido transformada por la actividad humana (Kates et al. 1990), que controla aproximadamente un tercio de la producción neta primaria terrestre (Chapin et al. 2000).

En términos generales los cambios climáticos afectan a la distribución y abundancia de las especies, al reciclado de nutrientes y la productividad de los ecosistemas. La alteración en la fijación y deposición de N tiene consecuencias en la productividad neta de los ecosistemas, y por tanto en la fijación de CO2 (Vitousek et al. 1997; Gruber y Galloway 2008), pero también en la composición, estructura y riqueza de las biocenosis (e.g. Tilman 1987; Huenneke et al. 1990; Lilleskov et al. 2002). Los cambios en el uso del suelo determinan cambios rápidos en el funcionamiento y composición de los ecosistemas, contribuyen al cambio en los ciclos biogeoquímicos del carbono (C) y del N, y tienen también efectos locales y regionales sobre el clima (Vitousek et al. 1994).

A pesar de que a lo largo de la historia de la Tierra la condiciones climáticas y los ciclos biogeoquímicos han experimentado importantes variaciones, los procesos de cambio global que se producen actualmente como consecuencia de la actividad humana suceden a una velocidad anormalmente grande (Gitay et al. 2001). Estos procesos de cambio global amenazan gravemente la biodiversidad en gran parte del planeta (Chapin et al. 2000; Sala et al. 2000) y las evidencias sobre cambios actuales en la biosfera son numerosas (Hughes 2000; IPCC 2007). Entre las respuestas al cambio global de los organismos se han detectado alteraciones en la fenología de las especies, desajustes de las interacciones entre especies, desplazamientos altitudinales y latitudinales en sus área de distribución o incluso extinciones locales (Hughes 2000; Walther et al. 2002; Parmesan 2006). Sin embargo existe una gran incertidumbre sobre los impactos potenciales de estos cambios en los ecosistemas, puesto que la respuestas en la biosfera son sinérgicas (Chapin et al. 2000; Brook et al. 2008), lo que puede determinar cambios en cascada en la biodiversidad, que alteren drásticamente la estructura y funcionamiento de los ecosistemas. Por otro lado no todas las especies ni los ecosistemas que constituyen son igualmente sensibles al cambio lo que condiciona los potenciales efectos del cambio global y determina la capacidad de respuesta a estos cambios.

Esquema de los procesos múltiples e interactivos causantes del cambio global y sus efectos en la biosfera.

Referencias:

 

Brook BW, Sodhi NS, Bradshaw C. 2008. Synergies among extinction drivers under global change.Trends in Ecology & Evolution 23: 453-459.

Chapin III FS, Zavaleta ES, Eviner VT, Naylor RL, Vitousek PM, Reynolds HL, Hooper DU, Lavorel S, Sala OE, Hobbie SE, Mack MC, Diaz S. 2000. Consequences of changing biodiversity. Nature 405: 234-242.

Gitay H, Brown S, Easterling W, Jallow B. 2001: Ecosystems and their goods and services. Climate Change 2001: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, McCarthy JJ, Canziani OF, Leary NA, Dokken DJ, White KS. Eds. Cambridge University Press, Cambridge.

Gruber N, Galloway JN. 2008. An Earth-system perspective of the global nitrogen cycle. Nature 451: 293-296.

Huenneke LF, Hamburg SP, Koide R, Mooney HA, Vitousek PM. 1990. Effects of Soil Resources on Plant Invasion and Community Structure in Californian Serpentine Grassland. Ecology 71: 478-491.

Hughes L. 2000. Biological consequences of global warming: is the signal already apparent? Trends in Ecology & Evolution 15: 56-61.

IPCC. 2007. Climate change 2007: the scientific basis. Synthesis report. Contributions of Working Groups I, II, and III to the Fourth Assesment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change. IPCC. Ginebra.

Lilleskov EA, Fahey TJ, Horton TR, Lovett GM. 2002. Belowground ectomycorrhizal fungal community change over a nitrogen desposition gradient in Alaska. Ecology 83: 104-115.

Kates RW, Turner PL, Clark WC. 1990. The great transformation. In: Turner PL, Clarck WC, Kates RW, Richards JF, Mathews JT and Meyer WB, eds. The earth as transformed by human action. Cambridge University Press, Cambridge.

Parmesan C. 2006. Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Annual Review of Ecology and Systematics 37: 637-669.

Sala OE, Chapin FS, Armesto JJ, Berlow E, Bloomfield J, Dirzo R, Huber-Sanwald E, Huenneke LF, Jackson RB, Kinzig A, Leemans R, Lodge DM, Mooney HA, Oesterheld MÌn, Poff NL, Sykes MT, Walker BH, Walker M, Wall DH. 2000. Global Biodiversity Scenarios for the Year 2100. 1770-1774.

Smil V. 1991. Population Growth and Nitrogen: An Exploration of a Critical Existential Link. Population and Development Review 17: 569-601.

Tilman D. 1987. Secondary Succession and the Pattern of Plant Dominance Along Experimental Nitrogen Gradients. Ecological Monographs 57: 189-214.

Vitousek PM. 1994. Beyond Global Warming: Ecology and Global Change. Ecology 75: 1862-1876.

Vitousek PM, Aber JD, Howarth RW, Likens GE, Matson PA, Schindler DW, Schlesinger WH, Tilman DG. 1997. Human alteration of the global nitrogen cycle: sources and consequences. Ecological Applications 7: 737-750.

Walther GR, Post E, Convey P, Menzel A, Parmesan C, Beebee TJC, Fromentin J-M, Hoegh-Guldberg O, Bairlein F. 2002. Ecological responses to recent climate change. Nature 416: 389-395.

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La transformación de la superficie terrestre por actividades humanas como componente principal del Cambio Global

Autor: José Francisco Martín Duque, Universidad Complutense de Madrid (UCM). Participante en el Programa de Actividades de I+D entre Grupos de Investigación de la Comunidad de Madrid REMEDINAL-2.

 

Con anterioridad a la actual crisis (¿sólo económica?) del ‘mundo occidental’, el problema ambiental ‘estrella’ en los medios de comunicación de estas zonas del planeta era el denominado Cambio Climático. Decimos “con anterioridad”, porque apenas queda rastro hoy de alguna noticia ecológica ‘global’ en estas regiones. Todo ello, a pesar de las evidentes conexiones que parece haber entre crisis, conflictos, crecimiento demográfico y competencia por recursos naturales, incluido el ‘territorio’.

En un artículo publicado recientemente (diciembre de 2012) en la revista GSA Today, del que son coautores dos investigadores de la red REMEDINAL (ver Hooke et al., 2012), se muestran algunas realidades que deberían dar lugar al inicio de una intensa discusión pública sobre el estado de degradación de la superficie terrestre. Esta degradación está ejercida por la presión que ha desencadenado y desencadena el crecimiento demográfico de las últimas décadas y las actividades humanas asociadas al legítimo desarrollo de las distintas sociedades.

Según dicho artículo, para el año 2007, las actividades humanas habían modificado ya el 53% de la superficie terrestre en términos ‘geomorfológicos’. Es decir, directamente moviendo tierras, o indirectamente mediante acciones que han causado cambios en los flujos de sedimentos. En un artículo anterior (Hooke, 1994), se había demostrado que los humanos éramos ya hace casi dos décadas el principal agente geomorfológico ‘esculpiendo’ la superficie terrestre.

En efecto, son varias las actividades humanas que mueven tierras y modifican, y en muchos casos degradan, la superficie terrestre. La minería, la construcción de infraestructuras o los procesos de urbanización son algunos ejemplos. Pero también el laboreo de superficies cultivadas mueve grandes cantidades de tierra, y favorece una erosión acelerada del suelo. A su vez, el pastoreo y los aprovechamientos forestales también incrementan la erosión. Una gran parte de los sedimentos erosionados acaba depositándose en la base de las mismas laderas transformadas, o bien en llanuras aluviales, modificando a su vez la configuración de la superficie terrestre. El resto es transportado por la red fluvial.

Muchas de estas actividades tienen además efectos indirectos más allá de las superficies directamente afectadas, de manera que el impacto total debido a la transformación de la superficie terrestre es muy superior al 53 %. Tanto los efectos directos como indirectos de esa modificación comprometen los servicios ecosistémicos que son esenciales para la supervivencia humana, muchos de los cuales son irremplazables.

Por todo ello, estos autores afirman que la transformación de la superficie terrestre por las actividades humanas es ya, y a buen seguro será en las próximas décadas, el componente más importante del Cambio Global.

La continua degradación de tierras agrícolas y la expansión del suelo urbano a expensas de suelos muy productivos (Figura 1), junto con la incesante degradación de servicios ecosistémicos esenciales, probablemente van a limitar la capacidad de la superficie terrestre para proporcionar una calidad de vida aceptable, incluso para la población mundial actual. De hecho, todo apunta a que podamos estar ya en un estado de superpoblación.

Figura 1. Cambios de algunos usos del suelo a lo largo del tiempo, con su extrapolación a 2050. Los datos de población y su proyección proceden de UNPD (1999). KG’01—Klein Goldewijk (2001); KG’11—Klein Goldewijk et al. (2011); P+—Pongratz et al. (2008); R+— Ramankutty et al. (2008); RF—Ramankutty and Foley (1999). Véase Hooke et al. (2012 para referencias, otras fuentes y otras estimaciones.

La superpoblación es un fenómeno según el cual la población de una especie determinada excede la capacidad de acogida de su ambiente. Y después de un tiempo en el que las reservas de los recursos se consumen de forma más rápida de la que éstos se renuevan, las poblaciones colapsan. Por todo ello, los citados autores argumentan que este tema de sostenibilidad es mucho más serio, si bien se verá amplificado por el mismo, que el Cambio Climático.

Con el objetivo de buscar una verdadera sostenibilidad de la especie humana en el planeta, las alternativas son bien conocidas: 1) reducir la demanda de recursos; 2) desarrollar soluciones tecnológicas que puedan mitigar nuestros impactos; 3) adoptar medidas que, inicialmente ralenticen el crecimiento demográfico, y eventualmente lo reviertan. En el artículo citado se argumenta cómo es improbable que, por sí solas, las dos primeras medidas solucionen el problema. En este contexto, la Restauración Ecológica constituye una herramienta esencial para invertir los procesos de degradación territorial y restituir el capital natural y los servicios ecosistémicos que son imprescindibles para la supervivencia de la especie humana.

 

 

Referencias

Hooke, R.LeB. 1994. On the efficacy of humans as geomorphic agents. GSA Today, 4: 217- 224,225.

Hooke, R. LeB., Martín-Duque, J.F. and Pedraza, J. 2012. Land transformation by humans.GSA Today, 22(12): 4-10.

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