El tema emergente de los paisajes térmicos

Por: James I. Watling

Universidad John Carroll, Cleveland, Ohio, USA. jwatling@jcu.edu

Un cambio ambiental importante en paisajes antrópicos es el reemplazo del bosque, con sus temperaturas relativamente bajas y homogéneas, por coberturas de tierra más cálidas y térmicamente más variadas (Figura 1). De hecho, la temperatura puede variar más de 10 °C durante el día en pocos metros entre el borde de un bosque y un portero (Figura 2). Este cambio en el “paisaje térmico” puede representar un filtro importante para muchas especies, sobre todo en los trópicos, donde las especies evolucionaron en un rango de temperaturas más estrecho que las especies de regiones más templadas.

Figura 1. Área recién deforestada, cuyas temperaturas son más altas y más variables que el bosque remanente al fondo.
Figura 2. Imagen térmica del borde entre el bosque (colores fríos) y un potrero (colores calientes), indicando las ‘manchas calientes’ en amarillo donde las temperaturas de la superficie puede sobrepasar los 50 °C.

Los animales ectotermos, especies como la mayoría de los peces, artrópodos, anfibios y reptiles (Figura 3), no mantienen una temperatura corporal metabólicamente constante. En cambio, su temperatura corporal, y consecuentemente, su actividad, varían según la temperatura ambiental donde se encuentren. Así, si su temperatura corporal se acerca a sus “límites térmicos críticos”, los individuos se verán obligados a dejar de hacer actividades importantes como el forrajeo o la búsqueda de refugio. En casos extremos, los individuos pueden llegar a morir si las temperaturas se mantienen altas por demasiado tiempo. Este proceso a nivel poblacional puede resultar en la redistribución de especies y comunidades biológicas en paisajes modificados.

Figura 3. Los anfibios y reptiles son vulnerables a los cambios térmicos en paisajes antrópicos.

En los últimos años, he trabajado con varios estudiantes en Colombia para entender las consecuencias de dichos cambios en el paisaje térmico para los anfibios y reptiles. Nuestros hallazgos indican que las especies con menor tolerancia a temperaturas altas son especialmente sensibles a los efectos negativos de la pérdida y fragmentación del bosque. En cambio, especies con “límites térmicos críticos” más altos pueden resistir las temperaturas altas y persistir en las coberturas de tierra intervenidas. También encontramos evidencias de que las especies con menor tolerancia a las temperaturas altas son más susceptibles a la creación de bordes forestales.

El estudio del paisaje término se ha vuelto más relevante que nunca dentro del contexto del cambio climático global. Para ello, el estudio de gradientes ambientales altitudinales es particularmente valioso, al representar un “laboratorio biológico” natural (Figura 4). En particular, el paisaje término está típicamente asociado con la altitud: la temperatura promedio del aire desciende alrededor de 6.5 °C por cada 1000 m de aumento en altitud. Sin embargo, dicha variación altitudinal puede depender de (e interaccionar con) la transformación antrópica del paisaje. El resultado es un paisaje térmico altamente cambiante dependiendo tanto de la altitud como del grado de perturbación del paisaje. En algunos casos, especies restringidas a los bosques de tierras bajas aprovechan las temperaturas más suaves de las zonas intervenidas en tierras altas, y sus abundancias pueden llegar a ser mayores en estas coberturas intervenidas que en el bosque. Esto se debe a que las especies tienen temperaturas preferidas, y el cambio de uso de suelo a lo largo del gradiente altitudinal puede “forzarlas” a refugiarse en aquellas coberturas que presentan dichas temperaturas preferidas.

Figura 4. Las montañas tropicales son paisajes térmicos altamente variables, sobre todo en áreas con intervención antrópica.

Evolutivamente, es común que los anfibios y reptiles tengan una capacidad de adaptación limitada en cuanto su ecología térmica, sobre todo a temperaturas altas. De hecho, en nuestro laboratorio hemos documentado disminuciones en la abundancia de una especie forestal en zonas protegidas de tierras bajas, mientras que las poblaciones en puntos más altos están logrando mantenerse. Algunas especies pueden amortiguar los cambios térmicos debido al cambio climático escogiendo macro- o micro-hábitats en base a sus condiciones ambientales. Sin embargo, las limitaciones térmicas evolutivas sugieren que la interacción entre el cambio climático y el cambio paisajístico puede representar una grave amenaza para especies tropicales en el futuro. Por tanto, preservar el bosque nativo e incentivar la sucesión secundaria pueden ser estrategias importantes para permitir a las especies moverse entre los paisajes térmicamente más amigables.

Referencias

  • Nowakowski, A.J., Watling, J.I., Whitfield, S.M., Todd, B.D., Kurz, D.J., Donnelly, M.A. 2016. Tropical amphibians in shifting thermal landscapes under land use and climate change. Conservation Biology 31:96-105.
  • Nowakowski, A.J., Watling, J.I., Thompson, M.E., Brusch, G.A., Catenazzi, A.l., Whitfield, S.M., Kurz, D.J., Suárez-Mayorga, A., Aponte-Gutiérrez, A.F., Donnelly, M.A., Todd, B.D. 2018. Thermal biology mediates responses of amphibians and reptiles to habitat modification. Ecology Letters 21:345-355.
  • Tuff, K.T., Tuff, T., Davies, K.F. 2016. A framework for integrating thermal biology into fragmentation research. Ecology Letters 19:361-374.

Reseña del autor

James I. Watling (izda) es profesor asociado de la Universidad John Carroll en Cleveland, Ohio, USA. Con sus estudiantes y colaboradores, integra observaciones de campo, experimentos y modelaje espacial para entender cómo responden las especies al cambio global.

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Perturbaciones antrópicas, reordenamientos biológicos y prestación de servicios ecosistémicos en los bosques tropicales

Por: Marcelo Tabarelli, Inara R. Leal

Departamento de Botánica, Universidad Federal de Pernambuco, Recife, Pernambuco, Brasil. marcelotabarelli9@gmail.com, inara.leal@ufpe.br

Las perturbaciones antropogénicas modifican la diversidad biológica a diferentes niveles de organización (desde las poblaciones hasta los ecosistemas), determinando así  la capacidad de los paisajes antrópicos para mantener biodiversidad y proporcionar servicios ecosistémicos de relevancia local y global. En el caso de los bosques tropicales, las principales perturbaciones incluyen: (1) pérdida y fragmentación de hábitat, (2) extracción de productos forestales, (3) caza, (4) incendios, y (5) extremos climáticos asociados con cambios globales (Figura 1). Individualmente o en conjunto, estos procesos están causando la disminución de poblaciones de plantas y animales y la extirpación de especies sensibles a perturbaciones en diferentes escalas espaciales (especies denominadas “perdedoras”). También han provocado la proliferación de especies adaptadas a las perturbaciones (especies “ganadoras”; Figura 2). A menudo, estos procesos también causan la pérdida y/o alteración de las interacciones planta-animal, particularmente la polinización, herbivoría, y la depredación y dispersión de semillas, así como la eliminación de especies clave, y la reorganización taxonómica, funcional y filogenética de las comunidades (Figura 3). Otros cambios ecológicos bien documentados en paisajes antrópicos incluyen: (1) la homogeneización biológica (i.e. pérdida de diversidad beta), (2) el colapso de la biomasa, (3) la pérdida (homogenización) de la estructura forestal, (4) los cambios en los patrones del ciclo de nutrientes y (5) los cambios en el suministro de servicios ecosistémicos. Sin embargo, la intensidad de estas respuestas varía ampliamente entre bosques.

Figura 1. Fotografía aérea de fragmentos de Bosque Atlántico sumergidos en un monocultivo de caña de azúcar en Serra Grande, Alagoas, Brasil. Hoy, el Bosque Atlántico del Nordeste de Brasil tiene solo el 10% de cobertura restante (foto: Adriano Gambarini).
Figura 2. Foto aérea del Parque Nacional Catimbau (Buíque, Pernambuco, Brasil) que muestra un área de bosque seco de Caatinga anteriormente utilizado como pastizal y ahora en regeneración. Los círculos rojos indican colonias de Atta opaciceps, una de las tres especies de hormigas cortadoras de hojas presentes en la región que proliferan con perturbaciones y causan daños a diversos cultivos y vegetación nativa (foto: Jens Brauneck).
Figura 3. Hormiga Dinoponera quadriceps portando una semilla de Jatropha mutabilis (Euphorbiaceae) en un área de bosque seco de Caatinga, en el Parque Nacional de Catimbau (Buíque, Pernambuco, Brasil). Esta especie de hormiga puede transportar semillas hasta 30 m, y se considera un dispersor de alta calidad. Sin embargo, los disturbios antrópicos afectan negativamente a su población, comprometiendo su servicio de dispersión de semillas (foto: Inara R. Leal).

Una hipótesis en la que hemos trabajado en los últimos años es que los bosques que han sido expuestos históricamente a perturbaciones naturales y antropogénicas más intensas son más resistentes y resilientes a las perturbaciones antrópicas contemporáneas. Esto es debido a que usualmente albergan un mayor porcentaje de especies adaptadas a perturbaciones, como las plantas pioneras. Los bosques secos que se encuentran en el límite de la distribución ecológica de los bosques tropicales y los que están expuestos regularmente a fenómenos como los huracanes, son un buen ejemplo. Dado que inmensas regiones de bosque tropical ya se han consolidado efectivamente como paisajes antrópicos y muchos bosques tropicales relativamente bien conservados deben afrontar la misma suerte, los científicos y conservacionistas han realizado un gran esfuerzo para buscar alternativas, directrices y enfoques para el uso de la tierra capaz garantizar y conciliar la actividad económica, la persistencia de la biodiversidad, la prestación de servicios y la calidad de vida de las poblaciones humanas. Así, han surgido conceptos innovadores, como el de los “corredores de biodiversidad”, “paisajes inteligentes”, “paisajes amigables con la biodiversidad” y “paisajes óptimos”. La efectividad práctica y la viabilidad de estos enfoques es un tema de constante debate académico y claramente un desafío político, económico y social. De particular preocupación es el alto costo de oportunidad de los bosques tropicales en comparación con otras formas de uso de la tierra, como la producción de productos básicos (por ejemplo, cereales, carne, biocombustibles). El aumento de la población humana y el aumento del consumo per cápita deberían seguir ejerciendo presión sobre los bosques tropicales restantes, mientras que las iniciativas de restauración y las transiciones demográficas (e.g., del campo a la ciudad) deberían crear oportunidades para la persistencia de los bosques en paisajes antropogénicos.

En resumen, podríamos considerar los bosques tropicales como biotas en transición hacia paisajes con menor cobertura forestal y calidad de hábitat (e.g., bosque maduro), pero también considerar el camino inverso, es decir, paisajes que adquieren una mayor cobertura forestal. Es en este contexto que los nuevos arreglos de biodiversidad (muchos de ellos transitorios) y los enfoques de conservación y desarrollo sostenible están en diálogo. Entre los temas que surgen está el equilibrio entre los servicios y a medida que los paisajes antrópicos acumulan especies ganadoras, incluidas especies exóticas, pero también especies nativas no forestales. De la misma manera, este equilibrio debe observarse en situaciones donde el bosque comienza a ganar espacio en paisajes antrópicos. Destacamos aquí los servicios y perjuicios asociados con la calidad de vida de las poblaciones humanas locales (e.g., el control de plagas y la proliferación de vectores de enfermedades, respectivamente) y la capacidad productiva de los paisajes antrópicos (e.g., la provisión de diásporas para la regeneración de bosques y el aumento de la aridez, respectivamente). Comprender el papel de los nuevos ensambles biológicos, en particular los ensambles modificados funcionalmente, puede ser decisivo para el futuro de los bosques tropicales en el antropoceno.

Referencias

  • Arroyo-Rodríguez, V., Fahrig, L., Tabarelli, M., Watling, J.I., Tischendorf, L., Benchimol, M., Cazetta, E., Faria, D., Leal, I.R., Melo, F.P.L, Morante-Filho, J.C., Santos, B.A., Arasa-Gisbert, R., Arce-Peña, N., Cervantes-López, M.J., Cudney-Valenzuela, S., Galán-Acedo, C., San-José, M., Vieira, I.C.G., Slik, J.W.F., Nowakowski, J., Tscharntke, T. 2020. Designing optimal human-modified landscapes for forest biodiversity conservation. Ecology Letters 23:1404–1420.
  • Melo, F.P.L., Arroyo-Rodríguez, V., Fahrig, L., Martínez-Ramos, M., Tabarelli, M. 2013. On the hope for biodiversity-friendly tropical landscapes. Trends in Ecology and Evolution 28: 461-468.
  • Oliveira, F.M.P., Andersen, A.N., Arnan, X., Ribeiro-Neto, J.D., Arcoverde, G.B., Leal, I.R. 2019. Effects of increasing aridity and chronic anthropogenic disturbance on seed dispersal by ants in Brazilian Caatinga. Journal of Animal Ecology 88: 870-880.

Reseña de los autores

Marcelo Tabarelli. Mi investigación se centra en entender cómo las especies y conjuntos de árboles tropicales responden a las perturbaciones humanas, así como las implicaciones que dichas respuestas tienen para la conservación de la biodiversidad y la provisión de servicios ecosistémicos en paisajes modificados por humanos. La investigación cubre estudios focales de doctorado y maestría (Amazonia, Bosque Atlántico, bosque seco de Caatinga), pero también revisiones y síntesis. Prestamos especial atención a procesos generalizados como el empobrecimiento y la homogeneización a nivel de la comunidad, la aparición de nuevos ensamblajes, los reemplazos de ganadores y perdedores, las alteraciones crónicas, la sucesión regresiva y las alteraciones de las interacciones planta-animal (dispersión de semillas y polinización).

Inara R. Leal. Licenciada en Ciencias Biológicas por la Universidade Federal de Santa Catarina (1990), magíster y doctorado en Ecología por la Universidade Estadual de Campinas (1994 y 1998) y postdoctorado por el CSIRO-Australia (2010 y 2014). Desde 2002 soy profesora de la Universidade Federal de Pernambuco. Mi investigación se centra en comprender cómo las perturbaciones antropogénicas afectan las interacciones entre plantas y animales, y tengo particular experiencia trabajando con hormigas. Realizo mi investigación en los dos ecosistemas más importantes del noreste de Brasil, el bosque atlántico y el bosque seco de Caatinga, ambos altamente alterados por la actividad humana. Soy miembro de la Asociación de Biología Tropical y Conservación desde 1998, de la Sociedad Ecológica de América desde 2000 y de la Associação Brasileira de Ecologia desde 2012.

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Restauración ecológica: una herramienta de conservación fundamental

Por: Pedro Brancalion

Departamento de Ciencias Forestales. Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil. pedrobrancalion@gmail.com

Conservar la biodiversidad requiere conservar sus flujos, tanto en el espacio como en el tiempo. La naturaleza cambia constantemente y requiere un enfoque dinámico para que pueda conservarse adecuadamente. Los paisajes agrícolas tropicales son muy dinámicos en términos de cambios en el uso de la tierra, pero crean un estancamiento biológico, restringiendo el flujo de energía, especies y genes. En este contexto, la restauración ecológica puede contribuir en gran medida a la conservación de la biodiversidad en paisajes antrópicos, ya que permite la recreación de flujos entre fragmentos de vegetación nativa.

La restauración ecológica implica la conversión de suelos dedicados a usos humanos (e.g. agricultura) en vegetación nativa, y requiere un enfoque holístico y multidisciplinario. La restauración requiere importantes inversiones de tiempo y dinero, y la aplicación de métodos de recuperación adecuados, así como el monitoreo a largo plazo del proceso. En este contexto, varios proyectos de restauración han fracasado, incluso cuando están fuertemente alentados por buenas intenciones, porque utilizan enfoques simplistas del problema, como en los casos en que se cree que la simple plantación de árboles puede resolver problemas socioambientales complejos, o cuando la restauración de un área pequeña se cree que impactará procesos ecológicos a escalas espaciales más amplias.

Junto a mis colegas y estudiantes, he buscado fomentar la restauración exitosa para la conservación de la biodiversidad mediante la realización de investigaciones sobre por qué, dónde y cómo restaurar. Con respecto al “por qué restaurar”, he estado recopilando evidencia del potencial de la restauración para generar múltiples beneficios para la biodiversidad y el bienestar humano, buscando aumentar la base de evidencia sobre cómo la restauración puede ser una solución pragmática para resolver problemas. He investigado dónde la restauración puede maximizar ciertos beneficios, mediante el desarrollo de modelos multicriterio para la priorización espacial. He desarrollado estudios a múltiples escalas, incluyendo estudios realizados en las cuencas hidrográficas de la región donde vivo, el bosque Atlántico de Brasil, la región Pantropical y todo el planeta.

Aunque importante, la definición de sitios prometedores para la restauración no implica que sus beneficios potenciales se obtengan automáticamente. Para ello, es necesario que el proceso de restauración se lleve a cabo de manera eficiente, recreando una estructura de hábitat adecuada para la recolonización de especies nativas, especialmente las más amenazadas, y la restauración de los procesos ecológicos involucrados en la contribución de la naturaleza a las personas. En este contexto, es fundamental elegir métodos de restauración adecuados al contexto biofísico y social en el que se realiza la restauración e implementar el método elegido mediante procedimientos operativos eficientes. Por esta razón, he realizado varias investigaciones sobre cómo restaurar, incluida la comparación de métodos de restauración en diferentes contextos socioecológicos (e.g., manejar la regeneración natural, plantaciones de árboles, nucleación) y explorar varias opciones para implementar y mantener áreas en restauración (e.g., uso de herbicidas, siembra directa, uso de especies arbóreas comerciales). Con frecuencia, he desarrollado innovaciones para la restauración, creando nuevos modelos para superar las diversas barreras ecológicas, sociales y culturales que restringen la restauración de ecosistemas a gran escala y amplían el menú de opciones que se ofrecerán a los tomadores de decisiones.

Finalmente, también he estado trabajando para desarrollar métodos innovadores y eficientes para el monitoreo de la restauración a gran escala, basados en el uso de las últimas innovaciones en detección remota y la integración de nuevas tecnologías en los procesos de toma de decisiones a nivel de comunidades, empresas, ONGs y gobiernos. En conclusión, he buscado desarrollar la restauración de ecosistemas como un uso de la tierra ecológicamente eficiente y económicamente viable que favorezca la inclusión social, en vista de la coexistencia equilibrada de los ecosistemas nativos con la agricultura y la ganadería en paisajes modificados. Sin duda, creo que la restauración puede ser una manera de redención de la humanidad en su relación con la naturaleza.

Referencias

  • Brancalion, P.H.S., Niamir, A., Broadbent, E., Crouzeilles, R., Barros, F.S.M., et al. 2019. Global restoration opportunities in tropical rainforest landscapes. Science Advances 5(7):eaav3223
  • Chazdon, R.L., Brancalion, P.H.S., Lamb, D., Laestadius, L., Calmon, M. et al. 2017. A policy‐driven knowledge agenda for global forest and landscape restoration. Conservation Letters 10:125-132.
  • Holl, K.D., Brancalion, P.H.D. 2020. Tree planting is not a simple solution. Science 368:580-581.

Reseña del autor

Pedro Brancalion. Agrónomo, profesor de forestería tropical en la Universidad de São Paulo, Brasil y vice-coordinador del “Pacto para la Restauración del Bosque Atlántico”. Mi investigación se centra en transformar la restauración en un uso de la tierra económicamente viable con mayor potencial para contribuir a la conservación de la biodiversidad y el bienestar humano. He participado como autor principal y editor revisor del IPBES, y soy parte del consejo científico de numerosos grupos de política ambiental en Brasil. He publicado >170 artículos revisados por pares, soy miembro de la Academia Brasileña de Ciencias, y recibí el Premio Bunge 2018 por servicios ecosistémicos en la agricultura. En 2020, fui incluido como parte de los 100.000 científicos más importantes del mundo.

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Erosión de la biodiversidad como consecuencia de la deforestación en el Bosque Atlántico de Brasil

Por: Deborah Faria, Eliana Cazetta, José Carlos Morante-Filho, Maíra Benchimol

Laboratorio de Ecología Aplicada y Conservación, Programa de Posgraduación en Ecología y Conservación de la Biodiversidad. Universidade Estadual de Santa Cruz, Ilhéus, Bahia, Brasil.

La deforestación es considerada el mayor impulsor del cambio de uso de la tierra, y conduce a la pérdida de especies y a la reestructuración de los ensambles biológicos en paisajes modificados por humanos. Esto es particularmente notable en regiones tropicales donde se concentra la mayor parte de la biodiversidad terrestre. Para comprender hasta qué punto la deforestación a escala de paisaje afecta las diferentes dimensiones de la biodiversidad (taxonómica, funcional y filogenética) en paisajes antropogénicos, nuestro equipo de investigación ha realizado estudios en fragmentos de bosque inmersos en paisajes contrastantes del bosque atlántico brasileño – uno de los “hotspots” de biodiversidad del planeta.

Figura 1. Un fragmento de bosque tropical inmerso en un paisaje deforestado en el Bosque Atlántico del Sur de Bahía, Brasil.

Nuestros estudios evalúan entre 20 y 40 fragmentos de bosque (Figura 1) inmersos en paisajes con cobertura forestal variable (5-80% de cobertura forestal). Dentro de cada fragmento hemos evaluado la estructura del bosque, y los patrones de diversidad de diferentes grupos biológicos (e.g., arbustos, árboles, escarabajos del estiércol, aves y mamíferos) y procesos ecológicos (e.g., herbivoría, dispersión de semillas, reservas de carbono, e interacciones planta-ave). Nuestros resultados indican que la deforestación a escala de paisaje promueve la reestructuración de los ensambles de especies dentro de los fragmentos de bosque remanentes, promoviendo cambios significativos en el funcionamiento del bosque (Figura 2).

Figura 2. La deforestación a escala de paisaje conduce a cambios profundos en la estructura, composición y funcionamiento de los remanentes de bosques maduros (A). Los fragmentos de bosque inmersos en paisajes con menor cobertura forestal (B), están dominados por árboles más delgados, de menor altura y menor densidad de individuos (1), y con mayor apertura en el dosel (2), lo que aumenta la cantidad de luz que entra en el fragmento y cambia el microclima del fragmento. Este cambio en las condiciones de luz influye en la supervivencia de las plantas jóvenes (3), reduciendo el reclutamiento de plántulas (4) y, por lo tanto, la diversidad (riqueza y abundancia) de especies tolerantes a la sombra, sin cambiar la diversidad de especies intolerantes a la sombra. La reducción selectiva en la diversidad de especies tolerantes a la sombra es mayor en los árboles jóvenes que en los adultos (5); cambios que explican la reducción estructural del bosque (6) y la erosión local de las reservas de carbono (7). El cambio en la composición de especies de plantas conduce a (8) una reducción de la biomasa y la calidad local de los frutos producidos en este bosque – situación que explica parcialmente la reducción de la diversidad local de aves forestales frugívoras (9), lo que lleva a una menor tasa de remoción de frutas y también el número de interacciones entre aves y plantas (10). La mayor representación local de plantas intolerantes a la sombra aumenta la abundancia de artrópodos frugívoros y, con ello, la tasa local de herbivoría.

A medida que avanza la deforestación, la estructura de la vegetación de los remanentes del bosque se reduce y se vuelve similar a los bosques secundarios, es decir, la densidad de árboles y el área basal se reducen, los árboles son más delgados y más pequeños, con una mayor concentración de vegetación en los estratos del bosque inferior mientras que la apertura del dosel aumenta (Figura 2). Tales cambios en las condiciones locales se traducen en interrupciones en el mantenimiento de la biodiversidad y los procesos ecológicos. Específicamente, la disminución de la densidad y riqueza arbórea está regida por una mayor pérdida de especies arbóreas que pueden tolerar bajos niveles de luz (i.e., especies tolerantes a la sombra) y que tienen semillas pequeñas y son dispersadas por animales. Esta descomposición en la diversidad de árboles es más pronunciada en los juveniles que en los adultos. Estos cambios promueven la modificación de la trayectoria sucesional del bosque en paisajes más deforestados. Si bien la abundancia de artrópodos herbívoros aumenta con la deforestación a escala del paisaje, los conjuntos de escarabajos peloteros divergen drásticamente en cuanto a estrategias dietéticas y tamaño corporal en comparación con los que se mantienen en paisajes muy boscosos y compuestos por baja densidad de bordes. La diversidad general de aves se mantiene en paisajes deforestados, aunque se produjeron dinámicas compensatorias, es decir, el reemplazo de especies dependientes del bosque por especies generalistas del hábitat en paisajes menos boscosos. Entre los mamíferos, la deforestación condujo a una disminución en la abundancia local de pequeños mamíferos, mientras que los conjuntos de murciélagos insectívoros aéreos mostraron más actividad en paisajes severamente deforestados.

La deforestación también cambia algunos procesos ecológicos clave. Por ejemplo, la captura de carbono dentro de los fragmentos es menor en paisajes más deforestados, y los fragmentos en estos paisajes producen menos biomasa de frutos y con menor calidad, lo que afecta a las especies frugívoras locales como las aves frugívoras. De hecho, los fragmentos en los paisajes deforestados tienen menos aves frugívoras y las redes ecológicas de plantas y aves son más simplificadas, lo que probablemente reduce la dispersión de semillas. Además, la simplificación de la estructura del bosque conduce a un aumento en el daño foliar por herbívoros en el sotobosque, y algunas familias de plantas sufren un aumento de hasta 5 veces en el daño foliar en paisajes más deforestados.

Un aspecto interesante que hemos observado en campo es que la relación entre la diversidad o el proceso ecológico y la pérdida de bosques no siempre es lineal. Con frecuencia observamos una fuerte disminución en biodiversidad en paisajes con <40% de cobertura forestal (umbral de extinción). Sin embargo, las especies más sensibles, como las aves forestales, requieren mayores porcentajes de bosque (~54%) para persistir en el paisaje.

Finalmente, nuestra investigación en el Bosque Atlántico nos ha permitido identificar algunos mecanismos importantes que operan en paisajes antrópicos. Por ejemplo, los cambios en la estructura del bosque alteran el régimen de luz, disminuyendo la idoneidad local para el establecimiento de especies tolerantes a la sombra, mientras que la diversidad de aves del bosque disminuye en paisajes deforestados como una respuesta combinada de la simplificación de la vegetación y la disponibilidad reducida de alimentos.

Por todo lo anterior, no cabe duda que la prevención de la deforestación es imperativa para salvaguardar las especies que habitan en los bosques. Si no frenamos la deforestación e incrementamos la cobertura forestal en los paisajes más deforestados, el funcionamiento y resiliencia de estos bosques tropicales se verán seriamente amenazados.

Referencias

  • Benchimol, M., Mariano-Neto, E., Faria, D., Rocha-Santos, L., Pessoa, M.S., Gomes, F. S., Talora, D. C., Cazetta, E. 2017. Translating plant community responses to habitat loss into conservation practices: Forest cover matters. Biological Conservation 209:499-507.
  • Morante-Filho, J.C., Arroyo-Rodriguez, V., Pessoa, M., Cazetta, E., Faria, D. 2018. Direct and cascading effects of landscape structure on tropical forest and non-forest frugivorous birds. Ecological Applications 28:2024-2032.
  • Rocha-Santos, L., Pessoa, M.S., Cassano, C.R., Talora, D.C., Orihuela, R.L.L., Mariano-Neto, E., Morante-Filho, J.C., Faria, D., Cazetta, E. 2016. The shrinkage of a forest: Landscape-scale deforestation leading to overall changes in local forest structure. Biological Conservation 196:1-9.

Reseña de los autores

Deborah Faria. Bióloga, con maestría y doctorado en Ecología. He realizado investigaciones sobre ecología y conservación de la biodiversidad en la Mata Atlántica del sur de Bahía, una de las regiones con mayor diversidad del planeta. A través de varios estudios colaborativos, he investigado la influencia de la pérdida de bosques en diferentes dimensiones de la biodiversidad y el papel potencial de la agrosilvicultura del cacao en la conservación de la biota en esta región. deborahuesc@gmail.com

Eliana Cazetta. Profesora  titular de la Universidad Estatal de Santa Cruz. Bióloga de campo, apasionada por las interacciones animal-planta, principalmente la dispersión de semillas. Actualmente busco comprender cómo las acciones humanas afectan las interacciones ecológicas. Madre de dos niños, que me encanta tanto como hacer ciencia. eliana.cazetta@gmail.com

José Carlos Morante Filho. Biólogo, con maestría y doctorado en Ecología y Conservación. Mi investigación busca comprender cómo los cambios en el uso de la tierra pueden afectar los patrones de diversidad de especies en paisajes antrópicos, en particular para entender los efectos directos e indirectos de la pérdida y fragmentación de los bosques sobre diferentes grupos ecológicos. jcmfilho9@hotmail.com

Maíra Benchimol. Profesora asistente de la Universidad Estatal de Santa Cruz. Bióloga con maestría y doctorado en Ecología. Apasionada por los bosques tropicales y la ecología del paisaje. Mi investigación tiene como objetivo comprender cómo la biodiversidad forestal se ve afectada a diferentes escalas por las actividades humanas, a través de estudios en la Amazonia y la Mata Atlántica. mairabs02@gmail.com

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Diseñando paisajes ideales para la biodiversidad y los humanos

Por: Víctor Arroyo-Rodríguez

Escuela Nacional de Estudios Superiores (unidad Mérida) & Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad (Morelia). Universidad Nacional Autónoma de México. victorarroyo_rodriguez@hotmail.com

Actividades como la agricultura y la ganadería están promoviendo la deforestación de los bosques alrededor del mundo. Dicha pérdida de bosques amenaza la supervivencia de un número cada vez mayor de especies, incluyendo nuestra propia especie. ¿Será posible diseñar paisajes ‘ideales’, que preserven biodiversidad y al mismo tiempo promuevan el bienestar humano? Décadas de investigación en ecología del paisaje demuestran que sí es posible (Figura 1). Los pasos a seguir son relativamente simples:

Figura 1. Esquema de un “paisaje ideal”, con al menos 40% de cobertura forestal, la mayoría distribuida en una gran cantidad de fragmentos de bosque pequeños. Los fragmentos están rodeados por tierras de alta calidad para la biodiversidad, con árboles dispersos y líneas de árboles (cercos vivos) limitando los terrenos. Las áreas abiertas, como los pastizales, cultivos anuales y asentamientos humanos, deben mantener remanentes de vegetación nativa en su interior para que sean más amigables con la biodiversidad. Modificado de Arroyo-Rodríguez et al. (2020).

Paso 1: Detener la deforestación

El primer y más urgente paso es detener la deforestación. La pérdida de bosque es considerada la principal amenaza para la biodiversidad. Por tanto, mantener los bosques no sólo es crucial para la supervivencia de las especies forestales, sino para preservar los bienes y servicios que estas especies proveen.

Paso 2: Aumentar la cubierta forestal

El segundo paso urgente es restaurar el bosque perdido. El bosque remanente en muchas regiones del mundo es insuficiente para asegurar el futuro de la mayoría de las especies. Por tanto, si queremos revertir la actual crisis de biodiversidad debemos redoblar los esfuerzos en restauración para aumentar la cobertura de bosque donde más se necesita. Pero ¿cuánto bosque deberíamos conservar para asegurar la supervivencia de la mayoría de las especies? Revisiones recientes sugieren que una cifra conservadora sería lograr que los bosques ocupen al menos el 40% de la superficie del territorio.

Paso 3: Preservar una gran cantidad de fragmentos de bosque pequeños

¿Qué hay de la configuración espacial del bosque? ¿Deberían los esfuerzos de conservación (paso 1) y restauración (paso 2) enfocarse en pocas áreas grandes, o en muchas áreas pequeñas? La literatura científica sugiere que una estrategia mixta, con algunas áreas forestales grandes y muchas áreas pequeñas, puede ser más efectiva. Los fragmentos de bosque más pequeños son muy valiosos. Incrementar su número en el paisaje no sólo permite conservar muchas especies, también permite reducir la distancia entre fragmentos, lo que facilita el movimiento de las especies (conectividad) a través del paisaje, aumentando la disponibilidad de hábitat y de recursos para las especies.

Paso 4: Mejorar la calidad de las tierras antropogénicas para la biodiversidad

El último, pero no menos importante paso es lograr que las tierras que rodean los fragmentos de bosque, como los campos de cultivo o los asentamientos humanos, sean más ‘amigables’ con la biodiversidad. Para ello, hay que reducir o eliminar la extensión de tierras dañinas para la biodiversidad, como las áreas descubiertas de árboles (e.g. latifundios de monocultivos anuales). Estas tierras reducen la disponibilidad de recursos para las especies y suelen ser bañadas con multitud de agroquímicos altamente tóxicos para plantas y animales. Por otro lado, debemos estimular prácticas de producción de alimentos adaptadas a las condiciones ambientales (e.g. suelo, agua, clima) de la región, para reducir los insumos (e.g. agua) y optimizar los rendimientos. También hay que fomentar el uso de “sistemas agroforestales”, donde los cultivos y/o animales domésticos son combinados con los árboles nativos en la misma tierra. Las plantaciones sombreadas de cacao, café, plantas ornamentales, cardamomo y yerba mate son buenos ejemplos, y existe mucha evidencia de su valor para la vida silvestre. Además de mantener árboles nativos en su interior, otra práctica ‘amigable’ con la biodiversidad es limitar las tierras con cercos vivos, setos o cortavientos. Existe un sinnúmero de artículos científicos demostrando el alto valor de conservación que tienen estas líneas de árboles en el paisaje. Por ejemplo, pueden funcionar como corredores ecológicos, y ofrecer muchos recursos, como alimento, agua, sombra y áreas de anidación.

Y los humanos, ¿Qué ganamos con estos cambios en el paisaje?

Los pasos propuestos aquí no son solo beneficiosos para la vida silvestre, también pueden mejorar el bienestar humano ayudando a mantener importantes bienes y servicios para las personas. Entre otros bienes, los fragmentos de bosque y los elementos arbolados en las tierras productivas pueden proporcionar madera, leña, forraje, plantas comestibles, carne y plantas medicinales para las comunidades locales. Además, el bosque proporciona servicios importantes, como la regulación de las condiciones climáticas, el mantenimiento de la cantidad y calidad del agua, la polinización de los cultivos y el control biológico de plagas. Por todo lo anterior, no cabe duda que hoy contamos con suficiente información científica para diseñar e implementar escenarios de paisajes óptimos tanto para la vida silvestre como para los humanos. Los cuatro pasos discutidos aquí no son excluyentes, sino complementarios. Por tanto, los resultados serán más deseables si se implementan los cuatro pasos simultáneamente. Sin embargo, algunas regiones, como la Amazonía, deben enfocarse en detener la deforestación, mientras que otras regiones, como Los Tuxtlas, deben enfocarse en recuperar la cobertura arbórea perdida y mejorar la calidad de la matriz, y otras, como el bosque Atlántico de Brasil requerirá una combinación de pasos.

Referencias

  • Arroyo-Rodríguez, V., Fahrig, L., Tabarelli, M., Watling, J.I., Tischendorf, L., Benchimol, M., Cazetta, E., Faria, D., Leal, I.R., Melo, F.P.L, Morante-Filho, J.C., Santos, B.A., Arasa-Gisbert, R., Arce-Peña, N., Cervantes-López, M.J., Cudney-Valenzuela, S., Galán-Acedo, C., San-José, M., Vieira, I.C.G., Slik, J.W.F., Nowakowski, J., Tscharntke, T. 2020. Designing optimal human-modified landscapes for forest biodiversity conservation. Ecology Letters 23:1404-1420.
  • Arroyo-Rodríguez, V., Arasa-Gisbert, R., Arce-Peña, N., Cervantes-López, M.J., Cudney-Valenzuela, S.J., Galán-Acedo, C., Hernández-Ruedas, M.A., Rito, K. F., San-José, M. 2019. Determinantes de la biodiversidad en paisajes antrópicos: Una revisión teórica. En: Moreno, C. E. (Ed.) La biodiversidad en un mundo cambiante: Fundamentos teóricos y metodológicos para su estudio. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo y Libermex. Ciudad de México, pp 65-112. ISBN: 978-607-98479-3-7.
  • Melo, F.P.L., Arroyo-Rodríguez, V., Fahrig, L., Martínez-Ramos, M., Tabarelli, M. 2013. On the hope for biodiversity-friendly tropical landscapes. Trends in Ecology and Evolution 28: 461-468.

Reseña del autor

Víctor Arroyo Rodríguez. Investigador Titular C de la Universidad Nacional Autónoma de México desde 2010. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (nivel III). En 2014 recibí el premio “Distinción Universidad Nacional para Jóvenes Académicos” de la UNAM. Mi investigación se enfoca en entender los factores que determinan el mantenimiento de la biodiversidad en paisajes tropicales fragmentados, y está orientada a generar conocimiento y teoría que sirva de base para diseñar estrategias de conservación de especies en estos paisajes.

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