Biodiversidad Funcional

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BIODIVERSIDAD FUNCIONAL •

Blga. M.Sc. Sandra Mino

Actividad humana

Biodiversidad

- Func Funcionam ionamiento iento de los los ecosistemas - Capa Capacidad cidad de gener generar ar servicios Bienestar humano

- Camb Cambio io de uso de suel suelo o - Alter Alteración ación de de ciclos ciclos biogeoquimicos - Des Destru trucci cción ón y fragmentación del hábitat - Introd Introducció ucción n de sp exótic exóticas as - Alter Alteración ación de condicio condiciones nes climáticas

Conceptos de Biodiversidad Funcional 7

•

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La biodiversidad funcional ha sido definida de múltiples maneras; Número de grupos funcionales representados por las l as especies en una comunidad Variedad de las interacciones con los procesos ecológicos a diferentes escalas espacio-temporales Rango y valor de los caracteres de los organismos que influyen sobre el funcionamiento ecológico Tipo, rango y abundancia relativa de los caracteres funcionales presentes en una comunidad

Que es la Biodiversidad? 4

     

Numero Abundancia Composición Distribución espacial Caracteres funcionales Interacción entre sus componentes

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Diferentes componentes de la biodiversidad pueden verse afectados por algunas actividades humanas (representadas mediante flechas), con consecuencias negativas sobre el funcionamiento de los ecosistemas y la provisión de servicios a los seres humanos. Hay que notar que la intervención antrópica también puede tener efectos positivos sobre el funcionamiento de los ecosistemas y la conservación de la biodiversidad.

Que es la Biodiversidad Funcional? 5



La pérdida de alguno de estos componentes de la biodiversidad puede tener distintos efectos en el funcionamiento de los ecosistemas y, por tanto, en el suministro de servicios hacia la sociedad.

Funcionamiento ecológico

Biodiversidad

Que es la Biodiversidad Funcional? 5

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Grupo funcional; grupo de especies que tienen un papel semejante en el funcionamiento de los ecosistemas o respuestas similares a factores ambientales.



Especies claves;



especies dominantes dentro de un grupo funcional,



únicas representantes de grupos funcionales,



especies cuyos efectos top-down sobre diversidad especifica o procesos competitivos son son relativamente importantes dentro dentro de un grupo funcional.

Caracteres funcionales: la base del enfoque funcional 9





Carácter funcional; rasgo morfológico, fisiológico o fenológico que puede ser medido en un organismo y el cual se encuentra relacionado con un efecto sobre uno o más procesos ecológicos o con una respuesta a uno o más factores ambientales. El valor obtenido para un determinado carácter funcional en un determinado lugar y momento es denominado atributo (Lavorel et al., 1997). Dentro de una misma especie, el carácter funcional puede mostrar diferentes atributos a lo largo de diferentes gradientes ambientales o en diferentes momentos.

Caracteres funcionales 10

•

podemos distinguir entre:



Caracteres de efecto, que afectan un proceso o propiedad ecológica,

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Caracteres de respuesta, que determinan la respuesta de una especie a un factor ambiental, incluyendo recursos, condiciones climáticas y perturbaciones.

Propiedades y Servicios de los procesos de los ecosistemas ecosistemas

Caracteres funcionales

Comentarios

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Mantenimiento Mantenimiento de un clima favorable para los humanos (p.ej. Salud humana, cos echas, etc.) etc.)

Intercambio Intercambio de ene rg ía cal óric a y rugosidad de la cobertura terrestre

Tam añ o d e la p lan ta Estructura del dosel Longevidad de la planta y de la hoja Estructura de la hoja

Plantas Plantas g randes, siempreverdes, con arquitecturas co mp lejas , absor ben más en ergía, aumen tan l a rugosidad, y aum entan el calor atrapado. atrapado. Caracteres de las ho jas (p. ej. cub iertas, orientación, long evidad) influ yen en la abso rción d e energía.

Mantenimiento Mantenimiento de un clima favorable para los humanos a t ra v é s d el secuestro de carbono fuera de la atmósfera

Retención de carbono en biomasa y m ateria ateria org ánic a del su elo

Tam añ o d e la p lan ta Den si da d d el le ñ o Prof un did ad d e raíces Longevidad de la planta y de la hoja Textura Textura y co ntenido de macronutrientes de la hoja

Plantas gr andes, lon gevas, co n leñ o d enso y tasas lentas de descom posición, favorecen la retención retención d e carbono en biomasa. Plantas co n raíces p rofun das favo recen la retenc ión de carbo no en las c apas más pro fund as y estables del suelo.

Regulación de la cantidad y calidad de agua disponib le para humanos, animales útiles y cultivos

Evapotranspiració n Estructuración Estructuración del suelo por el sistema radicular

Tam añ o d e la p lan ta Área de la hoja Profundidad y arquitectura de r a íc e s

Plantas gr andes, co n g randes hojas y raíces profundas tienen mayor tasa de transp iración, iración, influyendo sob re la disponibilidad de agua en el suelo y sobre el clima local. Sistemas radiculares radiculares densos y profund os favorecen la retención retención de agu a en el perfil del su elo.

Servicios de los ecosistemas

Propiedades y procesos de los ecosistemas


Comentarios

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Formación y mantenimiento de su elo s f é rt il es

Descomposición Retención Retención del suelo por el sistema radicular

Disfrute pa is ajíst ic o

Recreac ión (p.e. (p.e. caza depor tiva) Abastecimiento (p.e. ganado, caza d e subsistencia)

Herbivorismo por ungulados

Profundidad y arquitectura de r a íc e s Longevidad de la planta y d e la hoja Textura Textura y con tenido de macronutrientes de la hoja

Hojas tiernas, ricas en macronu trientes y de corta vida se d escom pon en m ás r ápidam ente y aumen tan la disponibilidad de n utrientes en el suelo. Hojas esclerófilas, esclerófilas, pobres en m acronutrientes, reducen la disponibilidad de nu trientes trientes pero brindan mejor capacidad d e retención retención de agua en el suelo. Plantas Plantas perennes, con sistemas radiculares densos y profundo s, retienen retienen mejor el suelo y controlan procesos erosivos.

Tama ñ o y número de f lo res Color de flores y follaje

Flores grandes con colo res llamativos o la variedad variedad cro mátic a de fl ores y h ojas (col ores oto ñ ales) se asoci an con mayo r dis frute paisajístico .

Arquitectura del dosel Estructura y composición qu ími ca d e las ho jas

Plantas Plantas de follaje conc entrado en los estratos bajos, de hojas tiernas y ricas en nutrientes, favorecen favorecen el h e r b i v o ri ri s m o p o r u n g u l a d o s .

Caracteres funcionales 13

No todas las especies juegan el mismo papel en el funcionamiento del del ecosistema:  Atributos funcionales, relativa de los atributos a nivel de la comunidad.  abundancia relativa El tipo de atributos funcionales de las especies dominantes refleja: (disponibilidad de agua,  Factores ambientales selectivos más importantes (disponibilidad temperatura, herbivoría, etc.)  Influencia sobre la tasa y magnitud de los principales procesos de los ecosistemas. Las especies minoritarias o subordinadas pueden afectar el funcionamiento del ecosistema a más largo plazo, ya que pueden aumentar en abundancia tras un cambio en las condiciones ambientales, actuando como una fuente de futuros colonizadores, colonizadores, o pueden modular la abundancia de las especies dominantes. •

•

•

Potencial agente de perturbación

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Respuesta a posibles agentes de perturbación en el suelo

Pastoreo


Historia de vida Tam añ o d e la p lan ta Arquitectura Tam añ o d e s em il la Forma de semilla

Incendio

El pastoreo favor ece a las las especies an ua les , de p equ eñ o tam añ o , arq u itec tu ra en ro seta o esto lon ífera, y s emillas p eq u eñ as

La roturación favorece a las las especies con arquitectura en roseta y con semillas p eq u eñ as

Labranza

Resistencia a incendios

Comentarios

Groso r de la corteza Estructuras con capacidad de r eb ro te (ra íce s o tallos) Flores pirófilas pirófilas Con os ser ot ino s (p iñ as) Semillas pirófilas pirófilas

Cortezas gruesas protegen el sistema v a s c u l ar ar d e l o s In c e n d io io s . La capacidad d e rebrote permite a la especie persistir tras un incend io. Banc os de semillas persistentes, e s p e c i es es s e r o t i n as as o e s p e c i es es c o n floración o germ inación pirófila se ven f av a v o r ec e c i d as a s c o n l o s in in c e n d io io s

Resiliencia y diversidad funcional 15



Resilencia; capacidad de un ecosistema de absorber perturbaciones y reorganizarse reorganizarse mientras está experimentando o tras experimentar cambios, manteniendo su estructura, funcionamiento y mecanismos de auto-regulación (Walker et al., 2004):

 

Fuente de resilence; presencia de diferentes grupos funcionales Redundancia funcional; presencia de más de una especie dentro de cada grupo funcional

Sp

Grupo Funcional

Sp Redundancia Funcional Sp

Resilencia

Sp

Sp

Redundancia Sp Funcional

Sp

Sp

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Diversidad funcional y bienestar humano 16

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La biodiversidad funcional, al afectar a las la s propiedades y el funcionamiento de los ecosistemas, repercute directa o indirectamente en los beneficios que las sociedades humanas obtienen de ellos en forma de servicios.






Funcionamiento Ecológico: o conjunto de procesos ecológicos, en inherente a las propiedades intrínsecas de los ecosistemas. Funciones de los ecosistemas: potencialidad de generar servicios implicando a la dimensión social.

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Biodiversidad

Bienestar Humano

Sistema SocioEcológico •Fertilidad de los suelos •Existencia de aguas limpias •Fuente de alimentos •Fuentes de medicinas •etc


La toma de decisiones en relación a la gestión de los recursos afecta todo el ecosistema.


“La conservación de la diversidad en los sectores humanos desfavorecidos, no es una opción, pero una condición para su supervivencia”

Valoración de los servicios de los ecosistemas 18

Capital Natural: ecosistemas con integridad ecológica y aptitud para lidiar con las perturbaciones y con la capacidad de generar flujo de servicios al ser humano mediante el mantenimiento de sus funciones

Valoración de los servicios de los ecosistemas 18

Cualquier proceso que pretenda una valoración integral de las funciones y servicios de los ecosistemas debería incluir tres tipos de valor:  Ecológico (diversidad funcional)  Socio-cultural (diversidad funcional) d e uso y el de  Monetario (demanda de servicios ): valor de no-uso •

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Valoración de la diversidad funcional 18

Valor Monetario o valor económico;  Valor de uso: Beneficio obtenido directamente de la biodiversidad.  Valor de no-uso: Asociado a la satisfacción personal determinada del conocimiento de que determinadas sp o ecosistemas existen.

Valor Económico de la Biodiversidad

Sistemas Económicos – Economia Ambiental 18

• La econ econo omía ambient ental consider dera los los recu ecursos natura urales (gas, petróleo, peces, bosque) y la calidad ambiental, servicios ambientales y la naturaleza como recursos escasos. “Pareto Eficiente”

Sistemas Económicos – Economia Ambiental 18

• Para la economía ambiental el sistema económico es un cir circuit cuito o cer cerrado rado y perm perman anen ente teme ment nte e equi equili libr brad ado. o. • Productores-Consumidores • Prec Precios ios-- Prod Produc ucció ción n • Valor-Consumo

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Valor Económico 18

Economía ambiental y economía ecológica 18

Indicadores de Sostenibilidad 18

• Utiliza indicadores monetarios para valorar y evaluar los impactos de la economía sobre el medio ambiente, así como también para evaluar los beneficios de las actividades de conservación, protección, preservación o restauración de los recu recurrsos sos natu natura rale les s y ambi ambien enta tale les s

Unidad de medida? 18

No valora un ecosistema ni la calidad del aire sino el bienestar que se deriva de la existencia de ese ecosistema o de esa determinada calidad de aire.

EL BIEN BIENEST ESTARAR- NO EL DINERO DINERO

Manejo de Ecosistemas

Manejo de los Ecosistemas 18

• Integración del mantenimiento de la biodiversidad y el manejo de recursos naturales en ecosistemas modificados • Manejo de la biodiversidad en ecosistemas cultivados y construidos • Restauración de la ecología

Ecosistemas Modificados 18

Producción de materias primas que modifican los ecosistemas: • Madera (Bosques) • Ganado (Pastoreo de ganado) • Pesca

Bosques 18

• Cubren menos del 6% de la superficie total de la tierra • Son el hábitat de la mayoría de las especies conocidas en la tierra • Se ha perdido mas áreas de bosque de las que se han podido expandir • La mayoría de los bosques no son parte de reservas naturales, dejándolos disponibles para la tala y otros usos

Am enaza la Biodiversidad

Alternativa sustentable para la p r o d u c c i ón ón d e Materia Materia prim a

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Manejo integrado de bosques y mantenimiento mantenimiento de la biodiversidad: •Estructura etaria •Patrones espaciales •Composición de especies

Estructura Etaria 18

• Bosques nuevos de estructura etaria pareja (eventos o catastrofes) •Bosques antiguos de estructura etaria dispareja La conservación de la biodiversidad requiere la existencia de una balanceada distribución de clases de edades.

Estructura Etaria 18

•Bosques de estructura etaria dispareja en zonas donde los árboles mueren en grupos pequeños • Paisaje con diferentes bosques de estructura etaria pareja (jóvenes, adultos, viejos), en lugares donde la perturbación a gran escala ocurre en grandes áreas. • Combinación de los dos escenarios anteriores, por perturbaciones a gran escala que produjeron un bosque de estructura etaria pareja en la que predominaron perturbaciones de pequeña escala.

Conflicto entre biodiversidad y producción maderera 18

•Los árboles alcanzan la talla optima de corte mucho antes de morir (árboles y bosques viejos son poco comunes) Diversidad de especies que dependen de los árboles moribundos y/o muertos? Valor ecológico: refugio para aves y mamíferos, alimento de invertebrados, sustrato de hongos, guardería de nuevas generaciones de árboles, etc

Existe una solución? 18

Permitir que algunos árboles envejecer y morir •En escalas menores: identificar individuos •Escalas intermedias: apartar pequeños parches de bosque o no talar las zonas riparianas (protección de los ecosistemas acuáticos y corredores de comunicación) •Escalas mayores: creación de reservas ecológicas

Patrones Espaciales 18

• Causas naturales o antropogénica pueden causar variaciones que pueden ir desde la falta de un árbol, hasta la desaparición de varias hectáreas de bosque • Tala de escala menor • Tala de escala mayor

Que haría? 18

•Imagine una comunidad apartada para la cual la producción maderera es la única fuente de ingresos, mediante la tala de 1000 árboles/año y cerca de la comunidad hay un bosque de 1000 ha de árboles adultos. El tomador de decisiones tiene 3 opciones: 1.Cortar un árbol de cada ha 2.Cortar los 1000 árboles en tala masiva de 10 ha 3.Cortar 10 parches de 1 ha que contengan 100 árboles

Composición de especies 18

La rentabilidad de un bosque dependerá de las especies que lo integren • Costo de la madera • Productividad de la especie maderera Control de las especies que integran los bosques mediante siembra controlada

Solución 18

“Reforestar con especies nativas del bosque en particular”

Pastoreo de ganado 18

El conjunto de áreas ganaderas representa el 25% de la cobertura total de la tierra •Pastoreo nativo: usar especies de ganado que sean similares a las nativas de un ecosistema en particular. •Patrones de pastoreo nativo: usar los patrones tempoespaciales del pastoreo nativo para los sistemas de pastar del ganado

Importancia de controlar el Pastoreo de ganado 18

•El sobrepastoreo puede causar la formación de parches áridos paisaje. •Disminución de biota herbívora en relación a la abundancia de ganado. •Reducción de las reservas de carbohidratos durante las épocas de crecimiento de la biota vegetal.

Importancia de controlar el Pastoreo de ganado 18

•Producir cambios profundos en la estructura de la vegetación y en su distribución espacial. •Si el sobrepastoreo continua la biota vegetal es reemplazada por nuevas especies que serán menos agradables en sabor o tendrán mayor tolerancia al pastoreo.

Regímenes de perturbación natural 18

• Incendios, inundaciones, sequías, tornados, etc • Control de predadores • Manejo de competidores

Pesquería 18

• Usualmente manejada por agencias de gobierno • Comercial • Subsistencia • Recreacional Cuando, donde, artes de pesca, cantidad de peces y tallas

Pesquería 18

Objetivo tradicional en el manejo de pesquerías •Optimizar la producción sustentable de la especie deseada •Mantener un alto nivel de población (al menos la mitad que en condiciones naturales)

Manejo Ecológico 18

Manejo de recursos naturales Procesos Naturales Mantenimiento de la biodiversidad

Ecosistemas Cultivados 18

Perdida de la Biodiversidad •Transformación de áreas naturales y seminaturales en cultivos • Aumento Aumento de la población humana •Incremento en la demanda de productos de cultivo

Factores que ayudan a conservar la biodiversidad 18

La interacción entre conservacionistas y agricultores: •Presencia de parches de vegetación natural Estrategia: Variedad de sp de cultivo en una misma área (evitar el monocultivo!!!) Tendencia: cultivo de subsistencia → cultivos comerciales

Factores que ayudan a degradar la biodiversidad 18

•Uso irracional de insecticidas, herbicidas y fungicidas (practica común – común – afecta a todas las sp) •Exterminio de vertebrados comunes en las áreas de cultivo, pero en peligro de extinción. Ej: un agricultor africano cuyo cultivo es asaltado por elefantes africanos

Perspectiva Económica 18

• Subsidios Gubernamentales por el cumplimiento de practicas responsables • Escrituras de conservación de derechos de uso (Conservation Easements)

Ecosistemas Construidos 18

Interacción entre la sp humana y otras >

Riqueza de sp > heterogeneidad física del ambiente Diferenciación

genética entre sp de ciudad y sp de campo (adaptación genética)

Importación

y exportación de materia y energía

Importación y exportación 18

•Desechos sólidos •Contaminantes líquidos •Contaminantes gaseoso •Combustibles fósiles •Electricidad • Alimento Alimento •Materiales de construcción

Que hacer? 18

•Disminución de la polución en las ciudades •Control en el uso de los recursos •Reciclaje •Impulsar la jardinería de especies nativas •Etc.

Para resumir…. 18

•El manejo de ecosistemas requiere •Protección de ecosistemas naturales en reservas •Conservación de la biodiversidad + producción sustentable en E. modificados y seminaturales •Manejo de ecosistemas cultivados y construidos Los ecosistemas modificados deben proveer de habitat y ser una una conecció conección n entre entre reserv reservas as

Para resumir…. 18

•Los E. cultivados cultivados proveen proveen habitat habitat para muchas muchas sp, sp, pero no las que están en peligro •Los E. construidos deben ser agradables y productivos para liberar presiones sobre ecosistemas menos o no intervenidos

Restauración de Ecosistemas a m e t s i s o c E l e d n ó i c n u F

mejoramiento Cualquier actividad

que aumente el valor de un ecosistema, incluso si no ha sido Ecosistema Original intervenido restauración Búsqueda de un estado antropogenicamente. remplazo Crear un nuevo ecosistema idealizado para un en el área rehabilitación Vinculado al ecosistema, del anterior (ecosistemas terrestres →generalmente aprovechamiento de más vinculado la humedales). recursos naturalesay/o Ecosistema que se restaura conservación dea mantenimiento de susu propio abandono ritmo. biodiversidad funcionalidad en términos Ecosistema Degradado de mantener los bienes y servicios ambientales que éste puede ofrecer. abandono

Estructura del Ecosistema Fuente: Bradshaw 1984

Mitigación de impacto antropogénica 18

Evitar

el impacto; reubicación del impacto.

Restauración

del sitio o rehabilitación luego del

impacto. Si

el impacto es permanente, otra área degradada cercana debe ser restaurada para reemplazar a la primera. Quien

produce el impacto debe adquirir y proteger permanentemente hectáreas de ecosistemas naturales por cada ecosistema perturbado.

6 pasos para Restaurar un Ecosistema 18

1. Plantear un objetivo: restaurar o rehabilitar? •Naturaleza dinámica del ecosistema. •Historial de degradación. •El estado natural de un ecosistema es un objetivo en movimiento (cambio climático, cambio en el rango de las sp, etc). Respuestas éticas (que queremos?) y técnicas (que exactam exactamente ente hace hace luscan luscan asi)


2. Determinar la estrategia y los métodos •Los ecosistemas no solo son “mas complejos de lo que pensamos”, son mas “complejos de lo podriamos llegar a pensar” •Entender la complejidad de los ecosistemas


2. Determinar la estrategia y los métodos •Elaborar un plan de manejo con criterio experto Ing. Civiles + paisajista + horticultores + Sociólogos Ventaja: proporcionar educación publica + empoderar


3. Remover la fuente de degradación “No podemos recuperarnos de una puñalada, sin antes retirara el puñal” •Especies exóticas (Islas) •Eliminación de la fuente de degradación previo al inicio de las restauración


4. Restauración del ambiente físico •Fácil: restituir el sustrato de los arrecifes de coral •Difícil: Restauración de ecosistemas terrestres y humedales Erosión; estabilización

o

Contaminación → Remplazo: > costos importación; agotamiento agotamiento del suministro o

→ Reconstrucción: > costos > tiempo


•Difícil: Restauración de ecosistemas de régimen hidrológico Cambio en el manejo de las estructuras de control de flujo o

→ Sustitución; represas, diques, canales, etc → Remoción


5. Restauración de la biota “En el tiempo las sp. Recolonizaran un ecosistema restaurado” • Reubicación de especies → acelerar el proceso para ofrecer el habitat para las sp. animales •Pro: propiciar la migración de sp animales •Con: sobrexplotación del área fuente original •Condición: sp provenientes de ambientes similares al original


Condición: sp provenientes de ambientes similares al original • 2 aproximaciones; → Sp nativas (conservadora) → Sp equivalentes ecológicamente a las sp preexistentes


6. Ser pacientes Puede tomar mucho tiempo reintroducir organismos, incrementar poblaciones, producirse la colonización de sp, etc Mientras tanto…. MONITORICEMOS!!!

Biodiversidad Funcional

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