gestión adaptativa de recursos naturales y ecosistemas

CAESCG (UAL) 28.01.2011

Pablo Fernández MéndezLaboratorio de Ecología Espacial (IMEDEA)

Gestión Adaptativa de Recursos Naturales y Ecosistemas

Oportunidades y Retos a Nivel Institucional

Contenidos

• ¿Para qué?• Evaluación y gestión adaptativa• Casos de implementación en la Columbia Británica (y

Doñana)• Conclusiones

¿Para qué?

• Abordar la toma de decisiones dada la complejidad adaptativa de los ecosistemas

• Mejorar la evaluación ambiental por equipos multidisciplinares, y la comunicación y la transferencia de conocimiento

• Más tarde en el tiempo: desarrollarla como una alternativa a formas tradicionales de gestión de recursos naturales y ecosistemas

La gestión adaptativa en el tiempo

Desarrollomatemático

1960’s

Predador/presaRespuesta funcional

Dominio y controlPatología gestión

RRNN

Conceptualización

MEEResiliencia

Talleres

1969

GIRLS

1973

Talleres

AEAM

1978

Expansión

Avances en modelado

Ciclo adaptativo

1986

Estudios de caso

1995

Nivel regionalCiclo adaptativo

Expansión

PanarquíaCiclo adaptativo

Conceptualización

1996 2002

Aplicación práctica

Publicacionescolaborativas

2000’s

Asentamiento

Stockholm RCGestión de la

resiliencia

2007

Ciclos de desarrollo teórico y evaluación empírica

¿Para qué? – Complejidad adaptativa

• La incertidumbre es inevitable, las implicaciones para la teoría y la gestión son enormes

• Los ecosistemas son entidades momentáneas en pausa en tránsito hacia diferentes estados (lapsos cortos y tiempo evolutivo)

• Resiliencia equilibrio vs. Resiliencia ecosistémica (Holling 1973)

• Existe evidencia de múltiples estados estables, aunque son difíciles de demostrar

Desarrollomatemático

1960’s

Predador/presaRespuesta funcional

Conceptualización

MEEResiliencia

Talleres

1969

GIRLS

1973

Talleres

AEAM

1978

Expansión

Avances en modelado

Ciclo adaptativo

1986

• Dominios de estabilidad

• No linealidad / umbrales

• Resiliencia ecosistémica

• Incertidumbre

• Algunos ejemplos

Múltiples estados estables

(Scheffer et al. 2001 Nature)

Lagos someros


Aguas claras

Ricos en vegetación

Aguas turbias

Ricos en fitoplancton

Plantas incrementan la claridad, reduciendo la biomasa de fitoplancton y la turbidez auto-estabilidad- Reducción de nutrientes de la columna de agua- Protección de los predadores del fitoplancton (Daphnia) frente a sus propios predadores (peces)- Prevención de la resuspensión de sedimentos

Peces son claves en el mantenimiento del estado alternativo - Control de Daphnia en ausencia de vegetación- Aumento concentración nutrientes y biomasa algal- Eutrofización (a veces el trigger es antrópico)- Pérdida de vegetación y biodiversidad animal

Marisma de Doñana

• Factores clave:

- Vegetación sumergida- Aves acuáticas (herbívoras y flamencos desestabilización del

sedimento en aguas claras, procesos de dispersión-colonización plantas e invertebrados acuáticos en aguas turbias)

- Ciclo hidrológico (driver a gran escala)

Bosques templados

(Ludwig, Jones and Holling 1978 / Peterson 2011 TSF)

Baja densidadChoristoneura

fumiferana

Alta densidadbrote

Tras un brote- Vuelta a las condiciones de baja densidad de gusano- Bosque degradado- Dosel maduro, alta probabilidad de fuego en años secos

Baja alta densidad- Crecimiento forestal y aumento de la densidad de gusano- Disminución de la resiliencia del estado de baja densidad- Mayor probabilidad de alta densidad debido a fluctuaciones- Crecimiento del dosel, disminución de la intensidad de predación

Zonas semiáridas


Zonas con vegetación

Zonasdesiertas

Presencia de cubierta vegetal / ambiente húmedo- Permite absorción del agua por las capas superiores del suelo y su asimilación por las plantas- Gran escala (Sahel/Sahara): ausencia de vegetación previene la precipitación

Pérdida de la cobertura vegetal / ambiente seco- Aumento de escorrentía, el agua penetra rápidamente el suelo lejos del alcance de las raíces- Escorrentía y erosión eliminan la capa más fértil de suelo y crean un ambiente hostil para recolonización- Gran escala: la ausencia de vegetación inhibe la precipitación

Incertidumbre – tres tipos básicos

• Incertidumbre pura:

- Respuestas desconocidas y sorpresas que emergen de la complejidad y el carácter dinámico de los ecosistemas

- Respuestas desconocidas de estos a las perturbaciones (catástrofes antrópicas o naturales) que no tienen precedentes

• Incertidumbre basada en el desconocimiento: conocimiento incompleto acerca de los principios sobre los que los modelos de funcionamiento ecológico tienen que ser construidos (¿variables?)

• El error: datos pobres, series históricas incompletas, sesgos de muestreo, errores analíticos…

(Hilborn 1987)

¿Para qué? – Evaluación ambiental multidisciplinar, comunicación y transferencia de conocimiento

Principales problemas

• Atomización de la evaluación – desintegración de tareas o subcontratación del trabajo (no trabajo de equipo)

• Creación de equipos interdisciplinares demasiado grandes – resultados demasiado complejos, poco aplicados al problema de gestión, demasiado detallados y difíciles de entender

• Comunicación y transferencia de conocimiento – Mito de la Máquina

¿Para qué? – Alternativa a modelos tradicionales

La gestión adaptativa en el tiempo

• Caracterización de las formas tradicionales de gestión

• Asunción equilibrio único (“clímax”), estabilidad global y capacidad de carga fija

• Reducción de variabilidad de los sistemas afectados – incremento de predecibilidad y estabilidad, y validez para satisfacer las necesidades humanas (bienes y servicios) – maximización de la rentabilidad de la inversión

Dominio y controlPatología gestión

RRNN

Estudios de caso

1995

Nivel regionalCiclo adaptativo

Conceptualización

1996

Conclusiones

• En todos los casos de estudio aparecía el mismo patrón:

- Definición limitada y escasa de los problemas, aplicando los métodos correctivos más coste-efectivos

- La evolución, de forma desconocida, del sistema

- Cambios lentos y no detectados, y disminución de la resiliencia, en general, debida a una disminución de la heterogeneidad espacial

- En definitiva, las expectativas de certidumbre se convertían en sorpresas y crisis

(Light et al. 1995, Holling and Meffe 1996)

Ejemplos

• Monocultivos vs. bosque primario un monocultivo es más sensible a los efectos de las sequías, las inundaciones, las plagas o las variaciones en el mercado

(Holling and Meffe 1996)

Ejemplos

• Disminución de la variación del flujo lateral natural en grandes estuarios (inundaciones periódicas de planicies aluviales) pérdida de resiliencia del sistema ribereño social y ecológico combinado, a los eventos extremos climáticos o externos (Mississipi, Doñana)

(Holling and Meffe 1996, Méndez et al. in prep)

Contenidos



Evaluación y gestión adaptativas

• Frente a la complejidad y la incertidumbre:

- ¿Cómo se puede definir un problema para que sea gestionable?

- ¿Cómo se puede aplicar el conocimiento experto de la mejor forma posible?

- ¿Cómo pueden se pueden transferir de forma efectiva a la gestión y al público los resultados o recomendaciones?

(Holling 1978)

Un modelo heurístico y general

0. Inicio – formación equipo

• Grupo núcleo (analistas, y expertos y gestores clave)- Organización talleres- Modelado y análisis intensivos

• Grupos de expertos por disciplinas- Investigación interdisciplinar- Recopilación información (publicada yplanes investigación)

• Gestores y decisor alto nivel

(Holling 1978, Walters 1986, Lee 1993)

Un modelo heurístico y general1. Reunión preliminar

• Grupo núcleo

• Outline del problema- Ámbito y foco- Determinación preliminar de los límites- Rango de objetivos de gestión (p.ej.maximización económica vs. preservación)

• Sistematización (a priori) de laparticipación

• Selección de la estrategia, las técnicas y la tecnología para el modelado

• Determinación (a priori) delas responsabilidades

• Forma general del modelo

• Previsión de alternativas al proceso


2. Primer taller (2-3 días)

• Grupo núcleo, expertos, gestores ydecisor último

• Definición y delimitación del problema- Límites geográficos- Análisis institucional - Objetivos de gestión - Resolución espaciotemporal

• Selección de variables e indicadores“Looking outward”

• Diseño del marco del modelo

• Necesidades de información

• Outline de los planes de investigación

Puntos clave

• Toda la información y materiales necesarios para desarrollar el modelo deben ser identificados (estructura del modelo y estimas apróximadas de los parámetros)

• Firme entendimiento por el grupo núcleo de los datos necesarios para la modificación y refinamiento del modelo (sensible al problema de gestión)

• Implicación máxima del decisor último (que es el que seguramente haya encargado la evaluación o recibirá las recomendaciones de gestión del proyecto)

• Los expertos comienzan a desarrollar un sentido sistémico de su sub-modelo (“outputs”, situación con respecto al sistema completo) y una apreciación del problema de gestión

• Liderazgo para organizar, coordinar y facilitar los talleres (modelado, discusiones, etc.)


2 3

• Grupo núcleo:- Desarrollo de la primera versiónfuncional del modelo- Estrategias de gestión alternativas(policies) para comparar

• Grupos expertos:- Recopilación de información existente- Borradores de planes de investigación (información inexistente)

Un modelo heurístico y general3. Segundo taller (2-3 días)

• Grupo núcleo y grupos expertos.

• Antes del taller: incorporaciónla información existente en elmodelo

• Taller dedicado a comunicación intensiva

• Ejecución del modelo, exploracióny evaluación de alternativas yescenarios c/gestores y decisoresclave

• Revisión colectiva de los planesde investigación y versión final

• Conjunto final de opciones deopciones de gestión

•Modelo incompleto, planes deinvestigación aún no ejecutados


3 4

• Grupo núcleo

• Simplificación, validación y evaluación del modelo

• Incorporación progresiva de la nueva información

• El modelo puede servir de apoyoa los planes de investigación


4. Tercer taller (5 días)

• Grupo núcleo y grupos expertos

• Antes del taller: incorporación totalde la nueva información y las revisiones del modelo

• Juego con el modelo y evaluaciónde las estrategias alternativas yopciones de gestión

• A esta última parte se incorporan los gestores y decisores clave


4 5

• Comunicación proactiva y estructurada (Web 2.0)

• Grupo núcleo termina la evaluaciónfinal:- Paquetes de información- Gráficas- Descripciones detalladas de los resultados de las opciones de gestión- Demostraciones generosas con elmodelo a los decisores finales

• El objetivo es apoyar la toma dedecisiones, máxima creatividad

5. Redacción y entrega del informefinal

El momento de la gestión

• Las decisiones últimas las toma el gestor

• Directrices:- Participación del usuario crítica- Grupo local de técnicos y gestores expertos en el uso del modelo- Análisis y transferencia totalmente transparente e interactivo- Uso extensivo y adecuado de herramientas de comunicación

• Científicos y gestores interaccionan intercambiando experiencias y asunciones

• Permite entendimiento crítico de las fortalezas, debilidades y limitaciones del análisis y del modelo

• Creatividad, mucha creatividad

• Tiempo y paciencia

• Transferencia bottom-up (confianza) y completa (juicio del gestor, no de la máquina rendimiento de cuentas y trazabilidad de las decisiones)

• Éxito y fracaso son relativos, pero colectivos

TALLERES – EVALUACIÓN ADAPTATIVA

POLICYMAKER

GESTIÓNOPERACIONAL

INVESTIGACIÓNAPLICADA

INVESTIGACIÓN

Recapitulemos - Apoyo a la decisión del cliente

EXPERTOS

EXPERTOS

EXPERTOS

EXPERTOS

NÚCLEO

GESTIÓN

Investigación para resolver problemas de gestión

Contenidos

• ¿Para qué?• Evaluación y gestión adaptativa• Casos de implementación en la Columbia Británica

(y Doñana)• Conclusiones

Casos de implementación

• Gestión de bosques costeros• Construcción de un complejo turístico• Planes de gestión de aguas• Proyecto Doñana 2005

Gestión bosques costeros Bosque húmedo de clima templado

• BC Coast Forest Strategy (MacMillan Bloedel, Weyerhaeuser and WFP Inc.)

• Experimentos de retención variable en un marco de gestión adaptativa:- Retención a largo plazo- Tipo, cantidad y patrón espacial variables- Adapta modelos de silvicultura tradicionales


• Introducción escalonada en la compañía (1999-2003)

• Objetivos generales:- Mantener la rentabilidad y la seguridad del negocio frente a la presión del

mercado por madera certificada por paneles científicos (SFM)- Considerar concienciación pública – efectos negativos de la tala total

(licencia social) y los derechos constitucionales de las Primeras Naciones- Mantener el bosque primario y la diversidad biológica

(Beese 2008 Weyerhaeuser)

Gestión bosques costerosBosque húmedo de clima templado

• Indicadores ecológicos – efectividad de las acciones de gestión:- Representación ecosistémica en reservas a nivel de paisaje (reservas

ribereñas, áreas hábitats salvajes, terrenos sensibles, bosques primarios)- Heterogeneidad de hábitat a nivel de sección (mayor reserva de bosque

primario e implementación de RV)- Poblaciones productivas de determinadas especies

11000 km237 veces Almería


• Creación de dos grupos de trabajo (RV y GA)

• Grupo GA: investigadores (académicos, consultores, empleados locales, compañías adyacentes y representantes gubernamentales)

Desarrollo de un marco de acción, metodología y protocolos seguimiento

Alternativas de gestión

• Grupo RV: gestores, decisores y operariosImplementación de planes y prácticasVerdadera innovación para la implementación y la funcionalidad


• Experimentos alternativas de gestión: 3 réplicas de cada área (100ha)


Oportunidades:

- Incremento de la presión del mercado (SFM)

- Procedimientos de RV

- Colaboración con los académicos (desarrollo de objetivos posibles y realistas, e indicadores fiables)

- Compromiso y apoyo ejecutivo (“top-down”)

Retos:

- Adquisición e interpretación de datos de especies individuales

- Compromiso a largo plazo para el desarrollo y éxito del marco de GA

- Presión de fuerzas externas (también el mercado) para la rentabilidad

- El mantenimiento de la participación pública

Proceso tipo, de largo plazo

Construcción de un complejo turísticoJumbo Glacier Alpine Resort (1/2 Whistler area)

• Construcción de un complejo vacacional

• Impacto sobre la población local de osos Grizzly

• Evaluación ambiental: 15 años


• Tras quince años el gobierno provincial declaró que el proyecto no tendría efectos sobre la población de osos

• ¿Por qué gestión adaptativa?

- Baja participación pública y gran preocupación por una especie clave

- Incertidumbre – necesidad de aprender (mantenimiento de los flujos genéticos y la viabilidad poblacional hasta los EEUU)

- Urgencia – necesidad de acción (presiones socioeconómicas)

(Marmorek, Robinson, Murray and Greig 2006)


• Muy importante: Whistler es un área sagrada de los osos para las Primeras Naciones (“where the Spirit of the Grizzly bear resides”)


• 2006: taller evaluación adaptativa- Identificación y mitigación de impactos asociados al JGAR- Exploración de los componentes biológicos para el plan de gestión y

seguimiento- Punto de referencia para un refinamiento posterior (aspectos

culturales y socioeconómicos)

• Objetivo: asegurar la resiliencia de la población de osos de Central Purcell en el área más amplia (la unidad de población)

Oportunidades:

- Introducción de intereses en el marco de GA y su conexión con las decisiones y acciones

- Diálogo estructurado e informado alrededor del compromiso entre múltiples objetivos

- Entendimiento de los investigadores del rol de sus inputs en el balance del gestor

- El reconocimiento del valor de la GA (aprendizaje comparativo, mejora de hipótesis y capacidad predictiva)

- Acuerdo por adelantado de umbrales de impacto bien definidos

Retos:

- Superposición de responsabilidades

- Baja agilidad institucional

- Confusión entre ciencia (hechos) y valores

- Ausencia de compromiso en la financiación del seguimiento

- Oportunidad limitada para la participación pública de los grupos de interés y las Primeras Naciones

- Ausencia de un formato estructurado para resolver conflictos de conocimiento

Proceso con compromiso entre incertidumbre y urgencia


Planes de gestión de aguasBC Hydro and Power Authority

• Crown company (empresa pública)

• Objetivo general: encontrar un balance entre usos energéticos y no energéticos para cumplir con los estándares actuales de la gestión de recursos hídricos

BC Hydro Facilities

- 42 instalaciones- 23 cuencas- ~9800 MW capacidad- +100 licencias de desvío

- $25M presupuesto planes- 5 años - Exención por pérdidas $50M

• La gestión adaptativa establecida como estrategia política preferida para manejar ámplias escalas temporales e incertidumbres


• Gestión adaptativa como política preferida sin modificar los derechos constitucionales y legales de la empresa (generar electricidad)

• Fases:- Elaboración de temas e intereses en términos de objetivos de uso

del agua- Recopilación de información acerca del impacto de los caudales

de agua sobre cada objetivo- Creación de alternativas operativas para cumplir con los

diferentes intereses- Evaluación de los trade-offs entre las diferentes alternativas en

términos de objetivos- Determinar las áreas de consenso y desacuerdo- Seguimiento del cumplimiento de los planes y revisión continua


Oportunidades:

- La comparación entre la gestión adaptativa (largo plazo) y otras estrategias de gestión ambiental (corto plazo) – coste de oportunidad

- Un adecuado compromiso entre las consecuencias de la información y el aprendizaje sobre la gestión y la oportunidad misma de recopilar dicha información

Retos:

- Rigideces sistémicas

- La producción costosa de decisiones de gestión, en relación al aplazamiento de decisiones difíciles

Proceso que embebe la gestión adaptativa en un marco más amplio


Scientific Interest

Manag. Relevance

Wishful thinkingBad Idea

Consequences of information

Chan

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Info

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(Failing et al. 2004)

Proyecto Doñana 2005Restauración hidroecológica de las marismas de Doñana

• Recuperar las aportaciones hídricas asegurando su calidad y cantidad a favor de la dinámica hidrológica de la marisma

• Mantener la permeabilidad entre la marisma y el estuario del Guadalquivir

• Frenar la degradación, favoreciendo la restauración ecológica y paisajística del entorno

• Establecer un sistema de seguimiento y evaluación que permita conocer el grado de cumplimiento de las acciones, promoviendo la investigación y la divulgación de sus objetivos

• Evitar la afección de la marisma por aguas contaminantes, protegiendo la calidad de los acuíferos y del consumo humano

- Actuación nº6: “Finca de Caracoles”- Diseño robusto – aprendizaje


25.04Aznalcóllar

1998

Plan de Actuación / “Doñana 2005”Corredor Verde del Guadiamar

Complejidad institucional

20052002

Recomendaciones sobre gestión adaptativa Fusión de los

comitéscientíficos

2007

InvestigaciónBC

Complejidad institucional

Competencias estatalesy autonómicas

Dimensiones

Stakeholders

Interfaz investigación-gestión

Contenidos



Principios generales de la gestión adaptativa

• Errores como posibilidades de aprendizaje, no rutas hacia el fracaso

• Las formas tradicionales de gestión no son inútiles, pueden constituir una base sólida para introducir flexibilidad e innovación

• No es prueba y error, está basado en la modelización del sistema y la declaración, a priori, de alternativas de gestión

• Depende del trabajo coordinado y estructurado, en los talleres, del grupo núcleo, los expertos, los gestores y los decisores de alto nivel

• Reconocimiento explícito de que no todos los elementos del sistema evaluado son relevantes, son relativos al problema

• La agenda de participación es exhaustiva

• El presupuesto debe ser adecuado al problema de gestión (coste-efectividad)

Conclusiones finales

• La gestión adaptativa requiere de forma crítica:- La comprensión de la aproximación (ventajas e inconvenientes) y su

marco teórico- Incremento de la capacidad organizacional (agentes proactivos,

campeones internos, entendimiento a todos los niveles) - Acumulación de proyectos piloto exitosos (apoyo top-down de la

innovación bottom-up o “think big, start small”) - Desarrollo de la estructura legal y administrativa

• Un proceso de cambio hacia la gestión adaptativa puede ser catalizado aplicando lo aprendido por otros profesionales, pero requiere la elaboración de una estrategia mediante un análisis a priori cuidadoso y transparente

• No será una transformación simple y limpia, sino una transición compleja y revuelta (casi dos generaciones en BC, Canada)

• Entender la lógica de la acción colectiva

La lógica de la acción colectiva

• Las personas participarán de forma activa y no se aprovecharán del esfuerzo de los demás si se incentiva su proactividad

• La división en pequeños grupos (grupo núcleo, grupos de expertos y gestores) incrementará la ganancia per cápita y promoverá la acción colectiva

• Pero hay que prevenir la dominancia de un sub-grupo sobre los demás:

- Los grupos expertos deben reconocer el papel organizador, coordinador y facilitador del grupo núcleo

- El grupo núcleo debe reconocer el papel especialista de los grupos expertos y desaparecer progresivamente conforme los gestores y técnicos locales controlen y entiendan el modelo (apoyo a la decisión)

- Los gestores y el decisor último deben reconocer y confiar en el rol del grupo núcleo en su acción para aplicar la investigación a sus problemas de gestión

(Olson 1965)

Gracias

Proyecto financiado por:International Council for Canadian Studies, Government of CanadaMinisterio de Medio Ambiente, Gobierno de España

gestión adaptativa de recursos naturales y ecosistemas

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