restauración de la biodiversidad y los servicios … · que de ella se demanden" (serrada,...

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Restauración de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos

Dirigido por:

José María Rey Benayas

Titulo de la ponencia: Restauración de la función y la

biodiversidad en ecosistemas áridos

Ponente: Fernando Tomás Maestre Gil

Fecha: 03/10/2011

ENCUENTRO

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Restauración de la función y la biodiversidad en ecosistemas áridos

CONTENIDO DE LA PONENCIA

1.- Introducción: características ambientales e importancia de las zonas

áridas y semiáridas.

2.- Caracterización de la funcionalidad del ecosistema.

3.- Determinantes de la biodiversidad y el funcionamiento de los

ecosistemas semiáridos ibéricos.

4.- Efectos de las actuaciones de restauración en la biodiversidad y el

funcionamiento ecosistémico en las zonas semiáridas españolas.

5.- Elementos para el debate: perspectivas para la restauración de la

función y biodiversidad en los ecosistemas semiáridos.

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Introducción: características ambientales e importancia de

las zonas áridas y semiáridas

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Las zonas áridas y semiáridas ocupan en la actualidad casi el 41% de la

superficie total de los continentes (Reynolds et al. 2007 Science), siendo el

soporte donde se desarrolla la vida de más de mil millones de personas.

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Las zonas semiáridas presentan un clima caracterizado por:

*Escasez de precipitaciones (usualmente inferiores a 600 mm/año)

* Concentración de las precipitaciones

*Elevada evapotranspiración

*Elevada irregularidad en las precipitaciones, tanto entre años como

dentro de cada años

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En términos climáticos, las zonas semiáridas se caracterizan por presentar

escasas precipitaciones (P) y una elevada evapotranspiración potencial

(ETP). Así, la clasificación bioclimática de la FAO cataloga como semiáridas

a aquellas zonas que tienen un cociente P/ETP entre 0.2 y 0.5.

Evolución anual de la precipitación y la evapotranspiración potencial en Sax

(Alicante)

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Forti et al. (1999) J Arid Environ 65: 1-28

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Los ecosistemas semiáridos son heterogéneos

Textura

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Este (m)

0

5

10

15

20

25

No

rte

(m

)

384246505458626668

Costra biológica Vegetación

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Noy-Meir (1973, 1981)

demostró que la producción de

biomasa era mayor en medios

semiáridos si la lluvia se

concentraba en algunas zonas

que si ésta se distribuía

uniformemente. Si las lluvias,

suponiendo que son de suficiente

magnitud para generar

escorrentía, se concentran en

determinadas zonas, éstas

disfrutarían de unas condiciones

hídricas más mésicas que lo que

el régimen de lluvias podría

sugerir.

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La reducción de los flujos de escorrentía disminuye el crecimiento de la

vegetación en espartales de Almería

Puigdefábregas et al. 1999, Earth Sci. Rev.

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Caracterización de la funcionalidad del ecosistema

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¿Qué entendemos por funcionamiento del ecosistema? El conjunto de procesos e interacciones que permiten sostener el desarrollo de la vida

y los distintos servicios ecosistémicos (producción de oxígeno, control de erosión,

fijación de CO2 atmosférico, recarga de acuíferos, etc.).

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¿Cuándo decimos que un ecosistema se degrada?

Cuando la pérdida de alguno o varios de sus componentes (organismos y/o procesos)

origina cambios en su funcionamiento y dinámica que impiden el normal desarrollo de

la vida que albergan y de los servicios que presta.

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Cobertura total

Cobertura basal

herbáceas y arbustivas

Cobertura hojarasca

Cobertura costra biológica

Grado de fragmentación

superficie

Tipo y grado de erosión

Materiales depositados

Microtopografía

Resistencia a la perturbación

Test de humectación

Textura

Estabilidad

Infiltración

Reciclado de nutrientes

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Maestre, F. T. & J. Cortina. 2004. Restor Ecol 12: 494-502

Ft

Ag

Re

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Maestre & Puche. 2009. App. Soil Ecol. 41: 342-245

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García-Gómez & Maestre. 2011. Ecol. Ind. 11: 1476-1481

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Determinantes de la biodiversidad y el funcionamiento de

los ecosistemas semiáridos ibéricos

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Le Houérou 2001. J Arid Environ 48: 103-128

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Los espartales constituyen uno de los principales ecosistemas de las zonas

semiáridas españolas y del norte de África. Han sido sometidos a explotación por

parte del hombre desde tiempos ancestrales.

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Maestre & Cortina. 2004. Restor. Ecol. 12: 494-502.

Maestre. 2004. Divers. Distrib. 10: 21-29.

Sprouting shrub cover (%)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

Sp

ecie

s r

ich

ne

ss

15

20

25

30

35

40

Y = 20.9 + 33·X0.4

R2 = 0.83

P < 0.0001

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Maestre & Cortina. 2004. Restor. Ecol. 12: 494-502.

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12 parcelas pareadas (con/sin

arbutos) de 30 x 30 m fueron

establecidas en espartales de Stipa

tenacissima a lo largo de su área de

distribución en España

Se evaluaron variables edáficas

relacionadas con el estado funcional y

de degradación del ecosistema: N y P

total, K, pH, actividades enzimáticas

(fosfatasa, ureasa y -glucosidasa), C

orgánico, respiración edáfica y

capacidad de almacenamiento de agua

Se caracterizó la composición y

estructura de la vegetación, la costra

biológica y los microorganismos

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Axis 1 (22.1% of variation explained)

-0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02

Axis

2 (

15.4

% o

f variation e

xpla

ined)

-0.02

-0.01

0.00

0.01

0.02


Axis 1 (22.6% of variation explained)

-0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06

Axis

2 (

15

.3%

of

va

ria

tio

n e

xp

lain

ed)

-0.06

-0.04

-0.02

0.00

0.02

0.04

0.06Open, plots without shrubs

Tussock, plots without shrubs

Open, plots with shrubs

Tussock, plots with shrubs

Maestre et al. 2009. Ecol. Lett 12: 930–941.

Biological soil crusts

Soil microorganisms

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Without shrubs With shrubs

Axis

1

-0.0006

-0.0004

-0.0002

0.0000

0.0002

0.0004

0.0006


Sp

ecie

s r

ich

ne

ss

0

5

10

15

20

25

30

35


Specie

s e

veness (

PIE

´s index)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8


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Effects of shrubs on the surrogates of soil fertility and ecosystem functioning estimated at the scale of 30 m

30 m plots.

Plots without

shrubs

Plots with

shrubs

Paired t-test

Total soil N (mg·g-1) 1.31 ± 0.11 1.50 ± 0.08 t11 = -2.316, P = 0.041

Total soil P (mg·g-1) 0.37 ± 0.03 0.37 ± 0.02 t11 = 0.540, P = 0.600

Soil K (mg·g-1) 0.026 ±

0.002

0.030 ± 0.003 t11 = -1.400, P = 0.189

Soil respiration (mg C-CO2·g soil-1·day-1) 0.054 ±

0.003

0.059 ± 0.004 t11 = -1.348, P = 0.205

Soil organic C (mg·g-1) 29.48 ± 2.11 33.16 ± 1.66 t11 = -2.417, P = 0.034

Potential N mineralization (mg N-·kg soil-

1·day-1)

0.97 ± 0.21 1.68 ± 0.19 t11 = -3.055, P = 0.011

Soil pH 7.94 ± 0.08 7.94 ± 0.08 t11 = 0.253, P = 0.805

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García-Palacios et al. 2011. Soil Biol. Biochem. 43: 1245–1253.

¿Qué ocurre en otros ecosistemas semiáridos?

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Biological soil crusts are communities

composed of bacteria, cyanobacteria,

algae, mosses, liverworts, fungi, and

lichens that are intimately associated with

the mineral soil surface. They play key

ecological roles in arid and semiarid

ecosystems:

Fix CO2 and N.

Increase soil stability and modulate

soil infiltration.

Influence the germination,

establishment, survival, nutrient status,

and water relations of plants.

Serve as habitats for arthropods and

soil microorganisms.

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Castillo-Monroy et al. 2011.

Ecosystems 14: 835–847.

Eldridge et al. 2010. Ecosystems 13:

499–510.

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Bowker et al. 2011. Funct. Ecol. 25: 787–795.

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Efectos de las actuaciones de restauración en la

biodiversidad y el funcionamiento ecosistémico en las

zonas semiáridas españolas

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En España, las actividades de restauración se han basado en la mayor parte de

casos en la introducción de especies arbóreas mediante las repoblaciones

forestales.

La repoblación forestal puede definirse como el "conjunto de técnicas que se

necesitan aplicar para crear una masa forestal, formada por especies vegetales

leñosas (árboles o arbustivas), que sea estable con el medio, en un terreno cuya

vegetación actual es ineficaz en mayor o menor grado según el uso asignado al

territorio, y que adoptando las características deseadas, cumpla con los fines

que de ella se demanden" (Serrada, 1995).

El concepto de repoblación forestal lleva implícitos unos objetivos que pueden

incluirse en uno de los siguientes grupos: objetivos productores y objetivos

protectores. Los primeros están orientados hacia la producción de materias

primas o bienes directos (frutos, madera, corcho, etc.) y los segundos se

plantean cuando la repoblación se destina a proteger el suelo de la erosión

hídrica o eólica, mejorar las condiciones de desarrollo de la vida silvestre, etc.

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En líneas generales, buena parte de las repoblaciones forestales en España

presentan las siguientes características:

1) Se han realizado utilizando un alto grado de mecanización (especialmente a

partir de los años 60).

2) Previamente a la introducción de los árboles se ha eliminado la vegetación

existente

3) Se han basado en plantaciones monoespecíficas de coníferas,

fundamentalmente Pinus sp., y eucaliptos exóticos

4) Los árboles se han introducido siguiendo un patrón espacial regular, sin

tener en cuenta la heterogeneidad intrínseca de los ecosistemas

mediterráneos en general y semiáridos en particular.

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Sobre la restauración con fines protectores….

Plan Forestal Español, documento de debate (2002).

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Las zonas semiáridas son las menos productivas

Plan Forestal Español, documento de debate (2002).

www.mma.es

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Martínez-Herández & Esteve (2005). Land Degr. Develop. 16: 529-539

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Las repoblaciones forestales han favorecido la recuperación la cubierta

vegetal en muchos casos….

Sierra de Biar

(Alicante)

Barranco del Celestino (Guadalajara)

Sierra Espuña (Murcia)

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Pero también fallan en muchos otros….

Alloza et al. (2004)

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Problemática de las repoblaciones forestales

En numerosas ocasiones, y muy especialmente en zonas semiáridas, han:

Promovido una regresión de la evolución vegetal.

Aumentado los procesos de erosión y desertificación.

Ocasionado impacto paisajístico muy elevado, que persiste durante décadas y

que puede ser irreversible.

Promovido la expansión de incendios forestales y plagas.

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http://wwwx.inia.es/fototeca/F

OTBusquedaServlet?modo=4

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Chirino et al. (2006). Catena 65: 19-29

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Maestre & Cortina. 2004. Forest Ecol. Manage. 198: 303-317

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Chirino et al. (2006). Catena 65: 19-29

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Navarro-Cano et al. 2009. Journal of Arid Environments 73 (2009) 120–126

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El futuro

Programa de Acción Nacional contra la Desertificación, julio 2008.

www.marm.es

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Programa de Acción Nacional contra la Desertificación, julio 2008.

www.marm.es

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Elementos para el debate: perspectivas para la

restauración de la función y biodiversidad en los

ecosistemas semiáridos

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• En este tema hay mucha discusión pero poco dato cuantitativo

• Conviene hacer un análisis crítico y exhaustivo de los efectos de las

repoblaciones en zonas semiáridas, hay experiencia acumulada más

que de sobra

• No se trata de “demonizar” lo que se ha hecho en el pasado, si no de

aprender para mejorar lo que estamos haciendo ahora y hagamos en el

futuro

1) Hay que evaluar las consecuencias de las actuaciones

de restauración en el pasado

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2) Conocer mejor como funcionan nuestros ecosistemas

Cortina et al. (2006). J Nat Cons 14: 152-160.

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3) Hay que replantearse la necesidad de seguir

repoblando como hasta ahora

• Hay que olvidarse de la cantidad

de hectáreas sobre las que se actúa

para centrarse en la conservación y

mejora de aquellas zonas que

realmente lo necesiten (cambiar

cantidad por calidad): uso de

indicadores (LFA).

• Cualquier actuación que se haga

debería mantener o aumentar la

resiliencia del ecosistema frente a

perturbaciones futuras y evitar

cruzar umbrales de degradación

• No modificar la geomorfología de

las laderas.

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4) La restauración debe respetar la vegetación pre-

existente (incluida la costra biológica) y la estructura

espacial de los ecosistemas semiáridos

•Plantearse la necesidad real de realizar plantaciones, incluso con

ahoyados manuales se perturba la costra biológica


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5) Conocer mejor las causas del éxito/fracaso de las

restauraciones antes de actuar

Cortina et al. (2011). J Arid Environ, en prensa

• Las características ambientales de cada

sitio parecen ser más importantes que los

propios tratamientos de plantación a la hora

de determinar el éxito de la misma

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6) Aumentar la diversidad de especies utilizadas, pasando

de especies arbóreas (Pinus sp.) a arbustivas

Cortina et al. (2011). J Arid Environ, en prensa

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7) Considerar otros elementos a la hora de restaurar:

costra biológica y elementos abióticos

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8) Fomentar el establecimiento de áreas piloto de

restauración

• Permiten la demostración de las últimas técnicas a una escala real de

gestión.

• Sirven de puente entre la investigación y la gestión.

• Son buenos recursos para la docencia y la gestión adaptativa.

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9) Identificar objetivos y metas de la restauración

• El objetivo de las actuaciones de

restauración no tiene por qué ser el

establecimiento de una vegetación

potencial o de referencia. Los

restauradores deben tener en cuenta

las distintas comunidades que

pueden establecerse en un lugar

determinado

• Las metas de cualquier proyecto de

restauración deberían definirse en

términos de funcionamiento

ecosistémico, así como en función

de los bienes y servicios prestados

por los ecosistemas y demandados

por la sociedad.

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10) Valorar la vegetación y la biodiversidad que tenemos

en nuestras zonas áridas

• Los ecosistemas no arbóreos semiáridos pueden ser perfectamente

funcionales y muy diversos.

• Eliminar prejuicios sobre etapas sucesionales o “superioridad” de

ciertos tipos de vegetación frente a otros

• Muchas veces la mayor diversidad la encontramos en lo que no vemos

a simple vista.

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Agradecimientos

http://www.escet.urjc.es/biodiversos/espa/personal/fernando/index.html

restauración de la biodiversidad y los servicios … · que de ella se demanden" (serrada,...

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