Ideas principales y aspectos operativos que se derivan de la aproximación de la identificación de límites planetarios

Por Javier Cabello Piñar

Dpto. Biología Vegetal y Ecología. Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG)

Universidad de Almería

Continuando con nuestro trabajo, y tras analizar las preguntas básicas a las que hicimos referencia en post anteriores, destacamos las siguientes ideas del artículo de Rockström y colaboradores. Son ideas que tienen un perfil operativo, ya que lo que buscamos es empezar a trabajar en los LPs en nuestra región.

1. La identificación de los LPs implica atender a 3 retos científicos: 

- Evaluar la magnitud de la acción humana en relación a la capacidad del planeta para mantenerla. 

- Comprender los procesos fundamentales que determinan en la actualidad el funcionamiento del Sistema Tierra (conviene recordar que dicho funcionamiento no sólo se debe a procesos “naturales”, sino que la Tierra en palabras de Vitousek está bajo dominación humana).
- Cuantificar y gestionar la resiliencia de los ecosistemas con el objetivo de mantener la capacidad del Sistema Tierra de permanecer en un estado deseable (desde la perspectiva humana) capaz de amortiguar las perturbaciones antrópicas.

2. La identificación y selección de los LPs emerge de la necesidad de conocer qué impactos inducidos por el hombre representan cambios ambientales globales inaceptables.

3. Los 9 LPs representan la identificación de las zonas de incertidumbre de procesos clave para el mantenimiento del planeta en un estado que permita el desarrollo humano, e incluyen los siguientes aspectos:
- Ciclos biogeoquímicos globales (Nitrógeno, Fósforo, Carbono, Agua),
- Principales sistemas de circulación física del planetaria (Clima, Estratosfera y Sistemas oceánicos),
- Características biofísicas de la Tierra que contribuyen a la resiliencia de su capacidad de autorregulación (Biodiversidad y Sistemas de uso del suelo) y,
- Factores críticos asociados al cambio que las actividades humanas han provocado (Aerosoles atmosféricos y Contaminación química). 

Down-scaling. Para muchos estudios sobre cambio global, los resultados derivados de modelos globales pueden no ser de suficiente resolución espacial o temporal para representar los cambios dentro de una región.  El reconocimiento de que los LPs presentan variabilidad espacial, y que los impactos sobre el planeta no se manifiestan de la misma manera en todo el planeta nos ha llevado al planteamiento del ejercicio al que estamos atendiendo en la asignatura este año. Es decir, si los LPs presentan variabilidad espacial, ello implica que su manifestación y estado no es el mismo para las diferentes regiones del mundo, ¿cuál es su estado en los ecosistemas áridos del SE Ibérica?, esa es la pregunta a la que queremos responder. Esta figura tomada de la Red canadiense de escenarios de cambioclimático, muestra el concepto de reducción de escala espacial. Muchos de los procesos que controlan el clima local, por ejemplo, topografía, vegetación e hidrología de una región, no quedan reflejados en los modelos de circulacióngeneral (MCG). El desarrollo de las relaciones estadísticas entre lo local y gran escala puede incluir algunos de estos procesos de manera implícita. (Fuente: David Viner, la Unidad de Investigación Climática de la Universidad de East Anglia, Reino Unido).

4. Las evidencias científicas de las que disponemos para la cuantificación de los LPs no representan un conocimiento homgéneo:
- Por el momento existe suficiente evidencia científica para un primer intento de cuantificación de las variables control de 7 LPs, pero resulta difícil establecer un límite cuantitativo para 2 fronteras: la carga de aerosoles y los niveles de contaminación química.

5. Los LPs se pueden clasificar de acuerdo con dos criterios:
5.1. De acuerdo con la forma en la que operan, los LPs se pueden clasificar en:
- Aquellos que están asociados a abruptos cambios continentales o umbrales planetarios (e.g. riesgo de derretimiento de los glaciares).
- Los que están asociadas con procesos lentos para los que no conocemos la existencia de comportamientos umbrales a escala planetaria, estos procesos proporcionan la resiliencia del Sistema Tierra funcionando como fuentes y sumidero de carbono y regulando el agua, los nutrientes y los flujos minerales.

5.2. De acuerdo con las escala a la que se generan los LPs se pueden clasificar en:

- LPs dirigidos por procesos que se generan a escala global (top-down) (e.g. cambio climático).
- LPs que adquieren importancia global y regional a través de un efecto agregado como consecuencia de ocurrir simultáneamente en múltiples lugares, o donde los impactos graduales pueden incrementar la probabilidad de cruzar umbrales planetarios en otros procesos del Sistema Tierra (bottom-up).

6. La humanidad ha transgredido al menos 3 fronteras: el ciclo global del nitrógeno, la pérdida de biodiversidad, y el cambio climático.

7. Aún aparecen muchos huecos en el conocimiento de los LPs, para su desarrollo como un paradigma de referencia en la ciencia de la sostenibilidad.
- Muchas de ellos presentan variabilidad espacial y se distribuyen heterogéneamente tanto en términos de impactos como de mecanismos de retroalimentación (feedback).
- Esto requiere una aproximación combinada estimando los LPs a escala global y regional.
- Tres LPs no se pueden estimar con algún grado de confianza.
- Transgredir un LP puede afectar a otros, y no disponemos de mucho conocimiento para estimar cuáles son los efectos de esta interacción.

8. Para la evaluación del estado de cada proceso clave del sistema Tierra es necesario identificar los siguientes aspectos:
- Variable/s control o indicador/es del proceso.
- Umbrales que deben evitarse o que están influenciados por una variable lenta
- Zona de incertidumbre (Lo que corresponde con el LP).
- Estado del conocimiento para cada proceso.

Estos son los puntos básicos a los que habrá que atender para la identificación de los LPs a escala regional, y desde luego, el punto de partida deberá ser evaluar el estado del conocimiento en cada caso en nuestra región. Además a lo largo del proceso, deberemos disponer siempre de herramientas y datos que nos permitan comparar los resultados regionales con los globales.

En próximas entregas podréis ir conociendo nuestras averiguaciones a través de los blogs de los estudiantes, que se han repartido el trabajo de la siguiente manera: pérdida de Biodiversidad (Rosa, y Metin), cambio climático (Lidia), ciclo del nitrógeno y fósforo (Encarni), cambio de usos del suelo (Daniel y Violeta), acidificación de los océanos (Janis), uso de agua dulce y ciclo hidrológico (Sonia), y contaminación química (Paqui).

Si tenemos las respuestas podremos encontrar las preguntas

Por Javier Cabello Piñar

Dpto. Biología Vegetal y Ecología. Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG)

Universidad de Almería

Si la naturaleza es la respuesta, entonces ¿cuál es la pregunta?

Esta es la forma de pensar de un científico, y gran parte de su éxito profesional depende de hacerlo bien. Entender este principio no es sencillo, y mucho menos interiorizarlo para que se convierta en una manera de trabajar. Cuando queremos comprender como funciona la naturaleza, comenzamos haciendo observaciones e incluso planteándonos el porqué de las cosas. Sin embargo, muy habitualmente existe la tendencia a dedicar demasiado esfuerzo a la descripción del fenómeno o patrón que observamos (es decir a relatar las respuestas), pero se minimiza la importancia de una formulación correcta de la pregunta. Como dice mi amigo Adrián Escudero, lo importante son las preguntas. Sin preguntas el investigador va a ciegas, y le resulta muy difícil concretar y dar trascendencia a sus resultados. De la resolución de estas preguntas surge el conocimiento, ya que en general si dicha pregunta ha sido bien formulada, nos llevará al planteamiento de una "ley general de la naturaleza" (hasta que sea falsada) que trasciende a las respuestas que asociamos a nuestras observaciones.

Creo que esta forma de actuar la hemos trasladado ampliamente a la educación (o más bien la hemos heredado de ella), al menos en nuestra cultura, en la que tradicionalmente concedemos más importancia al volumen de conocimientos que enseñamos o aprendemos, que a la forma de construirlos (y por supuesto, a la forma de comunicarlos). Sin embargo, como señalan Conxita Márquez y Montserrat Roma  en sus propuestas para el aprendizaje de la ciencia, en la práctica, “conocer” implica formular preguntas, además de dudar y verificar hechos, objetos e ideas.

Una de las características más interesantes del ABP es que representa una herramienta mediante la que es posible trasladar esta forma de pensar  a los estudiantes. En nuestra clase, nos encontramos ahora en una fase del ejercicio (ABP) en la que es necesario definir bien los problemas y analizarlos. Y la forma de hacerlo es preguntando, explicando y formulando hipótesis. Para ello hemos continuado con una lectura crítica y profunda del artículo de Rockström y colaboradores (con ayuda de freemind, una herramienta estupenda para organizar las ideas).  El objetivo de dicha lectura ha sido el de encontrar las preguntas asociadas a los conocimientos que se transmiten en el artículo. Formulando esas preguntas, podremos seguir dando los pasos metodológicos adecuados para la identificación de los LP en nuestro área de estudio.

Aprendiendo a analizar las cosas como los científicos

Para entender bien la secuencia argumental que he expuesto os muestro a continuación algunas respuestas interesantes que hemos encontrado en el texto de Rockström, y las preguntas asociadas a ellas. Obviamente la resolución de las preguntas implica poner en juego mucho más conocimiento del que nos aporta el artículo. Pero justamente de eso se trata, por eso identificar preguntas es más interesante que aprender respuestas.

Respuesta 1: 

"El enfoque de los límites planetarios se basa en tres ramas de la investigación científica. El primero se refiere la escala de la acción humana y su relación con la capacidad de la Tierra para mantenerla, lo que representa una línea de trabajo de la investigación en económica ecológica, ..... El segundo, es el trabajo que se está haciendo para la comprensión de los procesos esenciales del Sistema Tierra, incluyendo las acciones humanas. Esta línea es el soporte de la investigación en materia de cambio global, y está dando lugar al desarrollo de la ciencia de la sostenibilidad. El tercero es el marco de la resiliencia y sus vínculos con la dinámica compleja y de autorregulación de los sistemas vivos, haciendo hincapié en las cuencas de varios de los efectos de atracción y los umbrales". 

Pregunta 1: ¿Qué aspectos aspectos de la investigación científica están asociados a la identificación de LPs? ¿Representan estas líneas de trabajo enfoques clásicos, o por el contrario responden a la necesidad de desarrollar un campo científico nuevo? 

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Respuesta 2:

"Un avance importante del enfoque de los límites planetarios es que se centra en los procesos biofísicos de la Sistema de la Tierra que determinan la capacidad autorreguladora del planeta. Además, incorpora el papel que los umbrales tienen en relación a los procesos que tienen lugar a gran escala en el sistema Tierra". 

Pregunta 2: ¿Qué representan en realidad los LPs? ¿Porqué es importante identificar los LPs?

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Respuesta 3:

"Los límites planetarios cubren los ciclos biogeoquímicos globales de nitrógeno, fósforo, carbono y agua, los principales sistemas de circulación física del planeta (el clima, la estratosfera, oceánicos), las características biofísicas de la tierra que contribuyen a su capacidad de autorregulación (biodiversidad marina y terrestre, los sistemas de la tierra), y dos elementos críticos relacionados con el impacto global de las actividades humanas antropogénico (carga de aerosoles y contaminación química)".

Pregunta 3: ¿Podemos estar seguros de que los LPs recogen todos los procesos clave del sistema Tierra? ¿Cuáles son esos proceso clave?

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Observaciones y preguntas en la investigación ambiental

El Observatorio de Cambio Global de Sierra Nevada prevé un debilitamiento de las masas de roble (Quercus pyrenaica) en el Parque Nacional de Sierra Nevada como consecuencia del alargamiento del periodo seco (cambio climático). De acuerdo con esta hipótesis y en relación con las observaciones y trabajos que venimos realizando en nuestro grupo de investigación (Ecozonar) nos formulamos la siguiente pregunta ¿Responden de la misma manera a los factores climáticos todos los robledales de Sierra Nevada? 

 Sierra Nevada es un macizo montañoso muy grande, y cabe suponer que sus diferentes fachadas (N, S, E y W) están sometidas a regímenes climáticos locales diferentes, pero nunca nadie ha evaluado este efecto. Por suerte, la tecnología de los sensores remotos nos permite hacer observaciones sobre el comportamiento de la vegetación a escala regional, cosa que antes eran casi imposible. De esta forma averiguamos que el comportamiento anual del verdor de los robledales (expresado a través de un índice llamado EVI, que representa un indicador de la productividad primaria neta del ecosistema y cuyo comportamiento anual está expresado en la figura con las líneas verdes) no es homogéneo a lo largo de las 3 vertientes en las que se distribuyen (N, W y S), y más importante aún, en cada vertiente se registra una tendencia de cambio de éste índice diferente (línea roja de los gráficos) en el período 2000-2009 al que se refiere el estudio. Así, mientras que por ejemplo, los robledales del río Genil (vertiente W) muestran una tendencia a disminuir su verdor al comienzo de la estación de crecimiento, este fenómeno casi no se observa en el río Trevelez (vertiente sur). En el período estudiado no hemos observado un debilitamiento de las masas al final de la estación de crecimiento. La resolución de esta pregunta nos ha llevado a formularnos otras muchas y a través de cuyas respuestas esperamos generar más conocimiento, ¿pueden estar asociados los comportamientos de los robledales al hecho de que Sierra Nevada está bajo la influencia de dos modos de variabilidad climática (la NAO y la WeMO)?¿Cuál es la influencia de otros factores como las plagas o la gestión forestal e hidrológica sobre las tendencias en el verdor de los robledales?¿Hasta qué punto están interaccionando estos factores? ¿De qué manera puede afectar las tendencias observadas sobre la biodiversidad que albergan los robledales? .... El ejemplo está tomado de: Dionisio, Alcaraz-Segura & Cabello (en prensa). Satellite-based monitoring of ecosystem functioning in protected areas: Recent trends in the oak woods (Quercus pyrenaica Willd.) of Sierra Nevada (Spain). In Young & Silverm (eds.) Environmental Change. In-Tech Ed. Croacia. pp: 1-22.

Hacia una metodología para la identificación de límites planetarios (LP)

Por Javier Cabello Piñar y Domingo Alcaraz Segura

Dpto. Biología Vegetal y Ecología. Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG)

Universidad de Almería

El curso avanza, y aunque nos gustaría continuar con debates sobre los nuevos desafíos para afrontar el cambio global, queremos seguir avanzando en la búsqueda e identificación de los LP en los ecosistemas áridos del SE Ibérico. Para ello ahora en vez del vídeo de Rockström, proponemos a la los alumnos la lectura y análisis de su artículo en Ecology and Society. Si alguien sigue interesado en tener una visión de muchas de las cosas que se están cociendo ahora mismo en relación al cambio global, pede segur los links de entradas anteriores.

La pregunta básica a la que queremos responder es ¿Qué pasos deberíamos seguir para establecer los LP a escala regional en los ecosistemas áridos del SE Ibérico? 

Uno de los momentos de nuestra clase

Este es un objetivo central para nuestro ejercicio de ABP (PBL en inglés), y lo que los alumnos deben buscar en el artículo son aspectos clave como por ejemplo:

1) ¿Qué representan en realidad los LPs?
2) ¿Qué aspectos habría que identificar para su cuantificación?
3) ¿Disponemos de suficientes evidencias científicas para la cuantificación de los LPs?
4) ¿Cómo están organizados los 9 LPs identificados?
5) ¿Cómo operan los diferentes LPs? ¿Funcionan todos de la misma manera?
6) ¿A qué escala espacial se generan los LPs?
7) ¿Cuáles han sido los valores encontrados a nivel global en cada uno de los LPs?
8) ¿Se ha considerado el hecho de que pueda haber interacciones entre ellos?

A lo largo de las próximas entradas iremos poniendo nuestros resultados. Es el momento de formular hipótesis, de compartir ideas y de establecer los protocolos para responder a nuestro propósito.

Analogías y ejemplos sobre los conceptos de límite planetario y umbral ecológico

Por Javier Cabello Piñar y Domingo Alcaraz Segura

Dpto. Biología Vegetal y Ecología. Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG)

Universidad de Almería

Para seguir avanzando en la comprensión del problema al que nos enfrentamos en la asignatura (identificación de límites planetarios), nos planteamos la siguiente pregunta:

¿Por qué resulta tan difícil que la sociedad perciba la existencia de límites a nuestro desarrollo?

Algunas de las explicaciones con las que especulamos en clase fueron:

1) A la sociedad no le interesa reconocer la existencia de éstos límites, ya que esto puede suponer disminuir nuestro consumo de los recursos.

2) Ser coherente con este concepto implica adoptar cambios en el comportamiento y en la opinión que no queremos o son difíciles de adoptar. Como dice Eduard Punset, aunque los científicos han mostrado que el cerebro humano es suficientemente complejo como para poder cambiar de opinión, sin embargo, odian hacerlo.

3) Aunque existen ejemplos de sociedades que han colapsado, como por ejemplo, los descritos por Jared Diamond en su libro Colapso, estos ejemplos son despreciados porque pensamos que la tecnología nos ha permitido desplazar el límite de la explotación de los recursos o del impacto de los cambios ambientales, y en el futuro lo seguirá haciendo.

4) Muchos ciudadanos piensan que a ellos no les afectan o afectarán los cambios que puedan producirse en el estado del planeta.

2001: Odisea del espacio, fue una película que se estrenó en 1968, cuando aún el 2001 parecía tan lejano ...., y sin embargo, llegó. Ese mismo año se constituyó el Club de Roma, una ONG que surgió para estudiar y debatir sobre los predicamentos de la humanidad a largo plazo, con un enfoque global, holístico, multisectorial e interdisciplinario. Todavía aún no hemos incorporado esta visión en el funcionamiento de la sociedad. En los 43 años que han transcurrido desde se estrenó la película la huella ecológica de España se ha duplicado.

Analogías y ejemplos de los límites planetarios (LP)

Para entender bien que representan los conceptos de LP y umbral, los alumnos han buscado analogías en la vida real, o simplemente han encontrado ejemplos concretos, cuyo análisis también pueden facilitar la comprensión de estos conceptos. Hemos aprovechado este ejercicio para que cada uno de ellos abra su propio blog en el irán haciendo entradas correspondientes a las tareas de clase.

Encarni nos proporciona un excelente símil sobre los límites a la explotación del planeta, comparando a éste con un despacho de empresa en el que cada elemento representa un componente del sistema Tierra. Es un ejemplo muy gráfico, que demuestra un buen dominio de conceptos fundamentales de la Ecología. Metin, un alumno Erasmus que viene desde Ankara, hace una entrada muy visual usando como ejemplo la concentración de CO2 atmosférica, y en ella nos proporciona un link para conocer los niveles de este compuesto casi en tiempo real. Antonio es un estudiante de Almería que está de Erasmus en Budapest. En su blog está colgando información relativa a otras contribuciones de Rockström, como las dos formas de superar los límites planetarios que se reconocen. Janis, también otro alumno Erasmus, en este caso de Alemania, nos muestra las repercursiones que puede tener superar umbrales en los procesos en la naturaleza a través del "efecto cascada" en los procesos de extinción de especies.

Violeta (en la foto de arriba) nos propone un símil basado en el comportamiento de las personas al responder a la pregunta ¿Qué le ocurre a una persona frente aun estado de estrés o ansiedad?. Todos sabemos perfectamente que hay situaciones que nos superan, y que nos llevan a un estado de ánimo más alterado de los esperado. El símil de Rosa es un poco dramático, pero hay que reconocer que es el más gráfico, nada de sutilezas. Una tontería de nada, un futbolista al que una lesión le cambia la vida. Sonia utiliza una comparación bastante real, que es también una consecuencia de nuestro estilo de vida, poco sostenible incluso con nosotros mismos. ¿Qué creéis que le ocurre a una persona que sólo se alimenta de comida basura? Lidia nos muestra un buen ejemplo de los peligros de la energía nuclear, todo marcha bien hasta que un día surge el problema, y el cambio de estado es entonces brutal, lo que nos muestra a través del desastre de Chernobil. Daniel es nuestro otro Erasmus de Alemania, y aunque venga de allí, nos puso un ejemplo con gran aplicación a la Cuenca Mediterránea, la degradación del suelo. Cuando este proceso está asociado a actividades antrópicas es también conocido como desertificación. Finalmente, os comento que el blog de Paqui tiene de momento sólo una entrada, pero por el trabajo de clase estoy convencido de que nos proporcionará un buen símil.

Entendiendo conceptos asociados a la definición de límites planetarios (III)

Por Javier Cabello Piñar y Domingo Alcaraz Segura

Dpto. Biología Vegetal y Ecología. Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG)

Universidad de Almería

Para finalizar las entradas sobre conceptos clave, aquí hablamos de los servicios ecosistémicos y la paradoja del ambientalista.


Servicios ecosistémicos: Los servicios ecosistémicos, no son solo un nuevo concepto, sino que podríamos decir que representan la base conceptual de un nuevo paradigma de las ciencias ambientales. Representan una visión muy antropocéntrica de la naturaleza, pero ya estamos viendo que nos basta con pensar en ella como algo ajeno a la presencia humana, sino que para conservarla considerar la forma en la que interaccionamos con ella. Su impacto sobre las ciencias ambientales se vio incrementado tras la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio (Millenium Ecosystem Assessment), una iniciativa promovida por la ONU en 2001 en relación con los objetivos de desarrollo del milenio.

Los servicios ecosistémicos son sencillamente aquellos beneficios que la gente obtiene de los ecosistemas. Esos beneficios pueden ser de dos tipos: directos e indirectos. Se consideran beneficios directos la producción de provisiones –agua y alimentos (servicios de aprovisionamiento) , o la regulación de ciclos como las inundaciones, degradación de los suelos, desecación y salinización, pestes y enfermedades (servicios de regulación). Los beneficios indirectos se relacionan con el funcionamiento de procesos del ecosistema que genera los servicios directos (servicios de apoyo), como el proceso de fotosíntesis y la formación y almacenamiento de materia orgánica; el ciclo de nutrientes; la creación y asimilación del suelo y la neutralización de desechos tóxicos. Los ecosistemas también ofrecen beneficios no materiales, como los valores estéticos y espirituales y culturales, o las oportunidades de recreación (servicios culturales). Existe, entonces, una amplia gama de servicios ecosistémicos, algunos de los cuales benefician a la gente directamente y otros de manera indirecta.

Este concepto está dando lugar a muchos desarrollos. Entre ellos se encuentran las Evaluaciones del Milenio, como la que se ha desarrollado en España, la creación del Panel Intergubernamental de Biodiversidad y Servicios Ecosistémicos, o la iniciativa del pago por servicios ambientales.

Este póster constituye una representación gráfica de los servicios ecosistémicos que proporcionan los ecosistemas. Ha sio elaborado en el marco de la Evaluación de Ecosistemas del Milenio de España.

Paradoja del ambientalista: Desde hace algún tiempo, los ecologos han mostrado como los sistemas terrestres (ecosistemas) que dan soporte a la vida humana están degradándose. Sin embargo, aparentemente nuestro bienestar en aspectos tales como la riqueza, la salud, o la educación ha aumentado. La Evaluación de Ecosistemas del Milenio, paradójicamente, encontró que el bienestar humano se ha incrementado a pesar de grandes reducciones globales en los servicios de la mayoría de los ecosistemas.

La pregunta entonces es ¿por qué mientras que nuestro bienestar aumenta, la Tierra se degrada?

En respuesta a esta paradoja, Ciara Raudsepp-Hearne y sus colaboradores han publicado un artículo en la revista Bioscience en el que evalúan 4 hipótesis para explicar este desajuste:

1) Estamos midiendo de forma incorrecta el bienestar humano (en la primera entrada de este blog podéis ver una definición de éste término) .
2) El bienestar depende de los servicios de provisión (especialmente alimentos), que están aumentando, pero no de los servicios de regulación o los culturales, que están disminuyendo.
3) La tecnología ha conseguido desacoplar el bienestar humano del estado de la naturaleza.
4) El retraso que se produce entre la degradación del ecosistema y la pérdida de los servicios ecosistémicos asociados, puede dar lugar a futuros declives en el bienestar.

Los autores señalan que la primera hipótesis parece ser la más plausible, aunque también algunos elementos de las otras tres pueden estar implicados, y señalan que la ciencia aún no dispone de las herramientas adecuadas para comprender las implicaciones que este deterioro tiene para el bienestar humano.

El artículo de Raudsepp-Hearne y sus colaboradores, ha generado un interesante debate. Para empezar las estimaciones de bienestar humano realizadas a escala mundial, pueden enmascarar la disminución y las desigualdades a escala regional, nacional y local (Duraiappah 2011). Además, Duraiappah ha puesto en duda el Índice de Desarrollo Humano (IDH) como indicador del bienestar humano. Por otro lado, han surgido voces que consideran que la asunción inicial es falsa, es decir, que el bienestar humano no depende tanto de la naturaleza. Aunque como señala Evans podría ser tentador obviar este último punto de vista, en la práctica la economía dominante percibe el mundo como en la figura, en la que la física no existe y el medio ambiente es considerado como algo ajeno al sistema económico John Gowdy y sus colegas.

Entendiendo conceptos asociados a la definición de límites planetarios (II)

Por Javier Cabello Piñar y Domingo Alcaraz Segura

Dpto. Biología Vegetal y Ecología. Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG)

Universidad de Almería

Continuamos con los conceptos clave que encontramos en el vídeo de Rockström en TED sobre la identificación de los límites planetarios:


Antropoceno: Al reflexionar sobre el impacto cada vez mayor de la actividades humanas sobre los sistemas biológico, geoquímico, hidrológico y atmosférico de nuestro Planeta, el Premio Nobel Paul Crutzen (2002), sugirió que hemos entrado en una nueva época geológica que denominó Antropoceno. De acuerdo con esto, el Antropoceno es el período de la historia terrestre comprendido desde la Revolución Industrial hasta ahora, que se caracteriza por un impacto global muy significativo de las actividades humanas sobre los ecosistemas terrestres. Los geólogos están incluso empezando a considerar esta idea.

Resiliencia: La resiliencia es la capacidad de un sistema para cambiar continuamente y adaptarse para permanecer dentro de los umbrales críticos de su funcionamiento. Dicho de otra manera, la resiliencia es la capacidad de un sistema para hacer frente al cambio y seguir desarrollándose a largo plazo.

En un ecosistema como un bosque, esto puede implicar enfrentarse a tormentas, incendios o la contaminación, mientras que para una sociedad, implica contar con la capacidad de afrontar la incertidumbre política y económica, y los desastres naturales de una manera que sea sostenible y a largo plazo. En clase pusimos hablamos de la escasa resiliencia que tiene nuestra sociedad ante las perturbaciones del sistema financiero, o de la pérdida de resiliencia que se produce en un fumador ante las enfermedades de pulmón. En relación con esto vimos como investigar para aumentar la resiliencia de los sistemas (e.g. ecosistemas, sociedad, cuerpo humano, etc..) se ha convertido en uno de los principales desafíos de las ciencias ambientales, para hacer frente al cambio global.

Este vídeo elaborado por los alumnos del Centro de Estocolmo para la Resiliencia es un excelente material para comprender bien el concepto de resiliencia en los sistemas socio-ecológico. Si consultáis la wikipedia veréis que el concepto de resiliencia no es exclusivo de la ecología, se aplica también a los ámbitos de la piscología, la ingeniería y el derecho.

Resiliencia y Estados estables alternativos de los ecosistemas. En ocasiones, tienen lugar cambios sorprendentemente grandes en los ecosistemas. La teoría sugiere que tales cambios pueden ser atribuidos a estados estables alternativos. La comprensión de este fenómeno es importante porque implica una visión radicalmente diferente de  las opciones de gestión, y para entender los posibles efectos del cambio global sobre los ecosistemas. Los estados estables alternativos se entiende intuitivamente por medio de "paisajes" que representan las propiedades de estabilidad frente a diferentes condiciones externas. En la figura la pelota (que representa el estado del ecosistema) tiende a asentarse en los valles, que corresponden equilibrios estables. Las colinas representan un equilibrio inestable, y marcan la frontera entre dos valles alternativos. Los ecosistemas tienden a ocupar estados estables (valles), el tamaño de los valles o cuencas de atracción es la resiliencia. Una perturbación puede "empujar" al ecosistema hacia una "transición catastrófica" y pasar a otro estado estable (valle) diferente. Tomado de Scheffer & Carpenter 2003.

Sistemas socioecológicos: Si nos tomamos la idea del Antropoceno en serio, debemos reconocer que han surgido nuevos desafíos para las ciencias ambientales en relación a las complejas relaciones que existen entre el hombre y la naturaleza. Dicho de una manera directa, en el Antropoceno es imposible comprender la naturaleza sin la sociedad y la sociedad sin la naturaleza. Por ello ahora el objetivo central de nuestro interés debe estar en los sistemas socio-ecológicos. Este concepto surge  de la búsqueda del vinculo integrador y sostenible que debe darse en toda civilización para alcanzar un desarrollo sostenible.

Un sistema socio-ecológico  (social-ecological system) es sencillamente aquel sistema en el que la gente y la naturaleza están integrados. Una definición más formal es la que proporcionan Glaser et al. (2008): "Un sistema socio-ecológico es una unidad biogeofísica y de sus actores sociales y las instituciones asociadas. Los sistemas socio-ecológicos son complejos y adaptativos, y están delimitados por fronteras espaciales o funcionales de un ecosistema particular y sus problemas de contexto".

La resiliencia socio-ecológica es la capacidad de un sistema integrado por personas y la naturaleza para enfrentar el cambio y seguir desarrollándose. Se trata de la capacidad de soportar perturbaciones tales como el cambio climático o las crisis financieras y el uso de tales eventos para catalizar el cambio y la innovación.

Los sistemas socio-ecológicos resilientes justamente tienen la habilidad de desarrollar estas capacidades en diferentes contextos y así promover el potencial para el desarrollo sustentable: respondiendo y adaptándose a los cambios evitando el deterioro de las oportunidades para las generaciones futuras y evitando el deterioro de nuestra civilización humana.

Entendiendo conceptos asociados a la definición de límites planetarios (I)

Por Javier Cabello Piñar y Domingo Alcaraz Segura

Dpto. Biología Vegetal y Ecología. Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global (CAESCG)

Universidad de Almería

Continuando con el plan de clase nos adentramos en la segunda fase del ABP: "Definir e identificar los problemas que componen el escenario". Para ello visitamos el vídeo de Rockström en TED.

Este vídeo constituye la forma más sencilla de adentrarnos en el asunto. Tras algunos debates de clase fuimos destacando los conceptos más novedosos y llamativos para los alumnos, y las preguntas que les surgieron.

Entre otros, los conceptos clave fueron:

Límite planetario: los límites son los rangos de valores que no debe ser sobrepasados para evitar acercarnos a los umbrales de cambio de estado en cada uno de los procesos clave identificados. De una manera operativa convenimos en que se refieren a las líneas perimetrales que delimitan el polígono que define al espacio operativo seguro para la humanidad. En este vídeo puedes ver la explicación de Jonathan Foley sobre la importancia de transgredir estas fronteras.

Este concepto surge de reconocer que la humanidad se convertido en la principal fuerza que dirige el cambio en la Tierra.

Espacio operativo seguro para la humanidad: Para los nueve procesos clave, los autores han identificado umbrales de cambio que no deben ser superados. El espacio ambiental en el que la humanidad se puede desenvolver de una manera no crítica es aquel en el que los valores para dichos procesos clave están por debajo de sus umbrales. Por tanto, podemos decir que, el espacio operativo para la humanidad es el área comprendida dentro del polígono que resulta de unir los límites de los 9 procesos clave.

Para aclarar un poco más la situación aquí tenéis el nonágono que define a los límites planetarios:

Umbral ecológico: El concepto de umbral se refiere al valor de un agente físico o estímulo a partir del cual comienzan a sentirse sus efectos. En ecología, este concepto se refiere al punto clave que permite diferenciar varios estados a los que puede llegar un ecosistema. También ha sido definido como "el punto en el que ocurre un cambio abrupto en la calidad, propiedad o fenómeno, o donde un ambio pequeño en un factor desencadenante (e.g. contaminantes, fragmentación del paisaje, etc.) produce grandes respuestas en el ecosistema (Groffman et al. 2006).

El escaso conocimiento que tenemos sobre la complejidad de los umbrales ecológicos hace que generalmente sean identificados después de que hayan sido superados, lo que miniza su valor para emplearse en la gestión de los ecosistemas (Briske et al. 2006).

En general, podemos decir que el concepto de umbral hace referencia a la no-linearidad de las respuesta de sistemas ecológicos o biológicos ante las presiones de origen natural o humano.

En el ejercicio de Rockström y colaboradores se identifican dos tipos de límites planetarios en función de que el umbral sea conocido o no. En la siguiente figura podéis apreciar esta cuestión.

En el gráfico de la izquierda referido a la concentración de CO2 en la atmósfera se puede reconocer la existencia de un umbral, por encima del cual la variable respuesta (en este caso superficie de las zonas heladas del planeta) cambia su estado bruscamente. En el gráfico de la derecha, referido a la superficie de ecosistemas terrestres transformados en campos de cultivo, no hay un límite conocido, por tanto la variable respuesta (secuestro de carbono por parte de los ecosistemas terrestres) es un poco más gradual, lo que no quiere decir que superados unos niveles peligrosos, no se produzca un cambio de estado.

Referencias

Groffman, P. M., Baron, J. S., Blett, T., Gold, A. J., Goodman, I., Gunderson, L. H., Levinson, B. M., Palmer, M. A., Paerl, H. W., Peterson, G. D., LeRoy Poff, N., Rejeski, D. W., Reynolds, J. F., Turner, M. G., Weathers, K. C., Wiens, J. (2006). Ecological thresholds: the key to successful environmental management or an important concept with no practical application?. Ecosystems 9:1- 13.

Briske, D. D., Fublendorf, S. D., Smeins, F. E. (2006). A unified framework for assessment and application of ecological thresholds. Rangeland Ecology Management 59: 225-236.