domingo, 30 de octubre de 2011

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

Por Javier Cabello Piñar y Domingo Alcaraz Segura


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.

sábado, 29 de octubre de 2011

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


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.

jueves, 27 de octubre de 2011

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


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.



miércoles, 5 de octubre de 2011

Identificando los límites planetarios a escala regional en los ecosistemas áridos y semiáridos de Andalucía (España)

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


Una manera de comenzar para el curso 2011-12


Este año el modo de enseñanza que adoptaremos para esta asignatura será un ABP, Aprendizaje Basado en Problemas. Seguir esta estrategia implicará ir dando los siguientes pasos:


1) Planteamiento de un escenario de partida.

2) Definir e identificar los problemas que componen el escenario.

3) Analizar los problemas: preguntar, explicar, formular hipótesis.

4) Hacer una lista sistemática del análisis.

5) Formular los resultados del aprendizaje esperado.

6) Aprendizaje independiente en los resultados.

7) Sintetizar y presentar nueva información.


Aprovechamos esta entrada del blog (que retomamos este año) para exponer el escenario. Puesto que contamos con docencia en español e inglés, la entrada está en los dos idiomas, una practica que seguiremos de ahora en adelante.


Escenario


Identificación de los límites planetarios a nivel regional en los ecosistemas áridos y semiáridos de Andalucía (España)


Español


Durante el último medio siglo, las actividades humanas han degradado el Planeta Tierra, el sistema que de soporte a la vida (Likens, 1991; Vitousek et al, 1997;. Steffen etal, 2004;. Foley et al, 2005;.. Haberl et al, 2007). Esto ha provocado una disminución global de los servicios ecosistémicos, esto es, de los beneficios que las personas obtienen de los ecosistemas (Daily, 1997; MEA, 2005). Esta trayectoria insostenible que estamos imponiendo al planeta, exige un cambio dramático en la relación que la sociedad tiene con el medio, para evitar daños irreparables en el Sistema que da soporte a la vida.

A escala global, muchos de estos cambios parecen estar acercándose o incluso haber excedido los límites que garantizan un funcionamiento seguro para el mantenimiento a largo plazo del bienestar humano (Rockström et al., 2009). El estableclimiento de estos “Límites Planetarios” representa una nueva estrategia mediante la que afrontar el impacto del Cambio Global, y establece la necesidad de una nueva y adaptativa gobernanza a escala regional y local. Los modelos actuales de gobernanza y gestión están ajenas, o simplemente no tienen capacidad de mandato para actuar sobre este riesgo planetario. Es necesario, por tanto, definir los límites del "campo de juego planetario" para la humanidad, si queremos evitar cambios más drásticos inducidos por el hombre a escala global.

La investigación para la identificación de los límites planetarios y cómo podemos crear un "espacio operativo seguro para la humanidad", ha cobrado impulso desde su lanzamiento en septiembre de 2009 (Rocksrom et al. 2009). Los responsables políticos y los principales científicos del mundo que trabajan en la sostenibilidad global están trabajando conjuntamente para llevar el mensaje a los más altos niveles de decisión. este es el caso de las recientes declaraciones del Secretario General Ban Ki-moon, quien durante un discurso en el Diálogo de los Líderes sobre el Cambio Climático, instó a la sociedad global de pie detrás de la ciencia de los límites planetarios. Ban Ki-moon dijo textualmente: "Ayúdadnos a defender a la ciencia que demuestra que el clima y los límites planetarios se están desestabilizando a una velocidad que ya resulta peligrosa". Además, señaló a los líderes del mundo que podrían contar con su compromiso de llevar un acuerdo en este sentido a la COP-17 próximo en Durban, Sudáfrica, a finales de este año, y a la Conferencia Río +20 sobre el Desarrollo Sostenible, que tendrá lugar en Brasil el próximo año.

En Andalucía, la Consejería de Medio Ambiente desarrolla una estrategia de adaptación de los modelos de gestión del medio natural y la biodiversidad actuales hacia otros nuevos a través del Programa Andaluz de Adaptación al Cambio Climático. En el marco de este Programa se ha creado la Red de Observatorios de Cambio Global de Andalucía, una plataforma que integra investigación y gestión para contribuir a la mitigación y adaptación frente al cambio global en los espacios naturales andaluces. La red cuenta ya con 5 centros ubicados en espacios naturales que abarcan una representación de los principales ecosistemas andaluces. El Espacio Natural Doñana aloja el centro especializado en humedales mientras que en el Parque Nacional Sierra Nevada se encuentra el dedicado a las altas cumbres. Desde el Parque Natural del Estrecho se estudian las zonas litorales, y los ambientes áridos y semiáridos desde el Parque Natural Cabo de Gata-Níjar. El quinto centro estará localizado en la Sierra de Cazorla y se especializará en los bosques mediterráneos. Para el caso de los ecosistemas áridos y semiáridos, la actuación de la red se está canalizando a través del proyecto GLOCHARID, de cuya ejecución es responsable el CAESCG, y entre cuyos objetivos figura el de la obtención de la información necesaria para caracterizar los límites de cambio aceptable.

El objetivo de esta asignatura será identificar cuáles son los límites más relevantes en los ecosistemas semiáridos del SE, qué nivel de conocimiento existe sobre cada una de ellas, y cuál sería el “espacio seguro” dentro del que la sociedad debería operar.

Inglés


Regional identification of Planetary boundaries in drylands of Andalusia (Spain)


Over the last half-century, human activities have eroded Earth’s life-support system (Likens, 1991; Vitousek et al., 1997; Steffen et al., 2004; Foley et al., 2005; Haberl et al., 2007). This has caused an overall global decline in many of Earth’s most important ecosystem services, the benefits that people derive from ecosystems (Daily, 1997; MEA, 2005). This unsustainable trajectory demands a dramatic change in society’s relationship with the environment to avoid irreparable damage to Earth’s life-support systems.

At the global scale, many of these changes appear to be approaching or may have exceeded the safe operating limits for the long-term well-being of humanity (Rockström et al., 2009). The strategy of planetary boundaries implies the need for new and adaptive governance at the global, regional, and local scales. At present, the traditional governance and management paradigms are often unaware and unable of taking actions regarding these global risks. Planetary boundaries define, as it were, the boundaries of the “planetary playing field” for humanity if we want to be sure of avoiding major human-induced environmental change on a global scale.


This new strategy is gradually gaining momentum. Recently, the United Nations Secretary General Ban Ki-moon has urged world leaders to implement it. The research on identifying critical planetary boundaries and how we can create a "safe operating space for humanity" has gained increasing momentum since its launch in September 2009. Policy makers and the world's leading scientists on global sustainability are now jointly working to take the message to the highest decision-making level. "Help us defend the science" Further evidence of this is the recent statements by UN Secretary-General Ban Ki-moon who, during a speech to the Leaders' Dialogue on Climate Change, urged global society to stand behind science on planetary boundaries. "Help us defend the science that shows we are destabilizing our climate and stretching planetary boundaries to a perilous degree," said the Secretary-General. He told the leaders that he was counting on their commitment to agreement at the upcoming COP17 in Durban, South Africa, later this year, and at the Rio+20 Conference on Sustainable Development in Brazil next year.


In Andalusia, the Region’s Ministry of Environment is developing a strategy for adapting its traditional management scheme of biodiversity and the natural environment into a new and more adaptive approach. This strategy has been formalized within the Andalusian Program for Adaptation to Climate Change. This program includes the creation of the Observatory Network for Global Change in Andalusia, a platform that integrates research and management to contribute with effective mitigation and adaptation to global change in natural areas of Andalusia. The network already has five nodes representing the major ecoregions of Andalusia. The node for drylands is placed in the Andalusian Center for the Assessment and Monitoring of Global Change, placed at the University of Almería. To evaluate the current status and provide monitoring indicators of Global Change effects on Andalusian drylands, CAESCG launched the GLOCHARID project in 2009, whose results will be used to characterize the boundaries of acceptable change in the drylands region.


The aim of this course is to identify what are the most important “planetary boundaries” in the Andalusian drylands, what the current knowledge on the limits for each one of them, and what the "safe operational space" should be to warrant the sustainability of the ecological and social systems.


Referencias/ References:


Daily, G.C., 1997. Nature's Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems. Island Press, Washington.
Foley, J.A., DeFries, R., Asner, G.P., Barford, C., Bonan, G., Carpenter, S.R., Chapin, F.S., III, Coe, M.T., Daily, G.C., Gibbs, H.K., Helkowski, J.H., Holloway, T., Howard, E.A., Kucharik, C.J., Monfreda, C., Patz, J.A., Prentice, I.C., Ramankutty, N., Snyder, P.K., 2005. Global consequences of land use. Science 309, 570-574.
Haberl, H., Erb, K.H., Krausmann, F., Gaube, V., Bondeau, A., Plutzar, C., Gingrich, S., Lucht, W., Fischer-Kowalski, M., 2007. Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in Earth's terrestrial ecosystems. Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A. 104, 12942-12945.
Likens, G.E., 1991. Human-accelerated environmental change. Bioscience 41, 130.
MEA, 2005. Ecosystems and Human Well-being: Synthesis. Island Press, Washington.

Rockström, J., Steffen, W., Noone, K., Persson, Å., Chapin, F.S., III, Lambin, E.F., Lenton, T.M., Scheffer, M., Folke, C., Schellnhuber, H.J., Nykvist, B., de Wit, C.A., Hughes, T., van der Leeuw, S., Rodhe, H., Sörlin, S., Snyder, P.K., Costanza, R., Svedin, U., Falkenmark, M., Karlberg, L., Corell, R.W., Fabry, V.J., Hansen, J., Walker, B., Liverman, D., Richardson, K., Crutzen, P., Foley, J.A., 2009. A safe operating space for humanity. Nature 461, 472-475.

Steffen, W.L., Sanderson, A., Tyson, P.D., Jäger, J., Matson, P.A., Moore, B., III, Oldfield, F., Richardson, K., Schellnhuber, H.-J., Turner, B.L., II, Wasson, R.J., 2004. Global Change and the Earth System: A Planet under Pressure. Springer-Verlag, New York.
Vitousek, P.M., Mooney, H.A., Lubchenco, J., Melillo, J.M., 1997. Human domination of Earth's ecosystems. Science 277, 494-499.

http://www.un.org/apps/news/story.asp?NewsID=39627&Cr=climate+change&Cr1=

http://www.caescg.org

http://www.glocharid.org


Recursos para el escenario/ Resources for the scenario:


http://www.un.org/apps/news/story.asp?NewsID=39627&Cr=climate+change&Cr1=

http://www.ted.com/talks/view/lang/spa//id/945

http://zco1999.wordpress.com/2010/01/30/los-nueve-limites-planetarios-del-stockholm-resiliance-institute/

http://www.ambiental.net/noticias/politicas/GhioneLimitesPlanetarios09.pdf

http://www.barrameda.com.ar/dp/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=1935

http://www.stockholmresilience.org/research/researchnews/planetaryboundariesresearchgainsfurthermomentum.5.587b3d0a1325af354a580008275.html

http://www.google.es/search?gcx=c&ix=c1&sourceid=chrome&ie=UTF-8&q=Ecology+and+Society+Planetary+Boundaries