El cambio climático nos enseña que todo está conectado. Las palabras ecología y economía comparten una raíz común, oikos, casa. Los ecosistemas son dinámicos y su composición y estructura se modifica con el tiempo. Periódicamente se presentan perturbaciones como incendios, huracanes, sequías, inundaciones, plagas que modifican substancialmente a los pastizales, bosques, esteros, manglares y otras comunidades. Después de un evento de perturbación que afecta a algunas de las poblaciones, al proceso de cambio de la comunidad a su estado previo (maduro) se le conoce como sucesión ecológica. El ecólogo estadounidense Frederic E. Clements (1874-1945) fue uno de los pioneros en el estudio del fenómeno de la sucesión y en el desarrollo de su teoría. Clements sugirió que después de una perturbación la vegetación regresa a un estado “climax”, determinado por las condiciones del clima. Actualmente, el principal régimen de perturbación lo constituyen las actividades humanas. Tras este breve paseo por el Antropoceno, es evidente que el crecimiento acelerado de la población humana y el aumento en la demanda de los recursos naturales han generado una transformación y alteración de los ecosistemas. A pesar de que en muchos contextos el cambio global se ha equiparado al cambio climático, lo cierto es que sus efectos van mucho más allá.
Impactos del Cambio Climático y Actividades Humanas
El cambio climático ha transformado los ecosistemas marinos, terrestres y de agua dulce en todo el mundo. El aumento de la temperatura y la menor disponibilidad de agua son factores determinantes para el funcionamiento de los ecosistemas. En la tierra, las temperaturas superiores han obligado a animales y plantas a desplazarse a zonas más elevadas o a latitudes más altas, muchos de ellos hacia los polos de la Tierra, con consecuencias de gran envergadura para los ecosistemas.
Alteraciones en Ecosistemas Terrestres
La disminución del número de días de nieve y el menor número de días de frío extremo hace que las especies adaptadas a condiciones de frío suban en altitud, si pueden. Algunas se extinguirán probablemente. Las especies que mejor se adapten al aumento de temperaturas se expandirán. La disminución de las precipitaciones medias anuales provoca sequías más prolongadas en las zonas de montaña. Otro de los efectos del cambio climático es el aumento de la frecuencia de lluvias torrenciales. Se calcula que las pérdidas de suelo después de lluvias torrenciales pueden ser de hasta 100 veces superiores en zonas quemadas. Además, el abandono de la ganadería extensiva aumenta la matorralización y con ello la pérdida de pastos de alta montaña y el riesgo de incendios. Los bosques cumplen un papel esencial, retienen el suelo y, por ello, evitan la erosión. Los bosques, especialmente aquellos con árboles de tamaños variados y de diversas especies, son más resistentes al cambio climático, resisten mejor los incendios forestales y se defienden mejor de las plagas. Además, contribuyen a la mitigación del cambio climático. Por ejemplo, un aumento de la temperatura puede favorecer el crecimiento de la vegetación y, por tanto, la incorporación de mayor cantidad de materia orgánica en el suelo.
Transformación por Usos del Suelo
La tala indiscriminada de bosques, la agricultura intensiva o la expansión de núcleos urbanos son las principales fuerzas de transformación de los ecosistemas terrestres. Los cambios de uso del suelo debidos a la construcción de infraestructuras y los procesos de urbanización, la minería o la agricultura son los principales motores de cambios de uso del suelo hoy en día. Entre el 30 y el 50% de la superficie terrestre ha sido transformada o degradada por la actividad humana. Algunos impactos derivados de la producción de alimento son la contaminación de aguas subterráneas por el uso de fertilizantes o la salinización de tierras de cultivo en riego, lo que ha supuesto la pérdida de 1,5 billones de hectáreas de suelo cultivable con una pérdida asociada de 11 billones de dólares de producción (Postel et al., 1996). Con respecto a la construcción de infraestructura o la minería, además de la pérdida de suelo fértil y hábitat de diversas especies, los grandes movimientos de tierras asociados con estas actividades afectan directamente al relieve y por tanto al funcionamiento hidrológico de los ecosistemas. Pero los impactos de las actividades como la minería o la explotación de combustibles fósiles van más allá.
Además, el cambio en el uso del suelo puede tener efectos directos sobre el clima, aumentando la cantidad de radiación y la evapotranspiración. Las islas de calor generadas en las ciudades son el ejemplo más extremo de cómo el cambio de usos puede afectar al clima (Oke, 1973). La pérdida de la vegetación o el aumento de las superficies impermeables como los edificios o los pavimentos contribuyen a un aumento de la temperatura en las ciudades.
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Afecciones en Ecosistemas Acuáticos y Marinos
La alteración de los ecosistemas marinos debido a los cambios de uso es más difícil de evaluar. Sin embargo, existen efectos evidentes de la concentración de la población en zonas costeras que han degradado más del 50% de la superficie de manglar y se estima que alrededor del 70% de los recursos pesqueros ligados a estos ecosistemas. Los manglares o los arrecifes de coral funcionan como barreras naturales frente a los eventos extremos como maremotos o tsunamis (Kathiresan y Rajendran, 2005).
Los humedales, charcas y lagunas son ecosistemas muy vulnerables por su dependencia del agua, tanto superficial como subterránea, tanto en cantidad como en calidad. Los humedales, en especial las turberas, son también grandes almacenes de carbono y, por tanto, tienen un papel esencial en la mitigación del cambio climático. Albergan mucha vida (aves, peces, anfibios, plantas acuáticas, algas) y además aportan gran diversidad paisajística, especialmente en las zonas más áridas de nuestro país. Son esenciales para las aves en sus rutas migratorias, cuyas pautas también están cambiando con el aumento de las temperaturas.
El ascenso del nivel del mar y el aumento en la frecuencia e intensidad de los temporales afecta a los ecosistemas costeros. Los sistemas dunares, ya alterados por el desarrollo urbanístico del litoral, están más expuestos a la erosión por los temporales. En el océano, las crecientes temperaturas aumentan el riesgo de pérdida irreversible de los ecosistemas marinos y costeros. En el mar, el aumento de la temperatura del agua está provocando mortandades masivas del coral rojo, que necesita aguas frescas. El aumento de emisiones de CO2 provoca la acidificación del océano. El aumento del dióxido de carbono disuelto provoca reacciones químicas que finalmente se traducen en una menor disponibilidad del calcio que necesitan los organismos para sus estructuras corporales. La conservación de los ecosistemas submarinos es crucial para la propia regulación del clima. Las praderas submarinas son altamente productivas. Una hectárea de pradera de Posidonia oceánica, muy importante en el Mediterráneo, equivale a 15 hectáreas de bosque prístino amazónico en términos de su capacidad de secuestro de carbono.
Proyecciones del Cambio Climático y Datos Clave
El mecanismo de acción del cambio climático está directamente relacionado con la concentración de gases de efectos invernadero como el CO2 en la atmósfera; la Tierra emite parte de la energía recibida del Sol en forma de luz visible y radiación ultravioleta en forma de radiación infrarroja. Por ejemplo, las explotaciones mineras, la quema de combustibles fósiles o la transformación de masas arbóreas en pastizales liberan grandes cantidades de CO2, que es el principal responsable de un proceso conocido por todos como cambio climático.
| Aspecto Impactado / Dato Clave | Magnitud |
|---|---|
| Superficie terrestre degradada por actividad humana | Entre el 30 y el 50% |
| Pérdida de suelo cultivable | 1,5 billones de hectáreas |
| Pérdida económica asociada a suelo cultivable | 11 billones de dólares de producción |
| Superficie de manglar degradada | Más del 50% |
| Recursos pesqueros ligados a manglares perdidos (estimado) | Alrededor del 70% |
| Emisiones históricas de CO2 (desde 1750) | 555 billones de toneladas métricas |
| Proyección de aumento de temperaturas medias globales | Entre 1,5 y 4,5˚C |
| Proyección de descenso del pH de los océanos | Entre 0,14 a 0,35 unidades |
| Proyección de subida del nivel del mar (finales s. XXI) | En torno a 0,15m |
| Aumento en la entrada de nitrógeno en ecosistemas (actividad humana) | Multiplicado por dos |
| Porcentaje de agua dulce global destinado a agricultura | Más del 70% |
| Capacidad de secuestro de carbono de 1 hectárea de Posidonia oceánica | Equivale a 15 hectáreas de bosque amazónico |
| Área que ocupan las turberas a nivel mundial | Sólo el 3% de la tierra |
| Carbono almacenado en turberas | El doble que todos los bosques |
| Ritmo de secuestro de CO2 en praderas marinas y manglares | Hasta cuatro veces mayor que el de los bosques terrestres |
Desde 1750 los humanos hemos emitido 555 de billones de toneladas métricas de CO2 a la atmósfera. Se estima que las temperaturas medias del planeta aumenten entre 1,5 y 4,5˚C, y que las olas de calor sean más duraderas y frecuentes. Se espera que exista un aumento de precipitación en áreas tropicales (por una mayor incidencia del monzón) y en latitudes altas como una consecuencia de la modificación del ciclo hidrológico global, con una mayor incidencia de eventos de lluvia extremos. Sin embargo, se espera un descenso de la precipitación en áreas subtropicales. Ya se observa una pérdida acelerada de los casquetes polares, sobre todo en el Ártico, donde se espera que puedan haber desaparecido a finales del siglo. El aumento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera generará una disminución del pH de los océanos de entre 0,14 a 0,35 unidades. Se cree que la subida del nivel del mar hacia la mitad del siglo XXI sea de unos 0,02m y, para finales de siglo, de en torno a 0,15m.
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Alteraciones en los Ciclos Biogeoquímicos y la Biodiversidad
Y es que otro de los grandes efectos del cambio climático es el cambio de estacionalidad. Los árboles caducifolios pierden más tarde sus hojas; la floración se adelanta, las interacciones con los polinizadores se desajustan. Además, el cambio climático tiene consecuencias directas sobre la distribución de especies. Por ejemplo, el pingüino de Adelaida y el emperador son dos especies especialmente vinculadas al hielo y a las masas de agua cercanas a las placas polares, donde establecen sus áreas de cría y salen a pescar. Por su parte, los pingüinos emperador deben hacer frente a otros problemas. El emperador nidifica en el mes de octubre, y para eso requiere que las placas de hielo tengan un cierto espesor.
El Ciclo del Agua
El agua (H20) es la molécula más abundante en la superficie del planeta Tierra. Es la única molécula que se puede encontrar naturalmente en estado sólido, líquido y gaseoso y es esencial a toda la vida en la Tierra. Las propiedades del agua proporcionan un medio perfecto para las reacciones biológicas que ocurren dentro de las células, desde la capacidad de almacenar energía a través de la fotosíntesis, hasta el consumo de energía a través de la respiración. El ciclo del agua (flujo por gravedad, evaporación y condensación) contribuye de manera esencial al mantenimiento de los organismos vivos. El agua que se evapora de los océanos con la energía del sol, es transportada por la circulación de los vientos alrededor del planeta. Al elevarse siguiendo los contornos de las montañas, se enfría y se transforma en lluvia proporcionando humedad a bosques, selvas, pastizales y matorrales. Abastece arroyos, ríos, lagos, aguas subterráneas y finalmente regresa al mar.
El consumo de agua dulce a nivel global también se ha visto afectado de manera indirecta por la degradación de los ecosistemas terrestres, en los que la pérdida de la vegetación nativa aumenta la erosión y el flujo de agua hacia los ríos, disminuyendo la recarga de los acuíferos. Asimismo, la agricultura o los procesos industriales generan vertidos y usan los recursos hídricos sin la compartimentación necesaria, lo que conlleva la contaminación de los cursos de los ríos, poniendo en peligro el funcionamiento y la diversidad asociada a estos ecosistemas, además de nuestra propia salud. Aunque sólo una pequeña parte del agua disponible es usada por los humanos, más del 70% de este recurso se destina a agricultura. Para hacer frente a la demanda creciente de agua, los sistemas riparios han sido fuertemente transformados mediante diques, presas o han sido canalizados. La transformación de los ciclos hidrológicos puede tener además consecuencias sobre el clima local. El aumento de áreas de agricultura de regadío modifica la dinámica de lluvias y las tormentas. En cambio, la transformación de bosques en pastizales aumenta el efecto albedo y la evapotranspiración, lo que conlleva un aumento de la temperatura y un descenso de las precipitaciones.
Ciclos del Carbono y Nitrógeno
Los elementos químicos que constituyen a los seres vivos como el carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, potasio, calcio, fósforo, azufre y otros, se transportan entre los organismos vivos y entre los componentes no vivos del planeta. Estos elementos son parte esencial de la estructura y la función de los organismos vivos. Algunos se acumulan en ellos mientras están vivos y regresan al suelo y a la atmósfera cuando mueren.
El carbono se encuentra en la atmósfera, en la biósfera, en los océanos y en los sedimentos. Las plantas toman bióxido de carbono de la atmósfera y lo convierten en carbohidratos y de esta forma gran parte queda almacenado en los bosques y en el suelo. En el mar muchos organismos utilizan el carbono para formar sus esqueletos externos y sus conchas. El carbono regresa a la atmosfera a través de la respiración de los organismos, de la descomposición orgánica, de la combustión, y de las erupciones volcánicas. Se sabe que las actividades humanas han multiplicado por dos la entrada de nitrógeno en los ecosistemas.
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Flujo de Energía
Los seres vivos requieren de energía para realizar sus actividades básicas de crecimiento, reproducción y sobrevivencia. Las plantas son los productores primarios que transforman la energía del sol en energía química a través de la fotosíntesis. Primero la molécula de clorofila absorbe la energía de la luz y divide las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Como segundo paso, el bióxido de carbono es transformado en carbohidratos (azúcares), es decir en moléculas mayores de carbono, hidrógeno y oxígeno. Los herbívoros, como consumidores primarios, se alimentan de las plantas y obtienen de ellas nutrientes y energía, que a su vez son pasados a los carnívoros y de éstos a los descomponedores. En cada transformación, parte de la energía se transforma en calor (segunda ley de la termodinámica), así que siempre habrá más productores primarios que herbívoros y siempre habrá más herbívoros que consumidores secundarios (carnívoros) formando una pirámide trófica. La gran mayoría de los seres vivos para utilizar la energía, tenemos que obtenerla de las moléculas en donde está guardada. Los carbohidratos al ser combinados con oxígeno, se rompen, proporcionando energía y regresando a ser bióxido de carbono y agua. A este proceso se le conoce como respiración.
La Crisis de la Biodiversidad
La diversidad biológica - o biodiversidad - es la variedad de vida en la Tierra, en todas sus formas, desde genes y bacterias hasta ecosistemas completos como bosques o arrecifes de coral. La biodiversidad constituye la red vital de la que dependemos para muchísimas cosas - alimentos, agua, medicinas, un clima estable y crecimiento económico, entre otras. Más de la mitad del PIB mundial depende de la naturaleza. Más de mil millones de personas dependen de los bosques para su subsistencia. Pero la naturaleza está en crisis. Hasta un millón de especies están amenazadas por el riesgo de extinción, siendo para muchas de ellas cuestión de décadas. Ecosistemas únicos como partes de la selva amazónica están pasando de ser sumideros de carbono a fuentes de carbono debido a la deforestación. El principal impulsor de la pérdida de biodiversidad sigue siendo el uso de la tierra por parte de los humanos - principalmente para la producción de alimentos. La actividad humana ya ha alterado más del 70 por ciento de toda la superficie sin hielo. Pero el cambio climático desempeña un papel cada vez más importante en el declive de la biodiversidad. En general, el cambio climático afecta a la salud de los ecosistemas, influyendo en los cambios de distribución de las plantas, los virus, los animales e incluso los asentamientos humanos. Esto puede generar más oportunidades para que los animales propaguen enfermedades y los virus se transmitan a los humanos. Los ecosistemas están sufriendo el impacto del cambio climático a gran escala. Los más afectados son los Andes, las selvas tropicales, las sabanas o las regiones circumpolares. Los ecosistemas cambian por el cambio climático.
Estrategias de Conservación y Adaptación
El cambio climático y la pérdida de biodiversidad (así como la contaminación) forman parte de una interrelacionada triple crisis planetaria a la que el mundo se enfrenta actualmente. La conservación de los ecosistemas es un tema central en el contexto de cambio climático. Generar conocimiento sobre los impactos del cambio climático en la biodiversidad es fundamental para desarrollar políticas y acciones que permitan atenuar dichos impactos. En este contexto, el objetivo de la Dirección de Vulnerabilidad y Adaptación Ecológica (DVAE) es desarrollar, coordinar y difundir información técnica y científica sobre la conservación, restauración y manejo sustentable de los ecosistemas, como base para la construcción del proceso de adaptación de las comunidades humanas a los impactos del cambio climático. México, como país biodiverso tiene una gran responsabilidad en la conservación de los ecosistemas, y también un enorme reto para su manejo sustentable.
Cuando las actividades humanas producen gases de efecto invernadero, aproximadamente la mitad de las emisiones permanece en la atmósfera, mientras la otra mitad es absorbida por la tierra y el océano. La protección, gestión y restauración forestal, por ejemplo, ofrece aproximadamente dos tercios del potencial total de mitigación de todas las soluciones naturales. Las turberas - humedales como marismas y pantanos - ocupan sólo el 3 por ciento de la tierra mundial, pero almacenan el doble de carbono que todos los bosques. Los hábitats del océano como las praderas marinas y los manglares también pueden secuestrar el dióxido de carbono de la atmósfera a un ritmo hasta cuatro veces mayor que el de los bosques terrestres. La conservación y restauración de los espacios naturales, tanto en la tierra como en el agua, es esencial para frenar las emisiones de carbono y adaptarse a un clima ya cambiante. “El cumplimiento del marco contribuirá a la agenda climática, mientras que la plena aplicación del Acuerdo de París es necesaria para que el marco tenga éxito” dijo Inger Andersen, directora del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente.
Vulnerabilidad de las Comunidades Humanas
La mayoría de pueblos indígenas de América Latina se basa en una economía de subsistencia (propio cultivo de hortalizas y cereales, la caza y la pesca) y dependen en gran medida de las condiciones naturales. A la vez, su acceso a información, infraestructura y tecnología sigue siendo menor que en otros grupos poblacionales. Los cambios en la época y la cantidad de lluvias en la región amazónica, el deshielo de los glaciares andinos y la resultante escasez de agua, el aumento de los huracanes en América Central son, en su conjunto, indicios de cambios climáticos que se reflejan directamente en la seguridad alimentaria y en las condiciones de vida de los pueblos indígenas. Para muchos pueblos es vital que la relación entre naturaleza, espíritus y seres humanos se encuentre en equilibrio.
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