VI Jornada CREAF–SCB-ICHN
ATUREM LA PÈRDUA DE BIODIVERSITAT
La intensificació agrícola i la biodiversitat: implicacions per la conservació
F. XAVIER SANS SERRA Departament de Biologia Vegetal Universitat de Barcelona
Barcelona, 3 Desembre 2009
VI Jornada CREAF–SCB-ICHN
ATUREM LA PÈRDUA DE BIODIVERSITAT
Continguts 1. Importància de la biodiversitat en els agroecosistemes 2. Que entenem per intensificació? 3. Una qüestió d’escala / Indicadors del procés 4. Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat 1. Visió general 2. Efectes sobre la biodiversitat vegetal cultivada 3. Efectes sobre la biodiversitat vegetal no cultivada als agrosistemes herbacis extensius de secà 5. Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
Importància de la biodiversitat dels agroecosistemes
Valors i funcions del agroecosistemes (espais agrícoles)
Valors
Funcions
Productius
Econòmics
Energia, materials (clima sòl, aigua), paisatge
Usos del sòl, estructura productiva, estructura empresarial, rendes, etc.
Ecològics
Ambientals
Biodiversitat, hàbitats, corredors ecològics, etc.
Microclima, millora de la qualitat de l’aire, qualitat acústica, qualitat de vida, etc.
Culturals
Socials
Patrimoni arquitectònic, xarxa de camins, xarxa de reg, Tradició rural, paisatge, etc, .
Us social del territori (recreatiu, turístic, educatiu, etc.),m percepció del medi, equipaments, etc.
Elaborat a partir de Gómez-Sal et al., 2007 i Montasell, 2008
Importància de la biodiversitat dels agroecosistemes
Valors (funcions) de la biodiversitat als agroecosistemes Agronòmica ● Control de plagues i malalties ● Pol·linització ● Millora de les propietats del sòl ● Ecològica ● Creació d’hàbitats ● Funcionament de l’ecosistema i reciclatge de nutrients ● Espècies indicadores ● Patrimonial ● Estètica ● Conservació d’hàbitats I espècies endèmiques, característiques, etc.
Importància de la biodiversitat dels agroecosistemes
Els agrosistemes són els hàbitats on s’ha manifestat una major pèrdua de biodiversidad BOSCOS ÀREES ARBRADES
AGRICULTURA
36%
47%
17% ALTRES USOS
European Environmental Agency, 2009
Preston et al. 2002
Que entenem per intensificació?
La intensificació agrícola: causes i conseqüències
Escala de paisaje • agregació de parcel·les (concentració parcel·laria) • eliminació de les àrees no cultivades Escala de finca / parcel·la • Monocultiu • Llaurada excessiva • Fertilització mineral i/o orgànica excessiva • Aplicació reiterada de pesticides amb l’objectiu de controlar plagues i espècies arvenses
Que entenem per intensificaci贸?
Que entenem per intensificació?
Canvis en les pràctiques i en les aportacions externes
Robinson and Sutherland, 2002. J. Apl. Ecol. 39, 157–176
Que entenem per intensificació?
Evolució del consum de fitosanitaris al món i a Catalunya els darrers 50 anys 60
●
30.000
●
20.000
●
10.000 0
●
1960
1980
50 40 30
●
●
●
●
●
20 10
● 1970
Milions (€)
Milions (€)
40.000
1990
2000
Ticó Maluquer, 2004. Quaderns Agraris 29 65-78
0 1986
1987
1992
1997
2002
Una qüestió d’escales espacials
La intensificació és una qüestió d’escala espacial
PAISATGE Complexitat del paisatge (escala regional)
FINCA Hàbitats asociats als marges (escala local)
PARCEL·LA Gestió agronòmica
Indicadors de la intensificació
Indicadors (mesures) de la intensificació A escala de paisatge •
Superfície agrícola (%)
•
Fragmentació de l’hàbitat
•
Diversitat del paisatge
•
Nombre d’hábitats
A escala de parcel·la •
Pràctiques agrícoles (llaurada, fertilització, ús de plaguicides pel control flora arvense, plagues i malalties, etc.)
•
Índexs d’intensificació (combinació pràctiques agrícoles)
•
Gestió (ecològica versus convencional)
Indicadors de la intensificació
Superfície agrícola (%) 2.5 90 2.0
r2 = 0.85
***
1.5 1.0 0.5 0.0 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Superfície agrícola (%)
Romero et al., 2008
Fragmentació
Diversitat del paisatge (bits m-2 )
+
65 2
r = 0.47 ***
40 15 -10 0
10
20
30
40
50
60
70
Superfície agrícola (%)
80
90
Indicadors de la intensificaci贸
PC1 correlation
1.0
Weed control
-0.88***
Cereal ratio
-0.87***
Cultivated diversity
0.82***
Mean annual input of exogenous N
-0.76***
Seed origin
-0.67***
0.5
CR WC N
- 1.0
- 0.5
CD
0.5
1.0
PCI (64%)
- 0.5 SO
- 1.0 Armengot et al., unpublished
PCII (23%)
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes
Efectes de la intensificació agrícola Sobre la biodiversitat
● Visió general ● Biodiversitat vegetal cultivada ● Biodiversitat vegetal natural - no cultivada
● Aproximació diacrònica (comparació de la flora arvense entre els anys 50 i l’actualitat) ● Aproximació sincrònica (anàlisi de la flora arvense en relació al grau d’intensificació agrícola a escala regional (paisatge) i a escala local (parcel·la)
Efectes de la intensificaci贸 sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Visi贸 general
La intensificaci贸 de la gesti贸 afecta negativament a la biodiversitat
Hole et al., 2005. Biological conservation 122: 113-130
Efectes de la intensificaci贸 sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Visi贸 general
La intensificaci贸 de la gesti贸 afecta negativament a la biodiversitat
Bengtsson et al., 2005. JAE 42: 261-269
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat cultivada
La pèrdua de diversitat vegetal cultiva ha estat molt intensa
•
Disminució de la heterogeneïtat dels conreus (30 espècies vegetals: 90% de l’alimentació mundial)
•
Desplaçament de varietats locals per comercials (reducció de la diversitat genètica)
•
FAO: Cada any es perden 50.000 varietats agrícoles
A Espanya, Varietats de blat conegudes: 1954 – 600 1986 – 114 (algunes són comercials) 1995 – 83 varietats + 49 noves varietats comercials Varietats hortícoles actuals (75% híbrides)
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat cultivada
Projectes col·lectius de conservació • La Red de Semillas “Resembrando e Intercambiando”, • http://www.redsemillas
• Esporus (Associació L’Era–Cataluña). • ESPORUS - Centre de conservació de la biodiversitat cultivada http://www.esporus.org/
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
a
20
80 b b
15 c
10 5 0
60 b
40
b c
20
0 1953-83
1996-99 2005-Con
2005-Eco
50 Espècies segetals (%)
50 Espècies arvenses rares (%)
a
40 30 20 10 0
1953-83
1996-99 2005-Con 2005 - Eco
40 30 20 10 0
1953-83
1996-99
2005 - Con 2005 - Eco
Temps
1953-83
1996-99
2005-Con 2005-Eco
Temps
Chamorro et al., SEMh, 2006
25
Cobertura espècies (%)
Nombre espècies parcel·la-1
La intensificació agrícola a nivell de parcel·la i de paisatge es manifesta per una pèrdua significativa de l’abundància i la riquesa total d’espècies arvenses i la pèrdua d’espècies segetal i rares als conreus herbacis extensius de secà
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
Freqüència d’algunes de les espècies segetals en cultius de cereals de Catalunya corresponents a períodes diferents
Especies
2005-Eco
1996-1999
1953-1983
FREC (%)
FREC (%)
FREC (%)
FREC (%)
Galium tricornutum
7
22
11
57
Papaver hybridum RR
7
14,5
19
55
Scandix pecten-veneris
10
22
10
52
Lithospermum arvense
3,4
22
12
47
4
3
13
47
2,7
2,6
6
45
Vicia peregrina
5
13
19
45
Hypecoum procumbens
5
10,5
11
42
Agrostemma githago R
0
0
0
35
Asperula arvensis R
0
0
2
22
Neslia paniculata ssp. tracica R
0
4
0
22
Euphorbia falcata
1
4
12
20
Ranunculus arvensis
0
5
0
15
Vaccaria hispanica RR
0
0
0
10
Centaurea collina R
1
5
1
10
Lathyrus cicera Roemeria hybrida R
Chamorro et al., SEMh, 2006
2005-Conv
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
Situació d’algunes espècies a Cataluña (a partir de la freqüència a la Flora manual dels Països Catalans, O. de Bolòs et al. 2003) Espècies arvenses rares
Agrostemma githago (R)
Centaurea cyanus (R)
Agrostemma githago R Vaccaria hispanica RR Centaurea cyanus R Legousia hybrida R Roemeria hybrida R Asperugo procumbens RR Papaver hybridum RR Papaver argemone RR Vaccaria hispanica RR Bifora radians RRR
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
Banalització de les comunitats arvenses i pèrdua de diversitat funcional
100
a
10
b
8 6
b
4
c
2 0
Gramíneas (%)
Leguminoses (%)
12
1953-1983 1996-1999 2005-Con 2005-Eco
80
a 60
b
40
c c
20 0
1953-19831996-1999 2005-Con 2005-Eco
Temps
Temps
Proporció de plantes entomòfiles (2005) Gestión ecológica ( 66%)
>>>
gestión convencional (39 %)
Efectes de la intensificaci贸 sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
La diversificaci贸 dels cultius (monocultiu-policultiu, rotaci贸) augmenta la riquesa dels artr貌podes
BARLEY
TURNIP-VETCH Cynipidae
Agromyzidae Tortricidae
Platygasteroidea
Aphididae
Tenthredinidae Hybotidae Sciaridae Chloropidae Bibionidae Agromyzidae Anthomyiidae Staphylinidae Curculionidae Bruchidae Crysomelidae Tettigometridae Coreidae Formicidae
Tortricidae
Crysomelidae Tettigometrid Aeolothripide Thripidae Aphididae Phlaeothripidae
Thripidae
Aeolothripidae
Caballero et al., 2006. Proceedings of the European Joint Organic Congress, 212-213
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
La intensificació a escala de paisatge i de parcel·la afecta de manera diferent la biodiversitat vegetal dels conreus
● ● ● ●●● ● ●● ●● ●
C C E
E C E C
E
C C E
E C ●
E
E C
Intensificació paisatge Intensificació gestió
Intensificació gestió
Efectes de la intensificaci贸 sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
Marge del conreu (vegetaci贸 associada)
Centre del conreu
Vora del conreu en contacte amb el marge
Marge Vora Centre
Intens ificaci
Nombre d’espècies númerode especies (%) (%)
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
N
100
75
50
25
0 0
ó agríc
90
ola
5
10
15
Distància almargen marge distancia al [m](m)
Marge Vora I n te
rícola g a ó i ac nsific
Marshall, 1988
Centre
2 Cobertura (%) cobertura [m ]
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
5
10
distancia [m] Distànciaalalmargen marge (m)
Romero et al., 2005 AEE 124: 97-104
15
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
La intensificació del paisatge afecta negativament la diversitat dels marges dels conreus
Riquesa d’espècies marges
■ Parcel·les ecològiques ■ Parcel·les convencionals
Superfície agrícola (%)
Nombre d’espècies arvenses
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
Marge Vora Centre
PLI - superfície agrícola (%)
Marge
José-María et al., JAE submitted
Vora
Centre
SS
r2
SS
r2
SS
r2
N
0.220
0.019 n.s.
0.290
0.027 **
0.716
0.060 ***
PLI
1.681
0.145 **
1.437
0.136 *
1.221
0.102 *
PLI x N
0.333
0.029 **
0.278
0.026 *
0.312
0.026
Total
11.386
10.583
11.967
+
Efectes de la intensificació sobre la biodiversitat dels agroecosistemes: Biodiversitat no cultivada
La disminució de la diversitat d’hàbitats, la disminució i la banalització de les comunitats arvenses afecten tota la xarxa tròfica
A Gran Bretanya, la reducció de les poblacions d’aus (1970-2000) en més del 50% (Censos del British Trust of Ornithology)
Els canvis en les pràctiques agrícoles en són la causa: ● Augment de pesticides, fertilitzants, mecanització ● Reducció de rostolls, adobs orgànics animals, rotacions, finques mixtes, cereals de primavera ● Disminució flora arvense (aliment d’ocells granívors i insectívors) ● Disminució de la fauna invertebrada
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat dels agroecosistemes? Disminuint la intensificació a tot el territori? Intensificació de les activitats agrícoles
Disminució de la biodiversitat vegetal
Canvis en la disponibilitat de recursos
Disminució de la biodiversitat animal i microbiana Canvis en el funcionament dels agrosistemes
Productivitat
Sostenibilitat
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
Restablint l’equilibri entre els aspectes ecològics, productius i socials?
Gómez-Sal et al., 2003. Ecological Modelling 168: 319-341
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
Amb prioritat als Espais Naturals, Rurals i Agraris en funció de la seva funció?
Montsasell, 2008. Jornades de reflexió, participació i debat de la Futura Llei d’Espai Agraris de Catalunya, Universitat de Girona
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
● La PAC prioritza el desenvolupament de mètodes de gestió dels agroecosistemes que compatibilitzin la producció agrària i la conservació dels recursos naturals. ● A diversos països europeus s’han aplicat mesures per esmorteir la pèrdua de biodiversitat com, per exemple, les vores de conservació en què es limita l’ús de biocides i fertilitzants.
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
A Catalunya, dins el Contracte d’Explotació Global s’estableix una sèrie de mesures encaminades a preservar els hàbitats associats als conreus i limitar el impacte negatiu de les pràctiques agrícoles sobre les vores i els marges
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
La conservació de les vores i els marges implica:
● Limitar la gestió directa ■ Crema ■ Desbrossaments, estassades, etc. ■ Eliminació de marges
● Limitar el impacte de les activitats agrícoles dels camps adjacents ■ Llaurades properes: erosió del marge ■ Deriva d’herbicides i altres pesticides ■ Deriva de fertilitzants
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
Les vores són hàbitats potencialment rics en diversitat i l’ús d’herbicides limita extraordinàriament aquesta diversitat
Efecte distància al marge
Efecte control arvenses Nombre d'espècies
Nombre d'espècies
*
17.5 15.0 12.5 10.0
17.5
*
0.5 m 2.5 m
Control No Control
15.0 12.5 10.0
7.5
7.5
5.0
5.0
2.5
2.5
*
0.0
0.0 ECO
CON
ECO
CON
Les pèrdues de rendiment, si es donen, queden limitades a l’espai més pròxim a la vora a causa de la interacció negativa de la vegetació arvense CONVENCIONAL
7.5
*
5.0
Control No Control
*
2.5
10.0
massa arvenses
massa arvenses
10.0
ECOLÒGIC
0.0
Control No Control
7.5 5.0 2.5 0.0
0,5 m
2,5 m
0,5 m
Distància al marge
Distància al marge
CONVENCIONAL
30
ECOLÒGIC Control No Control
*
20 10 0
40
massa espigues
massa espigues
40
2,5 m
Control No Control
30 20 10 0
0.5 m
2.5 m
0.5 m
2.5 m
Com podem aturar la pèrdua de biodiversitat?
Conclusions Intensificació afecta negativament les diferents dimensions de la biodiversitat (composició, estructura, funció)
Disrupció processos funcionals tant des d’una perspectiva agronòmica com ecològica
■ Cal desenvolupar accions a tot el territori? ■ Amb especial atenció/només en àrees específiques definides pel seu valor ecològic? ■ Cal desenvolupar accions puntuals per preservar determinats processos? ■ o cal transitar cap a models més sostenibles (per exemple, la gestió ecològica?)
● La principal dificultat és reconèixer el paper de la biodiversitat en el funcionament dels agroecosistemes!!
VI Jornada CREAF–SCB-ICHN
ATUREM LA PÈRDUA DE BIODIVERSITAT
Gràcies per la vostra atenció
Grup de Recerca “Ecologia dels Sistemes Agrícoles” F. Xavier Sans, Lourdes Chamorro, José Manuel Blanco, Berta Caballero, Laura Armengot, Laura José María, Montse Bassa, Noelia Lanzón, Arantxa Fernández