2010 irnase csic marañon

Jornada CREAF-SCB-ICHN Boscos i Canvi Global: de la Recerca a la Gesti贸 Adaptativa Barcelona, 4 noviembre 2010

Biodiversidad y resiliencia del bosque q ante el cambio global Teodoro Mara帽贸n IRNASE, CSIC, Sevilla, Spain

teodoro@irnase.csic.es

Perspectivas generales sobre Biodiversidad Resiliencia Cambio global g Servicios del ecosistema forestal Alguna reflexiones sobre la gesti贸n del bosque q

http://www.cbd.int/2010/welcome/

2010 A単o Internacional de la Biodiversidad

La Ciencia de la Biodiversidad BIODIVERSITY E.O.Wilson, Editor NATIONAL ACADEMY PRESS Washington D Washington, D.C. C 1988 Proceedings of the National Forum on BioDiversity held in Washington Washington, D D.C. C on September 21–24, 1986

“Biodiversity” en el ISI Web of Knowledge: 4.813 artículos en 2009 1.109 sobre bosques

La Ciencia de la Biodiversidad: conceptos Por diversidad biológica se entiende la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, cosas los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende p la diversidad dentro de cada especie, p , entre las especies y de los ecosistemas (CBD, 1993) Biodiversity is the variation of life at all levels of biological organization (Gaston y Spicer 1998)

El concepto de biodiversidad es múltiple; engloba los diferentes elementos (genes, especies (g p y comunidades)) a través de varias escalas ((local, p paisaje j y región) Elementos: diversidad genética diversidad de especies diversidad de comunidades

Escalas: local (rodal / parche) paisaje región

La Gestión de la Biodiversidad  1992 – Rio Earth Summit

(United Nations Conference on Environment and Development, Rio de Janeiro, Brasil, Junio 1992) 1) Conservación de la diversidad biológica 2) Uso sostenible de los componentes de la biodiversidad 3) Reparto justo y equitativo de los beneficios derivados de los recursos genéticos



2002 - CBD Lograr, para el año 2010, una reducción significativa del ritmo actual de pérdida de la diversidad biológica, a nivel mundial, regional y nacional, como contribución a la mitigación de la pobreza y en beneficio de todas las formas de vida en la Tierra



2003 – 5ª CMEU The Th Conference C f endorsed d d the th Resolution R l ti and d committed itt d tto achieving hi i th the nine targets for halting the loss of biodiversity by 2010 through national efforts and regional cooperation.



2010 – CBD Año Internacional de la Biodiversidad.

10ª CP en Nagoya, Japón, 18-29 Octubre 2010 Strategic Plan on biodiversity for the period 2011-2020 with a biodiversity vision for 2050

La Gestión de la Biodiversidad: balance 2010

Butchart et al. 2010. Science 328: 1164-1168

Disminuye la biodiversidad, según 9 indicadores: tendencias de poblaciones, condición y extensión de hábitats, especies en extinción (listas rojas).

Aumenta la presión, según 5 indicadores: huella ecológica (consumo de recursos), ) deposición p de nitrógeno, g especies exóticas, sobreexplotación de pesca.

Aumenta la respuesta respuesta, según 6 indicadores: superficie de áreas protegidas, gestión sostenible del bosque, control de especies invasoras y ayudas relacionadas con la biodiversidad

La Gestión de la Biodiversidad: balance 2010 Global Biodiversity Outlook 3 Secretariat of the Convention on Biological Diversity (2010) M t é l 94 pages Montréal, http://gbo3.cbd.int/

The target …. has not been met There are multiple indications of continuing decline in biodiversity in all three of its main components — genes, species and ecosystems y — What we need to do in the future Hay que continuar actuando en la protección de la biodiversidad y frenando las causas directas que la afectan.

Pero también hay que aumentar la acción sobre las causas subyacentes (p.ej. uso eficiente de agua, energía y recursos) y dirigir l actuaciones las i h hacia i lla provisión i ió continuada i d de los servicios ecosistémicos

Biodiversidad y servicios ecosistémicos

La biodiversidad como base de los servicios ecosistémicos:  Abastecimiento (alimentos, fibra, combustible)  Regulación (agua, (agua clima)  Culturales (recreo, estéticos, religiosos, educativos)  Soporte (producción primaria primaria, formación de suelo) Millenium Ecosystem Assessment 2005 www.maweb.org

La Gesti贸n de la Biodiversidad: balance 2010

One of the great achievements of this conference has been to highlight the fact that biodiversity is not just about saving a few cute animals, but about preventing risks to entire ecosystems ecosystems, economies and ultimately human life.

Biodiversidad mediterránea

La Cuenca Mediterránea como uno de los 25 puntos críticos (hotspots) de biodiversidad a escala mundial (Myers et al., 2000, Nature, 403: 853-858)

Biodiversidad mediterránea

Riqueza de especies de la Cuenca Mediterránea (1,5 % de la superficie terrestre) y la proporción respecto a la diversidad mundial.

(Blondel y Aronson Aronson, 1999) __________________________________________________ Grupo Riqueza Proporción de la de especies riqueza mundial __________________________________________________ Plantas vasculares 25.000 7,8 Mamíferos 197 42 4,2 Aves 366 3,8 Reptiles (N Med) 165 2,5 Anfibios 63 1,5 Insectos (estima) 150.000 1,9 __________________________________________________

Biodiversidad mediterránea

10 puntos críticos (hotspots) de biodiversidad vegetal a escala mediterránea (Médail and Quézel Quézel, 1999 1999, Conservation Biology, Biology 13: 1510-1513)

Biodiversidad mediterránea: último siglo

Motores M t d dell cambio bi  Cambio del hábitat  Cambio climático  Especies invasoras  Sobreexplotación  Contaminación (N y P) Millenium Ecosystem Assessment www.maweb.org El mayor impacto sobre la biodiversidad mediterránea, durante el último siglo, siglo ha sido causado por el cambio de hábitats y por las especies invasoras. invasoras

Biodiversidad mediterránea: futuro “Entre las regiones europeas, las del Mediterráneo aparecen como las más vulnerables al cambio global... ... principalmente debido al aumento de temperatura y la reducción de las precipitaciones.”

(Schröter et al. al 2005.

2005 Science Science, 310: 1333-1337) 1333 1337) Temperatura Cambios previstos para el escenario A2:

Precipitación anual C bi previstos Cambios i t para el escenario A2:

Biodiversidad y resiliencia: conceptos Gl b l Biodiversity Global Bi di it Outlook O tl k 3 Secretariat of the Convention on Biological Diversity (2010) Montréal, 94 pages http://gbo3.cbd.int/

Si llas presiones i d de cambio bi superan un cierto i t umbral b l (difícil (difí il d de predecir) d i ) ell ecosistema puede alcanzar un punto crítico (tipping point) a partir del cual cambia de forma abrupta y duradera a otro estado, menos diverso, con menor provisión de servicios ecosistémicos y en consecuencia suponiendo una degradación del bienestar humano.

Biodiversidad y resiliencia*: conceptos La capacidad de un sistema para volver al estado original después de una perturbación, manteniendo sus características esenciales de composición taxonómica, estructuras, funciones ecosistémicas y tasas de procesos.

(Holling, 1973) La capacidad de un ecosistema para tolerar una perturbación sin colapsar en un estado cualitativamente diferente, que es controlado por un conjunto diferente de procesos.

(R ili (Resilience Alli Alliance, www.resalliance.org) lli ) La capacidad p de un bosque q p para continuar p proporcionando p la mayoría y o todos los bienes y servicios ecosistémicos, incluso si la composición y estructura del bosque ha sido permanentemente alterada por las perturbaciones.

(Thompson et al. 2009)

*R Resiliencia ili i titiene origen i llatino: ti re- salire li ‘saltar’. ‘ lt ’ Resilio, -ire ‘saltar hacia atrás’, ‘volver de un salto’

Biodiversidad y resiliencia: conceptos

Teoría de los estados estables alternativos Un ecosistema tiende al estado estable (valle), el tamaño del valle o cuenca de atracción es la resiliencia.

Una perturbación puede “empujar” empujar al ecosistema hacia una “transición catastrófica” y pasar a otro estado estable ((valle)) diferente.

Scheffer y Carpenter, 2003, Trends in Ecoloyg and Evolution, 18: 648-656.

Biodiversidad y resiliencia: conceptos

La biodiversidad contribuye a la resiliencia del ecosistema

Hipótesis p del seguro g (insurance ( ) La biodiversidad proporciona un “seguro” contra las fluctuaciones ambientales, porque las diferentes especies responden de forma diferente a esta fluctuaciones, dando lugar g ap propiedades p de la comunidad o del ecosistema más predecibles.

Loreau et al. 2001, Science 294: 804-808

Resiliencia y biodiversidad La resiliencia es una propiedad emergente del sistema forestal que resulta de su biodiversidad a múltiples escalas; en particular de la diversidad genética, de la diversidad funcional de especies y de la diversidad de ecosistemas, a través del paisaje y del tiempo Thompson et al al. 2009.

2009 CBD Tech Tech. Series 43

Publicado el 25 Octubre 2009 Thompson , Mackey Mackey, McNulty y Mosseler SCBD, UNEP, Montreal, Canadรก (67 pรกgs.) www cbd int/doc/publications/cbd-ts-43-en pdf www.cbd.int/doc/publications/cbd-ts-43-en.pdf

Ocho recomendaciones para mantener y aumentar la resiliencia del bosque a largo plazo (SCDB, 2009) 1. Mantener la diversidad genética de los bosques Evitar la selección para la corta de ciertos tipos de árboles por su forma o crecimiento.

Evitar las p plantaciones de determinados g genotipos p o clones.

Favorecer el flujo de genes (polen y semillas) manteniendo la diversidad de insectos, aves y mamíferos.

Dedicar especial atención a las poblaciones y especies relictas como reservorio de preadaptaciones.

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1. Ejemplo: refugios glaciares y diversidad genética

Arndt Hampe

Frangula alnus (Rhamnaceae) tiene una distribución euroasiática y dos formas: una forma arbustiva (F. alnus alnus) que se expandió rápidamente por Europa después de las Glaciaciones, mientras que la forma arbórea del sur (F. alnus baetica) es muy diversa genéticamente (según datos de cp DNA) y parece tener caracteres ancestrales que han persistido durante condiciones estables a largo plazo.

Petit, Hampe & Cheddadi, 2005, Taxon, 54: 877-885.

2. Mantener la complejidad estructural del rodal y del paisaje Utilizar los bosques naturales y sus procesos, como modelos para p p plantaciones y restauraciones.

Favorecer la variabilidad en clases diamétricas de las poblaciones.

Favorecer las mezclas de especies y la diversidad de estratos vegetales: árboles, arbustos, lianas, herbáceas.

Favorecer el recambio de especies (diversidad beta) en los gradientes topográficos topográficos.

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3. Mantener la conectividad a través del paisaje forestal Reducir la fragmentación.

Restaurar hábitats forestales p perdidos en un diseño espacial p q que optimice la conexión entre rodales.

Establecer corredores ecológicos.

Expandir la red de áreas protegidas protegidas, favoreciendo sus conexiones.

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4. Mantener la diversidad funcional del sistema forestal Mantener una diversidad alta de especies, aunque sean “redundantes”,, para p aumentar la resiliencia del sistema.

Evitar la transformación de bosques diversos en plantaciones mono-específicas.

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4. Ejemplo: diversidad de micorrizas Estudio preliminar de raíces en 6 árboles x 2 especies de Quercus x 2 sitios = 26 árboles 69 OTUs de 24 géneros y 18 familias La diversidad de hongos debe ser más elevada Familias más diversas:  Rusuláceas (22%) con géneros abundantes como Russula (30%) y Lactarius (14%)  Cortinariáceas (17%) con el género Cortinarius  Thelephoráceas Th l h á (28%) con ell género é Tomentella (53% de las raíces de quejigo) 15 spp desconocidas

Aponte et al. 2010. Soil Biology and Biochemistry 42: 788-796

5. Reducir la competencia “no-natural”

Controlar las especies invasoras Evitar el uso de especies p exóticas en p plantaciones y p proyectos y de reforestación.

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5. Ejemplo: microorganismos invasores

Unas 246.000 ha de encinas y alcornoques afectadas por la seca.

Un hongo pat贸geno de la ra铆z, Ph Phytophthora hh cinnamomi, i i originario de Nueva Guinea, como principal agente.

6. Gestionar los bosques de una forma sostenible ecológicamente teniendo en cuenta los cambios del clima li

Reducir las probabilidades de fracaso reservando algunas áreas para regeneración asistida con árboles provenientes de regiones i y climas li que se aproximen i a llas condiciones di i previstas para el futuro, según los modelos climáticos.

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6. Ejemplo: j p cambio climático y migración g asistida

Petit et al. 2008. Science 320: 1450-1452

Los bosques actuales del norte han resultado de las invasiones desde los refugios g g glaciares del sur, durante el Holoceno (11.600 años), a una tasa de migración lenta (< 100 m/año) La migración asistida o translocación de poblaciones a otras áreas donde el clima futuro les pueda ser favorable, como medio de alcanzar la previsible tasa de calentamiento global (3000 – 5000 m/año)

6. Ejemplo: j p cambio climático y migraciones g p potenciales

Bergmann et al. 2010. Plant Ecology 207: 191-201

Conjunto j (p (pool)) de especies p de plantas de Iberia que potencialmente podrían colonizar nuevas áreas (en Alemania) bajo las condiciones previsibles de cambio climático 850 especies comunes 1400 especies potenciales

?

¿Qué especies encontrarían favorable el clima ibérico del futuro?

6. Ejemplo: j p cambio climรกtico y cambio de p paisaje j

Giralda

7. Mantener la biodiversidad a todas las escalas (rodal, paisaje, región) y de todos los elementos ( (genes, especies, i comunidades) id d ) Proteger poblaciones de árboles que están aisladas aisladas, en áreas disjuntas o en los márgenes de sus distribución.

Proteger redes de refugios y hábitats “fuente”.

Esta poblaciones son las que tienen más probabilidad de contener conjuntos de genes pre-adaptados para responder al cambio climático y podrían formar las poblaciones “núcleo” al cambiar bi llas condiciones. di i

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7. Ejemplo de cambios abruptos Cambio a predominio de robles caducifolios (melojos, quejigos), posteriormente sustituidos por robles perennifolios (encina, alcornoque, coscoja) y pinos, probablemente favorecidos por la perturbación de origen humano.

… y también por el cambio del clima?

Davis et al. 2003 Quat. Sci. Rev. 22: 1701-1716

Evidencias de Fuego

Pi Pinus 1760 años a. p.

Quercus perennifolios 3940 años a. p.

Quercus caducifolios 6060 años a. p.

Carrión et al. 2003 The Holocene, 13: 839-849.

8. Asegurar que existen redes nacionales y regionales de áreas protegidas Las redes deben estar diseñadas de una forma científica, ser comprehensivas, p , adecuadas y representativas. p Planificar las redes para aumentar la conectividad a escala de paisaje.

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8. Ejemplo: Red Natura 2000

Casi el 17% de la superficie de Europa estรก protegida dentro de la Red Natura 2000, establecida como parte de la Directiva Hรกbitats (1992)

8. Redes de espacios protegidos Red Natura 2000 en España

La gestión de la red de espacios protegidos (RENPA, casi 29%) debe mantener el flujo de los servicios de los g grandes ecosistemas regionales: Montaña: ciclo de agua y protección de suelos Litoral: dinámica costera, control erosión Depresión del Guadalquivir: agua freática Periurbanas: educación ambiental para la sostenibilidad ibilid d Junta de Andalucía, 2010, AN+20

Investigación y gestión de la biodiversidad La gestión adaptativa, aprender mediante la gestión (learning by doing, Holling 1978) es la mejor forma de afrontar la gestión de los bosques en la situación actual de cambio e incertidumbre

Cinco razones que impiden el éxito

Estudiar

(Elzinga et al. 1998)

Aprender

Analizar

Planificar

Actuar

1. El seguimiento no se completa 2. Los datos no se analizan 3 Los resultados no son 3. concluyentes 4. Los resultados son interesantes pero no llegan a los gestores 5. Los gestores no hacen caso de los resultados

www.irnase.csic.es/users/interbos

Rafael Villar

(Univ. Córdoba)

Miguel A. Zavala (Univ. Alcalá) Cristina Aponte p ((IRNAS,, CSIC,, Sevilla)) Nacho Pérez-Ramos (IRNAS, CSIC, Sevilla) Luis V. García (IRNAS, CSIC, Sevilla) Lorena Gómez Aparicio (IRNAS, (IRNAS CSIC, CSIC Sevilla) José Luis Quero (Univ. Rey Juan Carlos) Lourens Poorter (Univ. Wageningen) Charlie Canhan (IES, EEUU) Monique Gardes (Univ. Toulouse)

Gràcies Gracias Thanks hanks