Techos verdes para fomentar la biodiversidad urbana Las cubiertas verdes urbanas, popularmente conocidas como “techos verdes”, ofrecen numerosos beneficios ambientales: son fuentes de preservación de flora, aumentan la eficiencia energética de los edificios, retienen el agua de lluvia, y reducen la contaminación del aire y el “efecto isla de calor”.
La elección de plantas nativas y exóticas en el diseño de techos verdes uso de un marco de decisión multicriterio para fomentar la biodiversidad urbana. Los techos verdes se consideran elementos clave de la infraestructura verde urbana, ya que ofrecen varios beneficios ambientales, incluida la provisión de hábitat para los artrópodos. Para lograr estos beneficios y asegurar el éxito de las cubiertas verdes, una selección de plantas adecuada es un paso importante en el diseño de estas infraestructuras, especialmente donde la tecnología de cubiertas verdes está emergiendo como en las ciudades de América del Sur. Hasta ahora, las decisiones de utilizar especies de plantas nativas o exóticas en techos verdes nunca se habían evaluado teniendo en cuenta el potencial de las plantas para fomentar artrópodos beneficiosos. Al aplicar un marco de decisión integrador multicriterio que combinó la hipótesis de la plantilla de hábitat con el potencial de las plantas para atraer visitantes florales y enemigos naturales, obtuvimos un conjunto clasificado de especies de plantas nativas y exóticas candidatas. Entre las especies candidatas mejor clasificadas, comparamos además el desempeño de seis especies nativas y seis exóticas en 30 techos verdes experimentales instalados en la ciudad de Córdoba, Argentina. Para evaluar el éxito de las plantas, se registró la presencia y cobertura de cada especie un año después del establecimiento bajo dos condiciones de manejo: riego regular y deshierbe de plantas espontáneas y sin manejo (15 techos cada uno). Todas las especies seleccionadas aumentaron su cobertura vegetal un año después de su establecimiento. Más interesante aún, las plantas nativas tenían una ventaja sobre las especies de plantas exóticas, ya que exhibían una ocurrencia significativamente mayor y una cobertura ligeramente más alta sin manejo que las exóticas. Las plantas anuales nativas pudieron resembrar la siguiente temporada incluso en ausencia de manejo, destacando así la importancia relativa de la vida útil como un rasgo útil de la planta para estudios futuros en el diseño de cubiertas verdes.
Dado que los techos verdes son una de las posibles soluciones para paliar los efectos negativos de la pérdida de hábitat urbano en la diversidad de artrópodos, el desarrollo de un marco de decisión multicriterio integrador que tenga en cuenta el potencial de las especies de plantas nativas y exóticas para promover artrópodos beneficiosos daría un resultado positivo nuevo giro en los procesos de selección de plantas para cubiertas verdes. Los techos verdes se consideran elementos clave de la infraestructura verde urbana, ya que contribuyen al control de la escorrentía, el secuestro de carbono, la regulación de la temperatura y la provisión de hábitat o alimento para diferentes organismos, en su mayoría artrópodos (MacIvor y Ksiazek, 2015; Thuring y Grant, 2016; Guarino et al. 2021; Heim et al., 2021). Para lograr todos estos beneficios ambientales y asegurar el éxito de los techos verdes, la selección adecuada de plantas es un paso importante en el diseño de estas infraestructuras. Hasta ahora, las decisiones sobre el origen de las especies de plantas en los techos verdes se han evaluado en relación con su adaptabilidad al techo, pero sin incluir el potencial de las plantas para fomentar artrópodos beneficiosos en un marco de decisión integrador de criterios múltiples. Además, en las ciudades sudamericanas, donde la tecnología de techos verdes y especialmente la selección y el uso de vegetación de plantas nativas aún están en pañales (pero ver Jaramillo Pazmiño, 2016; Cáceres et al., 2018), el uso de herramientas de decisión sería útil para integrar conocimientos previos sobre esta materia con novedosos objetivos de conservación. Al principio de su historia, los techos verdes fueron pensados como cubiertas de protección contra incendios, por lo que especies vegetales espontáneas comenzaron a colonizarlos (Dabija 2019). Hoy en día, las decisiones sobre qué especies son las más adecuadas para los techos verdes abarcan un universo diverso de criterios. Dado que los techos son entornos particularmente hostiles, la selección de especies de plantas se basó inicialmente en el uso de rasgos de plantas como sustitutos de la resistencia.
Suculenta Sedum (Crassulaceae) generalmente dominan la vegetación de techos verdes en todo el mundo. En consecuencia, se eligieron principalmente especies de plantas suculentas tolerantes a la sequía, bien adaptadas a las condiciones estresantes del techo. Entre estos, y en su mayoría fuera de su área de distribución nativa, las especies de Sedum (Crassulaceae) generalmente dominan la vegetación de techos verdes en todo el mundo (CookPatton, 2015). Se han encontrado varias ventajas en las especies de Sedum que van desde su alta tasa de supervivencia hasta su capacidad de regulación de temperatura y retención de agua (Butler y Orians, 2011), en contraste con su valor limitado para la biodiversidad urbana (Kiehl et al., 2021). Sin embargo, mucho más allá de las especies de Sedum ampliamente utilizadas, el marco de selección basado en rasgos contribuyó significativamente a mejorar la calidad de las decisiones sobre la selección de plantas, ampliando los servicios ecosistémicos proporcionados por los techos verdes (Lundholm y Walker, 2018; Heim et al., 2021).
Sin duda, un salto cualitativo en la historia del diseño moderno de techos verdes se produjo con la introducción de la hipótesis de la plantilla del hábitat en el proceso de selección de plantas (Lundholm, 2006). Al tener en cuenta un análogo de hábitat, la hipótesis de la plantilla de hábitat establece que los hábitats naturales con características abióticas similares a los techos brindan información confiable sobre las especies de plantas potenciales que se utilizarán. De hecho, hay varios experimentos exitosos que, al asumir patrones de hábitat, han llegado a un grupo de especies de plantas capaces de tener éxito en los techos verdes (p. ej., Kiehl et al., 2021; Ksiazek-Mikenas et al., 2021). Por lo tanto, este enfoque proporciona un marco ecológico óptimo para seleccionar especies de plantas que, además, pueden integrarse fácilmente con enfoques basados en rasgos (p. ej., Lundholm y Walker, 2018). Con respecto al éxito relativo de la cubierta de techo de plantas exóticas versus nativas, la mayoría de los ejemplos son del hemisferio norte sin ventajas claras de rendimiento de ningún grupo (Butler et al., 2012). Por su parte, otras regiones templadas, semiáridas y áridas del mundo pueden proporcionar buenos candidatos de especies nativas distintas a la cobertura vegetal tradicional de los techos de Sedum (p. ej., Cáceres et al., 2018; Yee et al., 2021), pero el prometedor horizonte de mejores alternativas nativas queda por probar dentro de un marco comparativo común. Esto es crucial para abordar el valor relativo de una planta determinada sobre la base de su origen. En los casos en que los conjuntos de especies exóticas frente a las nativas se seleccionan según diferentes criterios (es decir, exóticas elegidas por su uso en techos pero nativas por un hábitat análogo), el efecto del origen puede perder fuerza y las conclusiones obtenidas pueden ganar inconsistencia y cuestiones de conservación (Adem Esmail y Geneletti, 2018). Aquí, empleamos MCDA para clasificar y luego seleccionar seis especies de plantas nativas y seis exóticas que se establecieron en 30 techos verdes experimentales en la ciudad de Córdoba, Argentina, como parte de un proyecto más grande diseñado para probar el efecto del origen de las plantas en la diversidad de artrópodos. Al combinar la hipótesis de la plantilla del hábitat con sustitutos de la afinidad de las plantas por los artrópodos benéficos en un marco de decisión multicriterio, obtuvimos un conjunto clasificado de especies de plantas nativas y exóticas candidatas que se espera que toleren las condiciones del techo y que sean capaces de atraer visitantes florales y enemigos naturales. A su vez, y para tener una medida del éxito de las plantas, se registró la ocurrencia y cobertura de cada especie un año después del establecimiento bajo dos condiciones de manejo: techos verdes i) con riego regular y deshierbe de la vegetación espontánea, y ii) sin manejo (es decir, techo verde extensivo). Con base en el argumento de la adaptación (Butler et al., 2012), esperamos que las especies de plantas nativas se desempeñen mejor que las exóticas dado que las primeras requieren menos mantenimiento y agua. El procedimiento de selección de especies. 1) Se construyó una lista inicial de especies de plantas potenciales para techos verdes sobre la base de listas publicadas de especies de plantas ya registradas en techos verdes en todo el mundo. Para ello, realizamos una búsqueda bibliográfica inicial, con las palabras clave “verde”, “techo” y “planta” en la plataforma Google Scholar. Después de eso, seleccionamos un grupo de 29 artículos publicados con base en los siguientes criterios: 1) deben proporcionar información sobre las especies de plantas registradas que crecen en techos verdes, ya sea espontáneamente o cultivadas;
2) se descartaron trabajos con solo listas de especies de plantas recomendadas pero no probadas en techos verdes, 3) se dio prioridad a estudios que proporcionar cualquier medida del rendimiento de las plantas en los techos (es decir, frecuencia relativa, cobertura, densidad, etc.). Después de aplicar esos criterios, obtuvimos una lista inicial de plantas con un total de 1393 especies de plantas, que representan techos verdes de Europa, Asia, América del Norte y América del Sur. En segundo lugar, se refinó la lista en función de la forma de vida de las plantas (se incluyeron solo plantas herbáceas), y luego en cuanto a su presencia en el sitio web de flora argentina (www.floraargentina.edu.ar) ya sea como nativa o no, o su cita en cualquiera de las guías de plantas ornamentales y cultivadas de Dimitri y Parodi (1977) y Hurrell et al. (2006, 2007, 2009, 2017). Además, y solo para especies exóticas ornamentales, verificamos su disponibilidad en viveros mayoristas locales para asegurar que esas especies puedan reproducirse en el corto plazo. La lista final de plantas contenía 117 especies candidatas que fueron clasificadas como nativas con un criterio político de nativos (sensu Berthon et al., 2021). En consecuencia, una especie se consideraba nativa si estaba clasificada como tal en la flora argentina y registrada en la provincia de Córdoba. Como resultado, obtuvimos 57 especies candidatas nativas y 60 exóticas en la lista final de plantas. Análisis de toma de decisiones multicriterio El modelo de decisión Bajo la designación genérica de análisis de toma de decisiones multicriterio o proceso de ayuda (MCDA, por sus siglas en inglés), existe un grupo diverso de enfoques sistemáticos diseñados originalmente para abordar alternativas múltiples y, a menudo, conflictivas dentro de un marco de decisión común (Marttunen et al., 2017). Aquí, para clasificar las 117 especies de plantas candidatas (57 nativas y 60 exóticas), combinamos dos herramientas de toma de decisiones que utilizan comparaciones por pares entre alternativas (es decir, especies de plantas). Un procedimiento, el Proceso Jerárquico Analítico (AHP; Saaty, 1980) solo se usó aquí para definir y ponderar los criterios que las especies de plantas deberían cumplir idealmente para tener éxito en los techos verdes y tener el potencial de atraer artrópodos beneficiosos. Un segundo procedimiento, el Método de Evaluación del Enriquecimiento de la Organización de Ranking de Preferencias (PROMETHEE; Brans et al., 1986) se utilizó para clasificar las especies de acuerdo con el peso de los criterios establecidos previamente por el AHP. La combinación de estos dos procedimientos se sustenta en el hecho de que AHP brinda una estimación precisa para ponderar los criterios de selección, mientras que PROMETHEE es preferible a otras herramientas MCDA para problemas de decisión que involucran pocos criterios y muchas alternativas de decisión (Si et al., 2016). Un AHP generalmente comienza con una representación gráfica de la meta y los criterios principales y subordinados utilizados en la decisión. Utilizamos dos tipos de criterios de decisión: un grupo de criterios para definir el potencial de una determinada especie de planta para tolerar las condiciones de los techos verdes, y el otro grupo de criterios para inferir el potencial de una determinada especie de planta para atraer visitantes de flores y enemigos naturales. Procedimiento de clasificación y definición de criterios El proceso completo de superación se llevó a cabo en dos rondas de decisión, y cada ronda consistió en un procedimiento AHP y PROMETHEE para especies candidatas nativas y exóticas, por separado. El resultado de la primera ronda nos dio la clasificación de las especies solo de acuerdo con su tolerancia a las condiciones de los techos verdes y en base a cuatro criterios: afinidad por el hábitat, potencial de colonización, desempeño y ocurrencia. Para definir el valor de cada criterio, realizamos búsquedas bibliográficas adicionales para cumplir con la información necesaria para cada especie de planta.
La afinidad del hábitat se definió como la similitud teórica de los techos con los hábitats naturales: hábitats de afloramientos rocosos (incluidos cultivos de piedra, acantilados), ruderales (es decir, bordes de caminos, plantas escapadas) y otros hábitats (por ejemplo, dunas de arena, pastizales). Una especie de planta dada puede ocurrir espontáneamente en más de un hábitat, por lo que le dimos el máximo valor a las especies. La profundidad del sustrato en este tipo de sistemas no supera los 15 cm, desde el punto de vista físico se recomienda que el sustrato tenga un alto volumen de poros con aire y baja capacidad de retención de agua. Estas características facilitan un drenaje rápido y reducen la retención excesiva de humedad, lo que minimiza un potencial anegamiento. Por otro lado, teniendo en cuenta la vida útil que tendría que tener un techo verde, el sustrato deberá ser estable en el tiempo, es decir, que no se descomponga rápidamente o rompan sus partículas debido a las precipitaciones y/o desarrollo de raíces. En función de estos requerimientos se sugiere que la composición sea en un 80 % de material mineral y un 20 % de material orgánico aproximadamente.
Se reconoce que vive tanto en hábitats rocosos como ruderales. Al hacerlo, nuestro objetivo era priorizar la plasticidad del hábitat de una especie determinada y su capacidad potencial para hacer frente a una gama más amplia de características ambientales. Por ejemplo, los hábitats rocosos pueden compartir algunas características con los techos verdes, pero difieren en otras, como las profundidades del suelo típicamente poco profundas de los techos verdes (Lundholm, 2006). Además, los hábitats ruderales se consideran buenos sustitutos de los techos verdes extensos (Cascone, 2019) y se ha demostrado que favorecen la diversidad funcional de los insectos (p. ej., Kalarus et al., 2019), de modo que las especies que se encuentran tanto en hábitats rocosos como ruderales pueden combinar rasgos altamente preferidos de acuerdo con nuestro objetivo. El potencial de colonización fue un parámetro binario utilizado para identificar aquellas especies de plantas ya registradas como espontáneas en techos verdes o no en la literatura.
El desempeño también fue un criterio categórico recogiendo la información sobre la cobertura, germinación o sobrevivencia de las especies registradas en los techos verdes. Finalmente, la ocurrencia representó el número de estudios que citan la presencia de una especie, siempre considerando diferentes estudios de techos verdes. La segunda ronda de decisión nos dio la clasificación final de las especies en base a tres criterios: el potencial de la planta para tolerar las condiciones del techo verde (obtenido por la primera ronda de decisión y equivalente al número de orden de rango de la especie anterior), y dos criterios definidos como relevantes para promover artrópodos benéficos: el potencial de las plantas para atraer visitantes florales y enemigos naturales. El atractivo para cada grupo objetivo se definió como el número de taxones de artrópodos (es decir, órdenes) registrados para cada especie de planta. Para los visitantes florales (Hymenoptera, Diptera, Coleoptera y Lepidoptera) se consideró el número total de órdenes registrados en la literatura para cada especie de planta. Para los enemigos naturales, contamos el número de órdenes de fitófagos registrados y citados en la literatura para cada especie de planta, considerando entonces el número de órdenes como un indicador de la diversidad de huéspedes/presas para los enemigos naturales (parasitoides y depredadores). El proceso completo de superación se llevó a cabo en dos rondas de decisión, y cada ronda consistió en un procedimiento AHP y PROMETHEE para especies candidatas nativas y exóticas, por separado. El resultado de la primera ronda nos dio la clasificación de las especies solo de acuerdo con su tolerancia a las condiciones de los techos verdes y en base a cuatro criterios: afinidad por el hábitat, potencial de colonización, desempeño y ocurrencia. Para definir el valor de cada criterio, realizamos búsquedas bibliográficas adicionales para cumplir con la información necesaria para cada especie de planta. Las referencias utilizadas para respaldar el valor de los criterios para cada especie candidata se proporcionan en la Lista de referencia de material complementario S1-S2. La afinidad del hábitat se definió como la similitud teórica de los techos con los hábitats naturales: hábitats de afloramientos rocosos (incluidos cultivos de piedra, acantilados), ruderales (es decir, bordes de caminos, plantas escapadas) y otros hábitats (por ejemplo, dunas de arena, pastizales). Una especie de planta dada puede ocurrir espontáneamente en más de un hábitat, por lo que le dimos el máximo valor a las especies. Se reconoce que vive tanto en hábitats rocosos como ruderales. Al hacerlo, nuestro objetivo era priorizar la plasticidad del hábitat de una especie determinada y su capacidad potencial para hacer frente a una gama más amplia de características ambientales. Por ejemplo, los hábitats rocosos pueden compartir algunas características con los techos verdes, pero difieren en otras, como las profundidades del suelo típicamente poco profundas de los techos verdes (Lundholm, 2006). Además, los hábitats ruderales se consideran buenos sustitutos de los techos verdes extensos (Cascone, 2019) y se ha demostrado que favorecen la diversidad funcional de los insectos (p. ej., Kalarus et al., 2019), de modo que las especies que se encuentran tanto en hábitats rocosos como ruderales pueden combinar rasgos altamente preferidos de acuerdo con nuestro objetivo. El potencial de colonización fue un parámetro binario utilizado para identificar aquellas especies de plantas ya registradas como espontáneas en techos verdes o no en la literatura. El desempeño también fue un criterio categórico recogiendo la información sobre la cobertura, germinación o sobrevivencia de las especies registradas en los techos verdes. Finalmente, la ocurrencia representó el número de estudios que citan la presencia de una especie, siempre considerando diferentes estudios de techos verdes.
La segunda ronda de decisión nos dio la clasificación final de las especies en base a tres criterios: el potencial de la planta para tolerar las condiciones del techo verde (obtenido por la primera ronda de decisión y equivalente al número de orden de rango de la especie anterior), y dos criterios definidos como relevantes para promover artrópodos benéficos: el potencial de las plantas para atraer visitantes florales y enemigos naturales. El atractivo para cada grupo objetivo se definió como el número de taxones de artrópodos (es decir, órdenes) registrados para cada especie de planta. Para los visitantes florales (Hymenoptera, Diptera, Coleoptera y Lepidoptera) se consideró el número total de órdenes registrados en la literatura para cada especie de planta.
Diptera
Hymenoptera
Coleoptera
Lepidoptera
Para los enemigos naturales, contamos el número de órdenes de fitófagos registrados y citados en la literatura para cada especie de planta, considerando entonces el número de órdenes como un indicador de la diversidad de huéspedes/presas para los enemigos naturales (parasitoides y depredadores). Para contrarrestar el hecho de que la misma especie de planta puede estar sobrerrepresentada en la literatura, definimos tres categorías: i) especies de plantas relacionadas con dos o más órdenes de artrópodos, ii) especies de plantas relacionadas con un solo orden de artrópodos, iii) especies de plantas sin datos disponibles. Estas tres categorías se definieron tanto para visitantes florales como para fitófagos de acuerdo con la literatura. Le dimos mayor importancia relativa a la capacidad de las especies de plantas para atraer visitantes florales que a los enemigos naturales debido a razones biológicas y técnicas. Los polinizadores son organismos clave ya que la mayoría de las poblaciones de plantas dependen de ellos para no estar en riesgo (Ollerton et al., 2011; Rodger et al., 2021). Además, y estando inmersos en un contexto global de disminución de polinizadores (Potts et al., 2010), los techos verdes aparecen como una estrategia prometedora para promover sus fuentes de alimento en las ciudades (eg, Wang et al., 2017; Kratschmer et al., 2018).
Además, y aunque los enemigos naturales juegan un papel importante para ayudar a las plantas a controlar plagas, asumimos que los recursos alimenticios para los fitófagos no serán tan escasos como para los polinizadores dado que los primeros dependen de las hojas, recurso menos transitorio que las flores, y que varios grupos de herbívoros no se ven afectados negativamente por la urbanización (Raupp et al., 2010). Las flores, además, pueden ser recursos alimenticios tanto para polinizadores como para enemigos naturales (Campbell et al., 2012). Por último, para los polinizadores pudimos recopilar información directa de los recursos consumidos, mientras que para los enemigos naturales se utilizó un proxy a través de la disponibilidad de fitófagos, lo que refuerza la prioridad que le dimos a los polinizadores sobre los enemigos naturales en los criterios de selección. Luego se utilizó el Proceso de Jerarquía Analítica (AHP) para definir los pesos de los criterios, por medio de una matriz de comparación por pares de la importancia relativa (p. ej., la importancia de la afinidad del hábitat en relación con el potencial de colonización, la ocurrencia y el desempeño). A partir de este proceso, obtuvimos los pesos de los criterios. Los detalles sobre el cálculo de los pesos de los criterios se dan en el Apéndice A, que definió el siguiente orden relativo desde el criterio más importante hasta el menos importante que tenemos: Afinidad de hábitat > Potencial de colonización > Desempeño > Ocurrencia en la primera ronda, y Tolerancia a las condiciones del techo verde > Potencial de atracción de visitantes florales > Potencial de atracción de enemigos naturales en la segunda ronda. Clasificamos aún más las especies nativas y exóticas en la lista final de PROMETHEE. Realizamos los procedimientos de clasificación para nativos y exóticos por separado. Más detalles sobre el procedimiento PROMETHEE se dan en la sección de análisis estadísticos Selección de especies de plantas clasificadas para ser probadas en techos Para obtener las especies mejor clasificadas tanto de las nativas como de las exóticas, introdujimos una calificación promedio que indica la posición que tendría una especie de planta con valores de rasgos promedio para todos los criterios de clasificación. Por lo tanto, solo las especies por encima de la marca eran adecuadas para ser seleccionadas. Posteriormente, se eligieron las especies a establecer en los techos verdes experimentales de esa piscina. Seleccionamos seis especies de plantas nativas y seis exóticas de cada lista, dando prioridad a especies de plantas co-genéricas, co-familiares o especies con características similares (por ejemplo, suculencia) siempre que sea posible para llegar a dos grupos de especies similares independientemente de su posición arriba. la marca. Techos verdes experimentales El experimento se llevó a cabo en la ciudad de Córdoba, Argentina, de agosto de 2018 a marzo de 2020. Se realizó una convocatoria de voluntarios para participar en el experimento de septiembre a noviembre de 2018 a través de las redes sociales. Después de entrevistas con 106 voluntarios y visitas a los techos, se seleccionaron 30 casas para el escenario experimental, con base en las características de sus techos. Los techos seleccionados tenían un tamaño mínimo de 15 m2 y una altura entre 3 y 3,5 m. Por razones logísticas, el grado de accesibilidad de las cubiertas y ubicación en también se consideró la ciudad, así como la disponibilidad de tiempo de los propietarios. Los techos seleccionados finales se distribuyeron por toda la ciudad (Figura de material complementario S1). Las especies nativas y exóticas seleccionadas se cultivaron de agosto a noviembre de 2018 en el vivero de la Universidad Nacional de Córdoba.
Para ello, primero recolectamos propágulos (semillas o rizomas) de cada especie nativa de poblaciones urbanizadas siempre que fue posible, dado que la procedencia urbana puede contribuir a la supervivencia de las especies en la ciudad (p. ej., Yakub y Tiffin, 2017). Solo se obtuvo una especie nativa de una variedad ornamental nacional disponible en el mercado (ver Resultados), ya que probamos esta variedad previamente para la ocurrencia de visitantes florales (Calviño, resultados no publicados). Además, la mayoría de los exóticos se introdujeron como rizomas o se obtuvieron directamente como plantaciones de viveros mayoristas. Lo más importante, y a pesar de que el método de introducción puede influir en el rendimiento de las plantas futuras (por ejemplo, Ksiazek-Mikenas et al., 2021), no encontramos diferencias en el éxito de las plantas relacionadas con su método de introducción (Calviño et al., inédito) resultados). Se seleccionó un sistema de techo verde modular (módulos de 50 x 50 x 15 cm de polietileno de media densidad) para instalar en cada uno de los 30 techos seleccionados, durante febrero de 2019. El sustrato estuvo compuesto por vermiculita, turba y compost (1:1: 1). Cada especie se sembró en dos módulos con una cobertura inicial de 0.16m2 por especie. Antes de la instalación del techo verde, las plantas pudieron crecer en sus módulos definitivos durante dos meses para la oxidación final. En cada cubierta se instalaron dos bloques de 12 módulos cada uno (dos módulos por especie) que contenían los ensamblajes de plantas nativas o exóticas y separados por 2,5 m. Todos los techos verdes experimentales se regaron inicialmente después del establecimiento y, además, dividimos los 30 techos experimentales en dos grupos con 15 techos cada uno. En un grupo, las plantas se regaron regularmente y las especies espontáneas se deshierbaron durante un año (en lo sucesivo, tratamiento WW). En el segundo grupo, las plantas se quedaron sin riego o deshierbe (tratamiento ahora WW) durante el mismo período. Un año después de la instalación, registramos la ocurrencia de las especies en sus módulos originales y la cobertura total en metros cuadrados alcanzada al final del ensayo por cada especie, considerando los dos módulos juntos. La cobertura vegetal se estimó a partir de fotografías digitales de los módulos tomadas a 1 m de altura utilizando el software ImageJ (Schneider et al., 2012). Resultados y discusión Mismo marco de decisión, diferentes resultados: el efecto origen El diseño verde urbano enfrenta muchos desafíos dadas las decisiones complejas involucradas en la planificación (Saaty y De Paola, 2017), especialmente cuando el objetivo es conservar la vida silvestre urbana. Hasta ahora, las decisiones de usar especies de plantas nativas o exóticas en techos verdes nunca habían considerado el potencial de las plantas para promover artrópodos benéficos usando el mismo marco de selección. Al combinar la hipótesis de la plantilla de hábitat con sustitutos de las afinidades de las plantas por los artrópodos en un marco de decisión multicriterio, obtuvimos un conjunto clasificado de especies de plantas nativas y exóticas candidatas que se espera que toleren las condiciones del techo y que sean capaces de atraer visitantes florales y enemigos naturales (Especies clasificadas de material complementario) liza). Después del segundo proceso de clasificación, 29 especies de plantas nativas y 28 exóticas se clasificaron por encima de la marca. Dentro de las nativas, todas estas 29 especies fueron registradas como creciendo en hábitats rocosos y ruderales. En cuanto a las exóticas, solo se identificó Sedum mexicanum creciendo en ambos tipos de hábitats. La mayoría de las especies exóticas se registraron como ruderales, incluidas las especies ornamentales registradas como escapadas del cultivo (p. ej., Verbena hybrida, Zinnia elegans). Además, la mayoría de las especies tienen el potencial de atraer visitantes florales del orden Hymenoptera (72% de los nativos y 84% de los exóticos) y fitófagos del orden Hemiptera como presas de enemigos naturales (72% de los las autóctonas y el 78% de las exóticas).
De las especies situadas por encima de la marca, elegimos un grupo de seis especies de plantas nativas y seis exóticas para probar experimentalmente su desempeño bajo dos manejos contrastantes (es decir, WW y no WW. Mostramos que el riego y el deshierbe de plantas espontáneas claramente beneficiaron la aparición y cobertura de plantas nativas y exóticas un año después del establecimiento. En particular, el efecto del manejo sobre la presencia de plantas dependía del origen de la planta. De acuerdo con nuestras expectativas basadas en el argumento de la adaptación (Butler et al., 2012), las nativas mostraron una ventaja sobre las exóticas bajo el noWW ya que tenían más probabilidades de ocurrir bajo este tratamiento. El origen de la planta también tuvo un efecto marginalmente significativo en la cobertura vegetal, con las nativas teniendo una cobertura ligeramente mayor que las exóticas un año después del establecimiento. Sin embargo, el efecto del manejo, en este caso, fue independiente y más pronunciado que el origen de la planta ya que las plantas exhibieron un aumento de 2.5 veces en la cobertura bajo WW en comparación con el tratamiento sin WW. Ganadoras y perdedoras: ¿una falsa dicotomía? Bajo el clima semiárido de la ciudad de Córdoba (Cwa en la Clasificación Climática de Köppen-Geiger; Beck et al., 2018) y a pesar del número limitado de especies probadas a lo largo de un solo año, nuestros resultados arrojan luz sobre la importancia de elegir nativas para futuros cultivos extensivos techos verdes. De hecho, dos de las especies nativas anuales aquí evaluadas (P. grandiflora y G. pulchella) pudieron resembrar después del invierno incluso en ausencia de riego, alcanzando niveles de cobertura similares a los registrados por la misma especie bajo riego y deshierbe. Este resultado ilustra cómo algunas plantas anuales nativas son capaces de volver a sembrar después de la estación seca del invierno en los techos verdes experimentales, tal como lo hacen en sus hábitats naturales. Además, y considerando que nuestro tratamiento de la gestión representa dos condiciones contrastantes (riego regular y deshierbe versus ninguna intervención), esperamos que niveles de riego intermedios o incluso menores puedan ampliar el espectro de especies de plantas adecuadas para techos verdes.
Este es probablemente el caso de la nativa Z. peruviana o la exótica G. globosa, dos especies anuales que exhibieron las mayores diferencias en cobertura entre los dos tratamientos (es decir, mayor capacidad de resiembra solo bajo riego y deshierbe). Zinnia peruviana y G. globosa tuvieron un gran potencial para resiembra después del invierno bajo WW, con un aumento de tres y 2,6 veces desde su cobertura inicial, respectivamente. Estos resultados están de acuerdo con Zhang et al. (2021), quienes encontraron que la auto-siembra es un buen sustituto de la resiliencia de las plantas en los techos verdes.
Gomphrena globosa
Zinnia peruviana Por otro lado, es interesante que algunas de las especies de plantas nativas y exóticas que no se comportaron bien, especialmente en ausencia de riego, sean perennes. Aunque no incluimos la vida útil de las plantas en nuestro marco de decisión, parece que es un rasgo clave para diseñar techos verdes extensivos de bajo mantenimiento en la ciudad de Córdoba. Sin embargo, futuros estudios que consideren la duración de la vida en un marco integrador son necesarios para probar esta idea. En cuanto a la capacidad de triunfar o no en los techos, merecen explorarse otros aspectos. Primero, nuestros resultados coinciden con hallazgos previos que resaltan la importancia de la suculencia en ambientes urbanos dada su conocida alta supervivencia y recuperación de la sequía (revisado en Lundholm y Walker, 2018; pero ver Guo et al., 2021). Una especie de planta suculenta nativa (P. grandiflora) y una exótica (S. mexicanum) se encontraban entre las plantas con los valores de cobertura más altos. Esto también puede ser cierto para la exótica T. pallida con un grado de suculencia bastante bajo, pero debe tomarse con cautela dada su reciente expansión en la ciudad (Calviño, obs. pers.).
Sedum mexicanum
Pinguicula grandiflora En segundo lugar, es importante mencionar que las nuevas variedades híbridas se obtuvieron recientemente para la nativa Glandularia spp. (Suárez, 2020) justo después de que se estableciera este experimento, y se espera que estas variedades muestren un mejor rendimiento que el pariente silvestre G. tenera aquí probado (p. ej., Henson et al. 2006; para el híbrido G. tenuisecta x G. tenera). Sin embargo, la selección con fines exclusivamente ornamentales podría ser perjudicial para algunas interacciones planta-insecto (p. ej., Mach y Potter, 2018) y las pruebas con los nuevos híbridos deberían ser de gran ayuda en este sentido. En general, y dado que todas las especies superaron su cobertura original, nuestros resultados concuerdan con los de Yee et al. (2021) en que las especies de plantas relevantes para los ecosistemas de techos verdes no deberían ser necesariamente las más abundantes. Lo que es más importante, un proceso de clasificación como el que se usa aquí puede ser una herramienta útil para superar los criterios de selección tradicionales e incluir especies de plantas que toleran los techos y también pueden atraer la vida silvestre urbana. Integración del diseño de techos verdes con los objetivos de conservación de la biodiversidad Como Sikorski et al. (2021) han demostrado que para los espacios verdes urbanos informales, intervenciones mínimas podrían garantizar varios beneficios ecosistémicos e incluso favorecer la biodiversidad local, un conjunto de resultados generalmente asociados con estrategias de gestión y diseño más costosas. En este sentido, y considerando que dos especies anuales aquí probadas pudieron resembrar sin riego regular y que agregar anuales tiene efectos positivos sobre los artrópodos de techo verde (por ejemplo, Salman y Blaustein, 2018), sostenemos que el éxito relativo de una especie determinada debe considerarse en un sentido más amplio, integrando el potencial de una determinada especie para fomentar la biodiversidad urbana. Los entornos urbanos suelen caracterizarse por su valor restringido para los animales (Apfelbeck et al., 2019), especialmente para los insectos (Egerer y Buchholz, 2021; Fenoglio et al., 2021). Por lo tanto, la idea de que sólo se necesitan intervenciones mínimas para favorecer a los artrópodos es especialmente atractivo para su conservación en las ciudades. En este sentido, no ignoramos que la mayoría de las especies de plantas estudiadas aquí tienen algunas percepciones sociales negativas.
Aunque pueden establecer relaciones tróficas cruciales con diferentes grupos de insectos, la mayoría de las especies de plantas nativas mejor clasificadas que obtuvimos se consideran malezas en nuestro país, particularmente en hábitats agrícolas.
Por ejemplo, G. pulchella es bien reconocida como maleza tolerante a herbicidas (Calderón, 2013) pero presenta un alto atractivo para las mariposas.
Commelina erecta, otra especie exitosa en nuestro estudio, es capaz de sustentar una gran diversidad de visitantes florales y enemigos naturales pero también es una maleza indeseable tolerante al glifosato.
En el diseño del paisaje, las plantas con una "afinidad natural y una fuerte relación visual" se consideran firmas vegetales (Robinson, 1993). G. pulchella y C. erecta, que a menudo se encuentran al borde de los caminos rurales, pueden aparecer asociados con Z. peruviana y P. grandiflora en hábitats ruderales (Calviño, obs. pers.).
Esto confirma la “estrecha identidad entre las plantas y el lugar”, un aspecto clave del concepto característico de las plantas de Robinson (1993), que podría ser útil para replantear la vida silvestre urbana (Egerer y Buchholz, 2021). Ruderal, anteriormente "malas hierbas", se puede reformular como "plantas atractivas para polinizadores" y "plantas insectarias beneficiosas" (es decir, plantas que soportan huéspedes alternativos para depredadores y parasitoides según Atsatt & O'Dowd, 1976) para ser incluidas en el diseño de techos verdes. Este replanteamiento puede proporcionar firmas beneficiosas no solo para la vida silvestre de artrópodos urbanos, sino también para ampliar el espectro de especies nativas que normalmente se eligen para establecerse en techos verdes. Observaciones finales Nuestro trabajo brinda herramientas para el diseño de techos verdes que ayudan a seleccionar especies de plantas nativas y exóticas mediante el uso, por primera vez, de un enfoque de toma de decisiones multicriterio consistente que combina criterios tradicionales con novedosos que reflejan el potencial de las plantas para promover la biodiversidad de artrópodos. Además, al evaluar experimentalmente 12 especies candidatas obtenidas después de aplicar el MCDA, demostramos que las especies nativas se desempeñaron mejor que las exóticas de acuerdo con lo esperado bajo el “argumento de la adaptación” (Butler et al., 2012). Estos resultados constituyen una nueva evidencia para una ciudad sudamericana donde la tecnología de techos verdes y, en especial, la selección y uso de vegetación nativa están dando sus primeros pasos (pero ver Jaramillo Pazmiño, 2016; Cáceres et al., 2018). Además, dado que la solidez de los procedimientos MCDA se probó en solo el 5 % de los estudios revisados en conservación (Adem Esmail y Geneletti, 2018), nuestros resultados contribuyen a abordar la utilidad de este enfoque para seleccionar plantas para el diseño extensivo de techos verdes destinados a favorecer la biodiversidad urbana. Aunque utilizamos un número limitado de especies de plantas en nuestro ensayo y se necesitan estudios futuros para probar el poder real de atracción de artrópodos por las plantas dependiendo de su origen, nuestro estudio da un paso adelante en los métodos actuales utilizados para la selección de plantas en el diseño de techos verdes y arroja luz sobre la importancia de elegir nativos para los futuros techos verdes extensivos. Teniendo en cuenta que los techos verdes son una de las posibles soluciones para mejorar los efectos negativos de la pérdida de hábitat urbano en la diversidad de artrópodos (Fenoglio et al., 2021), el desarrollo de un marco de decisión integrador de criterios múltiples que tenga en cuenta el potencial de las plantas nativas y exóticas especies para promover artrópodos benéficos daría un nuevo giro en los procesos de selección de plantas para techos verdes. Definiciones finales “El estudio comprobó que los techos estuvieron mayormente cubiertos por plantas de crecimiento espontáneo que beneficiaron a los artrópodos. Esto obedece a que están más adaptadas al ambiente y no necesitan tanta gestión y agua de red”, explica Fenoglio. También identificaron que los techos de mayor superficie aumentan la biodiversidad de insectos. El trabajo demostró que la riqueza vegetal en los techos verdes fue un factor clave para los enemigos naturales de insectos herbívoros. A medida que aumentaba el número de especies de plantas, principalmente de crecimiento espontáneo, también lo hacía la riqueza de parasitoides y la abundancia de depredadores, aliados por naturaleza de las plantas.
Eso coincide con la hipótesis de los enemigos naturales, según la cual los sistemas con una mayor diversidad de plantas son más favorables a los depredadores y parasitoides que los sistemas menos diversos y complejos. Esto obedece a que los primeros ofrecen una mayor abundancia y diversidad de recursos alimentarios y refugios. “La mayoría de las especies de plantas en nuestros techos verdes crecieron espontáneamente, lo que indica que las comunidades de plantas suelen diferir del diseño original (que generalmente incluye césped) y permitir un cierto grado de naturaleza salvaje en esos espacios que puede ser clave para sustentar artrópodos beneficiosos que brindan servicios ecosistémicos en zonas urbanas”, explica Ezequiel González, integrante del equipo de investigación. Los techos verdes urbanos pueden ser considerados islas verdes inmersas en la matriz urbana. Por eso, su altura y el aislamiento horizontal (superficie de espacios verdes rodeando el techo) pueden determinar la diversidad de artrópodos a través de cambios en las tasas de inmigración de especies. Los techos rodeados por más verde tuvieron mayor riqueza de parasitoides y mayor abundancia de predadores. “En nuestro estudio, la altura no afectó a la mayoría de los grupos de insectos. Probablemente se deba a que el techo más alto tenía solo ocho metros y, por lo tanto, todos podrían ser colonizados por la mayoría de las especies con buena capacidad de dispersión”, afirman desde el grupo de investigación. Techos “jóvenes” El trabajo descubrió que los techos verdes más antiguos presentaban menos especies de herbívoros. Esto podría deberse a que, con el tiempo, las comunidades de plantas tienden a estar dominadas por las más tolerantes al estrés y especies de plantas ruderales (de pequeño tamaño, que suelen aparecer en hábitats muy alterados por la acción del ser humano, como bordes de caminos, campos de cultivo abandonados o zonas urbanas), que tienden a ser menos apetecibles a los insectos. Profundidad del sustrato Si bien no mostró una gran variabilidad en los techos estudiados, tuvo un efecto negativo sobre la riqueza de parasitoides. Sobre los alcances del estudio, Fenoglio apunta: “Es el primer estudio en Sudamérica que considera múltiples factores de los techos y brinda herramientas y conocimientos clave para el diseño de techos biodiversos para los interesados en el desarrollo y la gestión de esta infraestructura verde en zonas urbanas y semirurales”. En esa línea, González completa: “El propósito es impulsar la vegetación espontánea y la diversidad asociada de organismos, que proporcionan un conjunto diferente de servicios ecosistémicos que los techos más gestionados”. Este trabajo fue apoyado por fondos de la National Geographic Society (subvención NGS-383R-18 otorgada a MSF). AAC, AS, EE, HMB, MSF y MLM son investigadores científicos del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET-Universidad Nacional de Córdoba); DF es becario doctoral del CONICET en la Universidad Nacional de Córdoba y JT es becario postdoctoral de la Royal Society of London. Martin Eduardo Lucione https://facebook.com/Ecoalfabetización https://issuu.com/martinlucione Extraído bioRxiv Ana A. Calviño1, Julia Tavella, Hernán M. Beccacece, Elizabet L. Estallo, Diego Fabián, María Laura Moreno, Adriana Salvo, María Silvina Fenoglio.