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47.3A: Pérdida de hábitat y sostenibilidad - Biología

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Mediante una mayor adopción de prácticas sostenibles, podemos reducir la pérdida de hábitat y sus consecuencias.

Objetivos de aprendizaje

  • Describir los efectos de la pérdida de hábitat en la biodiversidad y el concepto de sostenibilidad.

Puntos clave

  • La destrucción del hábitat hace que hábitats enteros sean funcionalmente incapaces de sustentar las especies presentes; la biodiversidad se reduce en este proceso cuando los organismos existentes en el hábitat son desplazados o destruidos.
  • La tala de áreas con fines agrícolas es la principal causa de destrucción del hábitat; otras causas principales incluyen la minería, la tala y la expansión urbana descontrolada.
  • La principal causa de extinción de especies en todo el mundo es la destrucción del hábitat.
  • La sostenibilidad es un término que describe cómo los sistemas biológicos siguen siendo diversos y productivos a lo largo del tiempo, creando el potencial para el mantenimiento a largo plazo del bienestar humano.
  • La reducción del impacto humano negativo requiere tres conceptos: gestión ambiental, gestión del consumo humano de recursos y conciencia de las preocupaciones culturales y políticas para aumentar la sostenibilidad.

Términos clave

  • sustentabilidad: Configurar la sociedad para que cada persona pueda satisfacer sus propias necesidades y su mayor potencial, preservando la biodiversidad y los ecosistemas naturales, y planificando a las generaciones futuras para mantener este potencial.
  • endemismo: El estado ecológico de una especie es exclusivo de una ubicación geográfica definida, como una isla, nación, país u otra zona definida o tipo de hábitat; los organismos que son autóctonos de un lugar no son endémicos de este si también se encuentran en otros lugares.
  • biodiversidad: La diversidad (número y variedad de especies) de vida vegetal y animal dentro de una región.

Pérdida de hábitat

Los seres humanos dependen de la tecnología para modificar su entorno y reemplazar ciertas funciones que alguna vez fueron realizadas por el ecosistema natural. Otras especies no pueden hacer esto. La eliminación de su ecosistema, ya sea un bosque, un desierto, una pradera, un estuario de agua dulce o un entorno marino, matará a los individuos dentro de la mayoría de las especies. Elimina todo el hábitat dentro del rango de una especie y, a menos que sea una de las pocas especies que se desarrollan bien en ambientes construidos por humanos, la especie se extinguirá.

Efectos de la pérdida de hábitat en la biodiversidad

La pérdida de hábitat es un proceso de cambio ambiental en el que un hábitat natural se vuelve funcionalmente incapaz de soportar las especies presentes. Este proceso puede ser natural o no natural, y puede ser causado por la fragmentación del hábitat, los procesos geológicos, el cambio climático o actividades humanas como la introducción de especies invasoras o el agotamiento de los nutrientes del ecosistema. En el proceso de destrucción del hábitat, los organismos que anteriormente usaban el sitio son desplazados o destruidos, reduciendo la biodiversidad.

La destrucción humana de hábitats se ha acelerado enormemente en la segunda mitad del siglo XX. Los hábitats naturales a menudo se destruyen por la actividad humana con el fin de aprovechar los recursos naturales para la producción industrial y la urbanización. La tala de hábitats para la agricultura, por ejemplo, es la principal causa de destrucción del hábitat. Otras causas importantes de la destrucción del hábitat incluyen la minería, la tala y la expansión urbana. La destrucción del hábitat se considera actualmente la principal causa de extinción de especies en todo el mundo.

Considere la excepcional biodiversidad de Sumatra. Es el hogar de una subespecie de orangután, una especie de elefante en peligro crítico de extinción y el tigre de Sumatra; sin embargo, la mitad del bosque de Sumatra ya no existe. La vecina isla de Borneo, hogar de otras subespecies de orangután, ha perdido un área similar de bosque, y la pérdida de bosques continúa en las áreas protegidas. El orangután de Borneo está catalogado como en peligro de extinción por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), pero es simplemente la más visible de las miles de especies que no sobrevivirán a la desaparición de los bosques de Borneo. Los bosques están siendo removidos por su madera y para despejar espacio para las plantaciones de aceite de palma, un aceite que se usa en Europa para muchos artículos, incluidos productos alimenticios, cosméticos y biodiésel.

Una estimación quinquenal de la pérdida de cobertura forestal mundial para los años 2000–2005 fue del 3,1 por ciento. En los trópicos húmedos, donde la pérdida de bosques se debe principalmente a la extracción de madera, 272.000 km2 se perdió de un total global de 11,564,000 km2 (o 2,4 por ciento). En los trópicos, estas pérdidas también representan la extinción de especies debido a los altos niveles de endemismo.

Desde la Revolución Neolítica, alrededor del 47% de los bosques del mundo se han perdido por el uso humano. Los bosques actuales ocupan aproximadamente una cuarta parte de la tierra libre de hielo del mundo, y aproximadamente la mitad de ellos se encuentran en los trópicos. En las regiones templadas y boreales, la superficie forestal está aumentando gradualmente (con la excepción de Siberia), pero la deforestación en los trópicos es motivo de gran preocupación.

Alimentar a más de siete mil millones de cuerpos humanos tiene un alto precio en los recursos de la tierra. Esto comienza con la apropiación de aproximadamente el 38 por ciento de la superficie terrestre de la tierra y aproximadamente el 20 por ciento de su productividad primaria neta. A esto se suman las actividades hambrientas de recursos de la agroindustria: todo, desde la necesidad de agua de riego de los cultivos, fertilizantes sintéticos y plaguicidas, hasta los costos de recursos del envasado de alimentos, el transporte (ahora una parte importante del comercio mundial) y el comercio minorista.

Sustentabilidad

La sostenibilidad es un concepto que describe cómo los sistemas biológicos siguen siendo diversos y productivos a lo largo del tiempo. Los humedales y bosques sanos y de larga vida son ejemplos de sistemas biológicos sostenibles. Para los seres humanos, la sostenibilidad es el potencial para el mantenimiento a largo plazo del bienestar, que tiene dimensiones ecológicas, económicas, políticas y culturales. La sostenibilidad requiere la conciliación de las demandas ambientales, sociales y económicas, que también se conocen como los “tres pilares” de la sostenibilidad.

Los ecosistemas y entornos saludables son necesarios para la supervivencia y el florecimiento de los seres humanos y otros organismos, y hay varias formas de reducir el impacto negativo de los seres humanos en el medio ambiente. Un enfoque es la gestión ambiental, que se basa en gran medida en la información obtenida de las ciencias de la tierra, las ciencias ambientales y la biología de la conservación. Un segundo enfoque es la gestión del consumo humano de recursos, que se basa en gran medida en la información obtenida de la economía. Un tercer enfoque, más reciente, agrega preocupaciones culturales y políticas a la matriz de sostenibilidad.

La pérdida de biodiversidad se debe en gran parte a la pérdida y fragmentación del hábitat producida por la apropiación humana de la tierra para el desarrollo, la silvicultura y la agricultura, ya que el capital natural se convierte progresivamente en capital creado por el hombre. A escala humana local, los beneficios de la sostenibilidad se derivan de la creación de ciudades verdes y parques y jardines sostenibles. De manera similar, los problemas ambientales asociados con la agricultura industrial y la agroindustria ahora se están abordando a través de movimientos como la agricultura sustentable, la agricultura orgánica y prácticas comerciales más sustentables.


Dinámica de expansión urbana y pérdida de hábitat natural en China: una perspectiva de paisaje multiescala

La extensa urbanización de China ha resultado en una pérdida masiva de hábitat natural, que amenaza la biodiversidad y la sostenibilidad socioeconómica de la nación. Una comprensión oportuna y precisa de la pérdida de hábitat natural causada por la expansión urbana permitirá tomar medidas más informadas y efectivas para la conservación de la biodiversidad. Sin embargo, el impacto de la expansión urbana en los hábitats naturales no se comprende bien, principalmente debido a la falta de información espacial precisa sobre la expansión urbana en China. En este estudio, propusimos un enfoque que se puede utilizar para resumir con precisión la dinámica de la expansión urbana en China durante dos décadas recientes (1992-2012), mediante la integración de datos sobre los niveles de luz nocturna, un índice de vegetación y la temperatura de la superficie terrestre. La pérdida de hábitat natural durante el período de tiempo se evaluó a escala nacional, ecorregional y local. Los resultados revelaron que China había experimentado un crecimiento urbano extremadamente rápido de 1992 a 2012 con una tasa de crecimiento anual promedio del 8,74%, en contraste con el promedio mundial del 3,20%. La expansión urbana masiva ha resultado en una pérdida significativa de hábitat natural en algunas áreas de China. Se debe prestar especial atención al delta del río Pearl, donde se perdieron el 25,79% o 1518 km (2) del hábitat natural y el 41,99% o 760 km (2) de los humedales locales durante 1992-2012. Esto genera serias preocupaciones sobre la viabilidad y la biodiversidad de las especies. Se deben implementar y hacer cumplir políticas y regulaciones efectivas para sostener el desarrollo regional y nacional en el contexto de una rápida urbanización.

Palabras clave: China biodiversidad ecorregiones pérdida de hábitat natural luz nocturna expansión urbana.


47.3A: Pérdida de hábitat y sostenibilidad - Biología

A pesar de la pérdida de hábitat que se ha producido a nivel mundial hasta la fecha, todavía hay esperanza. Los estudios revelan que al proteger el 50 por ciento de la tierra y los océanos de todo el mundo, las especies de plantas y animales podrían prosperar.

Un arroyo de montaña en Ankaratra que proporciona un hábitat de importancia crítica para los anfibios en peligro de extinción. Crédito de la foto: Jonathan Kolby

La destrucción del hábitat es una de las mayores amenazas a las que se enfrentan las plantas y las especies animales en todo el mundo. La pérdida de hábitat tiene impactos de gran alcance en la capacidad del planeta para sustentar la vida, pero incluso con los desafíos, hay esperanza para el futuro.

La destrucción del hábitat, definida como la eliminación o alteración de las condiciones necesarias para que los animales y las plantas sobrevivan, no solo impacta a las especies individuales sino también a la salud del ecosistema global.

La pérdida de hábitat es principalmente, aunque no siempre, causada por el hombre. La tala de tierras para la agricultura, el pastoreo, la minería, la perforación y la urbanización impactan al 80 por ciento de las especies globales que viven en el bosque. Aproximadamente 15 mil millones de árboles se talan cada año. Según un estudio sobre la densidad de árboles publicado en Naturaleza , la cantidad de árboles en todo el mundo ha disminuido en un 46 por ciento desde el comienzo de la civilización. Además de la pérdida de hábitat, la deforestación reduce la capacidad de los bosques para proporcionar el beneficio fundamental de absorber carbono, lo que ayuda a mitigar los efectos del cambio climático.

La situación es aún peor en las vías fluviales, las zonas costeras y el océano. Los estuarios costeros y las marismas proporcionan caldo de cultivo para la mayoría de las especies marinas. Como ellos, junto con los humedales del interior, son dragados y rellenados, las especies son menos capaces de dar a luz y mantener a sus crías. La contaminación y los efluentes de la tierra viajan fácilmente a través de arroyos y ríos hasta el océano, donde afectan la salud de los peces, las aves y las plantas marinas. La deforestación lejos de la costa puede causar erosión que ingresa al agua y deposita sedimentos en las aguas marinas poco profundas, bloqueando la luz solar que los arrecifes de coral necesitan para sobrevivir.

A pesar de la pérdida de hábitat que se ha producido a nivel mundial hasta la fecha, todavía hay esperanza. Los estudios revelan que al proteger el 50 por ciento de la tierra y los océanos de todo el mundo, las especies de plantas y animales podrían prosperar. Hoy en día, solo el 15 por ciento de la tierra y el 7 por ciento del océano están protegidos, lo que nos deja con una meta desafiante pero alcanzable.

La Campaña por la Naturaleza hace un llamado a los líderes mundiales para que tomen medidas para ayudar a proteger el 30 por ciento de la tierra y los océanos de la Tierra para el 2030, en el camino hacia el 50 por ciento del planeta en un estado natural para el 2050. Este compromiso representa nuestra mejor oportunidad para preservar los ecosistemas necesarios para nuestra supervivencia.


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El papel de los experimentos de fragmentación

Los experimentos de fragmentación basados ​​en el campo son fundamentales para ampliar nuestra comprensión de la fragmentación del hábitat. Con una escala espacial de 2 × 10 −7 ha a 100 ha, los experimentos de fragmentación más comúnmente reconocidos cubren una amplia gama de comunidades ecológicas (Fig.1 Haddad et al. 2015). A diferencia de los estudios observacionales, estos proyectos tienen diseños experimentales cuidadosos, a priori, con niveles significativos de replicación y condiciones iniciales conocidas, lo que permite inferencias poderosas. Sin embargo, pocos se acercan a la escala a la que la planificación de la conservación y la gestión de la tierra contemporánea deben abordar la fragmentación.

Mapa de experimentos de fragmentación a largo plazo como se identifica en Haddad et al. (2015) con la adición de Thousand Island Lake, en el sentido de las agujas del reloj desde arriba a la izquierda: 1 Proyecto de fragmentación de Kansas (KFP). Ubicado en Kansas, EE. UU., KFP es un ecosistema de pradera fragmentado experimentalmente, que se enfoca en los impactos de la fragmentación en el ensamblaje de la comunidad y los procesos de sucesión. 2 Experimentos de fragmentación de musgo (MFE). MFE, que consta de una amplia gama de proyectos llevados a cabo simultáneamente tanto en el Reino Unido como en Canadá, incluye experimentos de campo y de laboratorio, que se han centrado en una amplia gama de procesos, incluida la fragmentación. per se, la eficacia del corredor y las interacciones entre la fragmentación y el cambio climático. 3 Metatrón. Quizás el experimento de fragmentación más técnicamente complejo y flexible, Metatron, ubicado en el centro sur de Francia, consiste en parches independientes que se pueden conectar o desconectar a través de corredores controlados experimentalmente, lo que permite el estudio de múltiples configuraciones de paisajes. 4 Lago de las Mil Islas (TIL). Descrito en detalle en el texto, TIL combina procesos de relajación y de reunión comunitaria en más de 1000 islas remanentes. 5 Experimento de fragmentación del hábitat Wog Wog (WWHFE). Ubicado en el sureste de Australia, WWHFE fue diseñado para estudiar los efectos de la fragmentación del hábitat sobre la diversidad biológica en un Eucalipto bosque. 6 Proyecto de Estabilidad de Ecosistemas Forestales Alterados (SAFE). Ubicado en las selvas tropicales del Borneo de Malasia, SAFE se compone de múltiples proyectos que investigan cómo los gradientes de modificación de los bosques (por ejemplo, el uso de la tierra y los patrones de cobertura) y la fragmentación de los bosques afectan la biodiversidad, los procesos ecológicos y las vías fluviales. 7 Proyecto de Dinámica Biológica de Fragmentos Forestales (BDFFP). Ubicado en la Amazonía brasileña, el BDFFP es el experimento de fragmentación de hábitat más grande y de mayor duración del mundo, que lleva a cabo una amplia gama de efectos de fragmentación forestal en la biodiversidad y los procesos de los ecosistemas. 8 Experimento del corredor del sitio del río Savannah (SRSCE). Ubicado en Carolina del Sur, EE. UU., SRSCE fue diseñado para estudiar los efectos de los corredores en la dispersión de plantas y animales, la persistencia de la población y la biodiversidad en un bosque gestionado.

Un desafío es cerrar la brecha entre las escalas factibles para la manipulación experimental directa y las escalas más grandes que son el dominio de la conservación, la restauración y el manejo. Los proyectos de infraestructura a gran escala a veces pueden proporcionar experimentos inadvertidos y no planificados que se pueden utilizar para llenar este vacío en las escalas. Por ejemplo, en Venezuela, el profesor John Terborgh utilizó creativamente la creación del Lago Guri, un gran lago hidroeléctrico artificial (& gt4000 km 2) salpicado de cientos de islas boscosas, para demostrar la dramática importancia de las cascadas tróficas en los bosques tropicales (Terborgh et al. al. 2001). Desafortunadamente, el drenaje del lago destruyó la integridad del estudio y, combinado con las incertidumbres políticas, la investigación no está en curso.

Otro experimento prometedor a gran escala y no planificado, comparable en algunos aspectos al Lago Guri, que puede llenar el vacío entre los experimentos de fragmentación estándar y las grandes escalas espaciales es el proyecto en curso en Thousand Island Lake (TIL). Formado en 1959, TIL es un gran lago artificial en el condado de Chun'an de la provincia de Zhejiang, China. TIL tiene una superficie de agua total de aproximadamente 580 km 2 y 1078 islas de puentes terrestres cuando el nivel máximo de agua (108 msnm) (Figura 1 Wang et al. 2009). Durante la construcción de la presa, los bosques primarios de la región fueron talados selectivamente o con tala organizada durante el "Gran Salto Adelante". Esto resultó en una deforestación casi completa antes de la inundación del lago. Luego, los aviones sembraron pinos nativos, posiblemente afectando el pH del suelo o causando alelopatía que podría tener efectos duraderos en las biotas regionales. Esta región ahora está protegida como uno de los parques nacionales más grandes de China. La mayoría de las islas (antiguas colinas) no han experimentado perturbaciones humanas significativas desde 1962. En conjunto, estas condiciones iniciales razonablemente consistentes, combinadas con un historial de monitoreo ecológico y la oportunidad de niveles muy altos de replicación, permiten que el sistema TIL evite muchos de las trampas que plagan otros experimentos de fragmentación "natural". Esta historia también asegura que TIL combinará aspectos de relajante y montaje ecosistemas, en el sentido de que la comunidad original del sotobosque no se eliminó directamente, y la eliminación de árboles pondría en movimiento dinámicas sucesionales a medida que se produce la recolonización a partir de fuentes de semillas externas.

Los estudios en TIL ya han proporcionado los componentes básicos necesarios para responder muchas de las preguntas propuestas anteriormente, proporcionando información sobre los patrones de recuperación de las comunidades de aves, mamíferos, reptiles y plantas en paisajes fragmentados. Una serie de estudios, que se centran tanto en las comunidades de plantas como de animales, han demostrado que el área de la isla juega el papel dominante en el control de la recuperación de la comunidad en las islas de TIL. A nivel de especies y genes, las comunidades de plantas, aves, serpientes y pequeños mamíferos tienen relaciones claras con el área de la isla, pero no con el aislamiento de la isla (Wang et al.2010, 2011, 2012b Hu et al.2011 Zhang et al.2012 Ding et al. al.2013 Si et al.2014, 2015a Su et al.2014 Yuan et al.2015). Hay algunas excepciones notables a la tendencia de los efectos de área que dominan los efectos de aislamiento (por ejemplo, Wang et al. 2012a Yu et al. 2012 Peng et al. 2014). Dicho esto, cuando se toman en conjunto, estos resultados sugieren que el área del parche puede ser un factor más importante en el ensamblaje de la comunidad que el aislamiento del parche en este sistema. Se están realizando investigaciones para analizar los mecanismos específicos mediante los cuales se produce este proceso (p. Ej., Hu et al. 2015 Si et al. 2015b).

La oportunidad de comparar TIL con otros experimentos de fragmentación a gran escala es prometedora. Debido a que las comunidades de TIL se están reuniendo principalmente, las comparaciones directas con otras comunidades de ensamblaje, como el Experimento de Fragmentación de Kansas (por ejemplo, Cook et al.2005) podrían proporcionar información sobre si los procesos sucesionales en paisajes fragmentados son consistentes en todos los biomas. Utilizados en conjunto, los sistemas en los que la calidad de la matriz permanece constante se pueden comparar con experimentos a gran escala en los que la calidad de la matriz varía, como el Proyecto de dinámica biológica de fragmentos forestales (por ejemplo, Laurance et al. 2011), para abordar cuestiones relacionadas con el contraste de bordes. Naturalmente, existen muchas otras oportunidades de comparación. Esperamos que el proyecto TIL desempeñe un papel fundamental en la investigación de la fragmentación durante las próximas décadas, al mismo tiempo que se convierte en una plataforma para colaboraciones internacionales.

Los estudios de fragmentación en el pasado nos han permitido comprender una amplia gama de efectos de la pérdida y fragmentación del hábitat sobre la biodiversidad y los procesos ecológicos, pero quedan preguntas fundamentales. Estas preguntas abarcan escalas espaciales, temporales y organizativas, y necesitan nuevos enfoques y técnicas. Con un enfoque en la identificación de impulsores ecológicamente relevantes, estamos seguros de que responder a estas preguntas proporcionará a los científicos y profesionales la base científica y las herramientas necesarias para promover la biodiversidad y la sostenibilidad del paisaje.