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Aplicaciones ecológicas para la adaptación
al cambio climático en paisajes ganaderos
Fabrice DeClerck, [email protected]
Para el ano 2010 obtener una reducion
significant en la perdida coriente de
biodiversidad a nivel global, regional y
nacional como una contribucion para
reducir pobreza y al benficio de toda la
vida de nuestra Tierra.
Estatus de biodiversidad
Respuesta hasta estas pressiones
Butchart et al. Science (2010)
Presion sobre la biodiversidad
Data: FAOStat
Data: FAOStat
Data: FAOStat
Mas de 30% de las pasturas en Mesoamerica son degradadas
Que seria el papel de sistemas agroforestales en la
restoracion de la biodiversidad y funciones?
Que es la
biodiversidad
?
Fotos: M. Gomez
Que es la BIODIVERSIDAD?
•Especies: numero de especies in un sistema
•Genética: variabilidad de información
genética en el sistema
Que es la BIODIVERSIDAD?
•Especies: numero de especies in un
sistema
•Genética: variabilidad de información
genética en el sistema
•Vertical: capas horizontal o niveles
•Horizontal: patrón de distribución espacial
•Funcional: numero de especies que sirven
papeles diferentes.
•Temporal: Grado de heterogeneidad de
cambios cíclicos diurna, estaciones) en el
sistema.
La suma de estas es la diversidad ecológica
Imaginen que viajamos a una planeta con una
atmósfera y clima básica. Cuales de los millones
especies que ocupan nuestra tierra llevaremos?
Daily 1997
Servicios de
Producción
Productos obtenidos de
ecosistémicos
•Alimentos
•Agua fresca
•Energía
•Fibras (para tellas)
•Productos bioquímicas
Servicios
de Regulación
Servicios
Culturales
Beneficios obtenidos de
La regulación procesos
ecosistémicos
Benficios materiales
Y no-materiales de
ecosistemas
•Regulación de clima
•Regimenes hidrológicos
•Reducción de desastres
naturales
•Control de polución
•Procesos de
Detoxificacion
•Espiritual y Inspiracional
•Recreational
•Aestheticos
•Educational
•Historicos
•Conocimiento tradicional
bienestar humano
Servicios de apoyo
Servicios necesario para la producción de todos otros servicios
ecosistémicos :
•Formación de suelos
Ciclos de Nutrientes
Producción Primaria
MEA 2006
OS PhylogenyXP
OS®
PhylogenyXP
Upgrade:
Ahora incluye
servicios de provision,
regulacion, culturales
y de soporte
lo mejor de la biosfera
Version 2.8 B
Evolucion
constante
!!!
Soporte GRATIS de mas de 2 million especies*
Version 2.8 B
*numero de especies puede ser mayor a 100 million
Diversidad Funcional
No importa quien eres, pero lo
que haces!
Fotos: M. Gomez y M. Decker
Diaz and Cabido 2001
Intensificacion
Bosque
[
Cerca Viva
]
Pastura
Flynn, Gogol-Prokurat et al. (2009)
DeClerck NCEAS DGS
Cual es la redundancia
funcional entre especies?
Como cambia con
intensificación?
Fotos:Ecology
A. Martinez
Flynn, Gogol-Prokurat et al. (2009) DeClerck
Letters
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Fragmento de Bosque: 25 extinct
Flynn, Gogol-Prokurat et al. (2009)
Fotos:
A. Martinez
DeClerck Ecology
Letters
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Fragmento de Bosque: 25 extinct
x
Cerca Viva: 41 extinct
Flynn, Gogol Prokurat et al.
Fotos:
A. Martinez
DeClerck
(2009)
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Fragmento de Bosque: 25 extinct
x
Cerca Viva: 41 extinct
x
Pastura: 64 extinct
Diversidad Respuesta
“Un preocupación creciente es la perdida de
especies que tienen efectos parecidos pero
que diferían en sus respuestas ambientales.
Este segundo papel de la biodiversidad podría
ser unos de los mecanismos mas importantes
para sostener le funciones ecosistemicos al
largo plazo y los servicios que proveen a la
humanidad.”
Chapin et al. 1997 Science
Midiendo diversidad respuesta
• Representa el rango de
“estrategieas de respuesta”
dentro de un grupo funcional.
• Mayor volumen = mayor
resilinecia
0.5
1.0
1.5
2.0
Volumen del hull convexo
0.0
• Desde 2 hasta n rasgos de
respuesta.
Response trait 2
• El volumen minimo del hull
convexo formado por las
especies dentro de un grupo
funcional, en el espacio de
rasgos de respuesta.
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Response trait 1
LaLiberte et al. 2010
Redundancia Ecologica
• Especies son redundantes
• Resilientes a cambios ambientales
Communidad 1
Todas las Epecies
Mayor
redundancia
4
1
5
3
2
Communidad 2
6
Menor
redundancia
LaLiberte et al. 2010
La pregunta
La intensificación agrícola reduce la
diversidad respuesta y/o la
redundancia ecológica?
… si las respuesta es si, tenemos
erosión de la resiliencia de los
sistemas a cambios ambientales.
LaLiberte et al. 2010
17 gradientes de intensificación
~3000 especies de plantas
17 rasgos funcionales
Portugual
Québec
110 (1)
243 (1)
China
USA, NC
453 (2)
38 (1)
Laos
53 (1)
Nicaragua
Australia (WT)
240 (2)
1028 (4)
Australia (SAW)
52 (1)
Costa Rica
728 (3)
New Zealand
54 (1)
LaLiberte et al. 2010
a) Especies en espacio de
rasgos de efecto
LaLiberte et al. 2010
a) Especies en espacio de
rasgos de efecto
4
1
5
3
2
6
b) Grupo funcional efecto
LaLiberte et al. 2010
c) Especies por uso de suelo
Semi-natural
Natural
a) Especies en espacio de
rasgos de efecto
4
3
2
6
b) Grupo funcional efecto
Agricultura de
baja intesidad
5
Agricultura de
alta intensidad
1
LaLiberte et al. 2010
c) Especies por uso de
suelo
d) Dispersion funcional
(diversidad respuesta) por
cada grupo efecto en cada
uso de suelo.
Natural
a) Especies en espacio de
rasgos de efecto
Trait 2
4
3
4
1
0
0
1
2
3
4
Trait 1
4
Trait 2
Semi-natural
2
3
2
5
b) Grupo funcional efecto
0
1
2
3
4
Trait 1
4
Trait 2
6
0
3
2
1
0
0
1
2
3
4
Trait 1
4
Trait 2
2
Agricultura de
baja intesidad
3
1
Agricultura de
alta intensidad
1
3
2
LaLiberte et al. 2010
c) Especies por uso de
suelo
d) Dispersion funcional
(diversidad respuesta) por
cada grupo efecto en cada
uso de suelo.
Natural
Trait 2
4
3
4
e) Spearman(ρ) entre
intensidad y diversidad
respuesta
1
0
0
1
2
3
Trait 1
4
Trait 2
Semi-natural
2
3
2
5
b) Grupo funcional efecto
0
1
2
3
Trait 1
4
ρ = -0.9
4
Trait 2
6
0
Intensificacion
3
2
1
0
0
1
2
3
4
Trait 1
4
Trait 2
2
Agricultura de
baja intesidad
3
1
Agricultura de
alta intensidad
1
4
Diversidad respuesta
a) Especies en espacio de
rasgos de efecto
3
2
LaLiberte et al. 2010
Redundancia diminuye con intensificación
Nicaragua (Matiguas)
Australia sub-tropics 1
Nicaragua (Rivas)
Australia WT (Atherton)
China (Hainan lowland)
USA (North Carolina)
New Zealand
Australia sub-tropics 2
Costa Rica (La Palma)
China (Hainan montane)
Australia WL (NSW)
Portugal
Costa Rica (Las Cruces)
Laos
Quebec
Australia WT (Tully)
Costa Rica (Puerto Jimenez)
r = -0.22
p = 0.0003
Summary
-1.0
-0.5
0.0
Correlation coefficientr
0.5
1.0
LaLiberte et al. 2010
La diversidad respuesta tambien, pero menos
Nicaragua (Matiguas)
Australia sub-tropics 1
Nicaragua (Rivas)
Australia WT (Atherton)
China (Hainan lowland)
USA (North Carolina)
New Zealand
Australia sub-tropics 2
Costa Rica (La Palma)
China (Hainan montane)
Australia WL (NSW)
Portugal
Costa Rica (Las Cruces)
Laos
Quebec
Australia WT (Tully)
Costa Rica (Puerto Jimenez)
Summary
r = -0.091
p = 0.048
LaLiberte et al. 2010
-1.0
-0.5
0.0
Correlation coefficientr
0.5
Diversidad Respuesta
Redundancia
Nicaragua (Matiguas)
Australia sub-tropics 1
Nicaragua (Rivas)
Australia WT (Atherton)
China (Hainan lowland)
USA (North Carolina)
New Zealand
Australia sub-tropics 2
Costa Rica (La Palma)
China (Hainan montane)
Australia WL (NSW)
Portugal
Costa Rica (Las Cruces)
Laos
Quebec
Australia WT (Tully)
Costa Rica (Puerto Jimenez)
Nicaragua (Matiguas)
Australia sub-tropics 1
Nicaragua (Rivas)
Australia WT (Atherton)
China (Hainan lowland)
USA (North Carolina)
New Zealand
Australia sub-tropics 2
Costa Rica (La Palma)
China (Hainan montane)
Australia WL (NSW)
Portugal
Costa Rica (Las Cruces)
Laos
Quebec
Australia WT (Tully)
Costa Rica (Puerto Jimenez)
Summary
Summary
-1.0
LaLiberte et al. 2010
-0.5
0.0
Correlation coefficient r
0.5
1.0 -1.0
-0.5
0.0
Correlation coefficient r
0.5
Desde la teoria hasta la practica?
Desde
Rivas, Nicaragua
Chavez y DeClerck
Wilfredo Chavez
Ryan Neimeyer
Chavez y DeClerck
Estrada and Coates-Estrada, 2001; Montagnini 2003; Harvey et al. 2003; Harvey et al. 2005,
Leon and Harvey 2006; Vilchez et al. 2008.
2
= 0.756+ 9.361
yR
= 3.7324x
R² = 0.7566
p<0.0001
40
Especies de Aeves
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
de copa
(m)
fenceradio
canopy
radius
(m)
R2 = 0.760
y = 1.7105x + 9.4326
R² = 0.7603
p<0.0001
40
Especies de Aves
35
30
25
20
15
10
5
0
0
Kelly Garbach
2
4
6
8
10
Altura de la cerca(m)
12
14
16
1.5
1.0
0.5
Leaf Area Index
IAF Cerca Simple
2.0
2.5
IAF Cerca Multistrata
2.0
1.5
1.0
0.5
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
8m
6m
4m
2m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
8m
6m
2m
4m
Kelly Garbach
0m
0.0
0.0
0m
Leaf Area Index
2.5
IAF Cerca Simple
2.0
1.5
1.0
0.5
Leaf Area Index
2.5
IAF Cerca Multistrata
2.0
1.5
1.0
0.5
PAR Simple
PAR Multistrata
2500
m mol/m2/sec
2500
2000
1500
1000
500
2000
1500
1000
500
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
8m
6m
4m
2m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
8m
6m
4m
2m
0m
0
0
0m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
PAR Multistrata
PAR Simple
m mol/m2/sec
8m
6m
0m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
8m
6m
4m
2m
0m
4m
0.0
0.0
2m
Leaf Area Index
2.5
K. Garbach
IAF Cerca Simple
2.0
1.5
1.0
0.5
Leaf Area Index
2.5
IAF Cerca Multistrata
2.0
1.5
1.0
0.5
PAR Simple
PAR Multistrata
2500
m mol/m2/sec
2000
1500
1000
500
2000
1500
1000
500
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
0m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
8m
6m
30
4m
30
8m
40
35
2m
8m
45
35
0m
6m
50
2m
degrees C
40
Temperatura Cerca Multistrata
55
6m
Temperatura Cerca Simple
45
4m
0m
8m
6m
4m
2m
0m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
Midday Temperature Multistrata
Midday Temperature Simple
50
2m
0
0
4m
m mol/m2/sec
2500
degrees C
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
PAR Multistrata
PAR Simple
55
8m
6m
0m
10
m
12
m
16
m
20
m
24
m
28
m
8m
6m
4m
2m
0m
4m
0.0
0.0
2m
Leaf Area Index
2.5
GRACIAS!!