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"Hacia Donde Va la Ciencia en México" Academia Mexicana de Ciencias, Consejo Consultivo de Ciencias y CONACYT. Mesa Redonda: "Biología de Ecosistemas y Manejo de Plagas ante el Cambio Climático” La Biología Ante El Cambio Climático: Hacia una ciencia más grupal, trans-escalar y transversal Manuel Maass Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM, Campus Morelia Cambio Global Es aquel cambio que: “altera las capas de fluidos del sistema tierra (océanos y/o atmósfera) y que, por lo tanto, se experimenta a escala planetaria” (Vitousek 1985) “ocurre en sitios muy localizados pero tan ampliamente distribuidas que constituyen un cambio a nivel global” Cambio en el uso del suelo Cambio en la composición de la atmósfera Cambio climático Pérdida de la biodiversidad Erosión de los suelos Introducción de especies exóticas El predicamento ambiental “La economía de la humanidad descansa en diversos servicios que otorgan gratuitamente los ecosistemas naturales. El impacto de la actividad humana en el ambiente ha rebasado las escalas locales y regionales, alcanzando niveles globales. Esto ha deteriorado a los ecosistemas naturales y con ello al sistema de soporte de vida del planeta y su consecuente reducción en su capacidad para mantener a los seres humanos”. Paul Ehrlich, 1995 Robert O’Neill MacArthur Award Recipient 1999. “El problema fundamental es que el Homo sapiens está moviendo a los sistemas ecológicos fuera de las condiciones ambientales que han existido desde las historia evolutiva. Esto es terra incognita y el supuesto de que los sistemas ecológicos van a responder de manera estable no se justifica. ¿Hacia donde orientar esfuerzos? Si los ecosistemas naturales constituyen el sistema de soporte de vida del planeta, y es precisamente su degradación acelerada lo que está generando la severa crisis ambiental en la que nos encontramos, se vuelve imprescindible: Frenar la destrucción de los ecosistemas naturales. Restaurar los ecosistemas ya deteriorados. Diseñar sistemas productivos que imiten lo mejor posible a los ecosistemas naturales. Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 Sistemas Ecosistemas Estructura jerárquica de los procesos del ecosistema (Modificado de Osmond et al., 1980) Niveles Bio-geósfera Comunidad/cuenca Bioma/región Individuo/ladera km Espacio Mill años siglos años Organelo/poro Célula/agregado m 1014 1013 1012 1011 1010 109 108 107 Tiempo Tejido/parcela mm µm 106 105 104 103 102 101 horas 100 segundos Procesos Geológicos Fisiológicos Ecológicos Bioquímicos Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 1970 Sistemas Grupal IBP International Biological Program Dominio Humano del los Ecosistemas del Planeta Vitousek, Mooney, Lubchenco y Melillo; 1997 Science 277(5325) Porcentaje de cambio 100 80 60 40 20 0 Transforma ción del suelo Concentración de CO2 Uso de agua Invasión de Pesquerías plantas marinas Fijación de Extinción nitrógeno de aves Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 1970 1980 Sistemas Grupal Global IGBP International Gesphere and Biospher Program Síntesis del IGBP Población Desastres Naturales Construcción de represas Flujo de nitrógeno al mar Consumo de agua de fertilizantes Consumo Deforestación en el trópico From: Steffen et al. 2004 Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 1970 1980 Sistemas Grupal Global Longeva LTER Long Term Ecological Research (Hatton et al 2002) Respuesta al cambio 100 Local 80 60 Intermedio 40 20 Regional 0 0 50 100 150 200 Tiempo de respuesta (años) MAASS 6/03 LTER: Investigación a largo plazo y a gran escala AREA (m 2 ) 10 14 GLOBAL 10 12 CONTINENTE 10 10 REGION 10 8 PAISAJE Detrás 10 6 10 4 10 2 Programas de Investigación CIENCIA GLOBAL (IGBP) LTER Mayoría de Estudios Ecólogos de la severa crisis ambiental que estamos viviendo esta nuestro pobre entendimiento de PAISAJE procesos ecológicos que operan a escalas amplias PARCELA 2 y décadas) (km PARCELA 10 0 PUNTO DE MUESTREO Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 1970 1980 1990 2000 Sistemas Grupal Global Longeva Aplicada MA Millenum Ecosystem Assesment Servicios ecosistémicos (Daily et al. 1995) Son importantes para el hombre. Operan a gran escala. La tecnología no los puede reemplazar. Se deterioran por la actividad humana. Su deterioro alcanza escalas globales. Requieren de un gran número de spp para operar. Los servicios que se pierden por el deterioro de los ecosistemas son más valiosos que las ganancias que se obtienen por las actividades que los alteran. Aún se puede hacer algo si se actúa rápidamente. Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 1970 1980 1990 2000 Sistemas Grupal Global Longeva Aplicada Urgente A safe operating space for humanity Rockström et al. 2009 Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 1970 1980 1990 2010 2000 Sistemas Grupal Global Longeva Aplicada Urgente En Red Redes Temáticas CONACYT Niche of CONACYT Networks Sp a a l realm i ty x e l p m Co realm Physicochemical Biological Social transforma on realm High Tech Technological Natural Local Regional Global Hacia una ciencia (y una práctica) más compleja 1960 1970 1980 1990 2010 2000 Sistemas Grupal Global Longeva Aplicada Urgente ¡Transversalidad! En Red ¿? El MEA y la ciencia • Los participantes se sorprendieron al descubrir la severidad del problema que significa la fragmentación del conocimiento. • Fue desconcertante encontrar que incluso los más involucrados en investigación interdisciplinaria no suelen cruzar las fronteras territoriales de los campos de la ciencia. • Fue frustrante ver el exiguo progreso que se ha hecho para la integración del conocimiento tras el incremento en la preocupación ambiental desde finales de los 60s. Fuente: Norgaard, R. B. 2008. Finding Hope in the Millennium Ecosystem Assessment an Essay. Conservation Biology 22:4 Procesos Escalas Ámbitos Espacial Temporal Físico-Químico Biológico < µm < seg Moléculas inorgánicas Moléculas orgánicas Bioquímicos µm / mm seg / hrs Superficie de arcillas Organelo / Célula Fisiológicos mm / m hrs / años perfil / parcela / ladera Tejido / Organismo Individuo / familia Ecológicos m / km años / siglos Región / Cuenca Comunidad / Bioma Comunidad / Estado Geológicos km / M km M años Continente / Geósfera Región / Biósfera Región / Planeta Cósmicos años luz años luz Sistema Solar Sistema Solar Otras civilizaciones? Físicos Social Sistemas Eco - Sistemas Socio - Eco - Sistemas PAISAJES Sistema Físico-químico Ecosistema Ecosistema transformado S o c i o – E http://observatorio.info/2000/12/paisaje-lunar-decosistemas la-mision-apollo-17-una-magnifica-desolacion/ Estudio de socio-ecosistemas No trata de abordar el estudio de selvas, bosques o lagunas costeras por sí solas, sino de sistemas complejos producto del acoplamiento entre los procesos fisicoquímicos y biológicos de estos ecosistemas, y los procesos económicos, sociales y culturales de las poblaciones que interaccionan con ellos. Estudio de socio-ecosistemas Nuestro objeto de estudio no sólo es la rivera del río Santa Catarina (con sus pastos, mezquites, ratones, arena y desbordes naturales de agua), sino la compleja interacción que se da entre ese ecosistema semiárido y la ciudad de Monterrey que ha crecido encima (con sus edificaciones, calles pavimentadas, drenajes y proceso progresivo de eliminación de la vegetación). No sólo nos interesamos en el germoplasma de las especies nativas del valle de Tehuacán, sino cómo éste es identificado, domesticado y conservado por la población local. No sólo estamos interesados en los bosques de Oaxaca, sino en los conflictos de tenencia de la tierra y las presiones que tienen los lugareños para transformarlos en cultivos de maíz o campos ganaderos. No sólo estamos interesados en la dinámica de las poblaciones de camarones en una laguna costera, sino también en los problemas que tienen los pescadores al cambiar la calidad y cantidad de agua, producto del cierre artificial de la barra o la instalación de presas en la parte alta de sus ríos de alimentación Ciencia y sustentabilidad (Spangenberg, J.H. 2011) “En la transdisciplina, la fuente de inteligencia se extiende a incluir el conocimiento no-científico, las preguntas de investigación se definen de manera conjunta [entre científicos y la sociedad] y la calidad del trabajo es revisada por ambos grupos, los usuarios como expertos en relevancia, y los científicos como expertos en rigor “ Uni-Disciplinario....la solución del problema desde la óptica de una disciplina en particular (marcos conceptuales, herramientas, instituciones, etc.). Multi-Disciplinario.....la solución del problema desde la óptica de varias disciplinas. Inter-Disciplinario.....el planteamiento del problema y su solución desede la perspectiva de disciplinas complementarias. Trans-Disciplinario..... la inteligencia detrás de la solución no sólo viene de la ciencia.... La disyuntiva no es si estudiar una o muchas disciplinas, sino si trabajar solo o en grupo COMPARACION DE SUBSIDIOS A DISTINTOS USOS DEL SUELO Monto Tipo de uso Programa $ por ha por año Duración Disponibilidad Àrea años Millones de $ por año Mill ha Servicios Hídricos PSAH 380 5 200 0.5 Ganadería PROGAN 400 >5 4,000 4.0 Agricultura, cultivos anuales PROCAMPO 700 >10 14,000 14.0 Reforestación no comercial PRONARE 700 1 200 0.1 Plantaciones Comerciales PRODEPLAN 2500 3 265 0.1 Aprovechamiento Clandestino Consenti-miento 9000 10 4,800 0.5 Red de Medio Ambiente y Sustentabilidad (ReMAS) Investigación para el Manejo Sustentable de los Socio-Ecosistemas (SE) Socio-Ecosistema ….. Socio-Ecosistema Urbano Socio-Ecosistema Costero Socio-Ecosistema Forestal Investigación científica Desarrollo Social ONGs Educación ambiental Desarrollo tecnológico Monitoreo Ambiental Tipos de Intervención Dinámica del Manejo TÉCNICA COMUNICATIVA INSTITUCIONAL Estudio y Diagnóstico 1 2 3 Definición de objetivos 4 5 6 Diseño de Intervenciones 7 8 9 Implementación 10 11 12 Monitoreo 13 14 15 Red de Medio Ambiente y Sustentabilidad (ReMAS) Investigación para el Manejo Sustentable de los Socio-Ecosistemas (SE) Socio-Ecosistema ….. Socio-Ecosistema Urbano Socio-Ecosistema Costero Socio-Ecosistema Forestal Tipos de Intervención Dinámica del Manejo TÉCNICA COMUNICATIVA INSTITUCIONAL Estudio y Diagnóstico 1 2 3 Definición de objetivos 4 5 6 Diseño de Intervenciones 7 8 9 Implementación 10 11 12 Monitoreo 13 14 15 ILTER Network 40 countries 600 groups Red Mex-LTER 10 groups “Chamela Mex-LTER” 26 Inv. “Cuencas” 13 inv. Los Nuevos Paradigmas Cambio de paradigma ontológico El Socio-Ecosistema Cambio de paradigma epistemológico La Transdisciplina Cambio de paradigma metodológico El manejo adaptativo de SE Cambio de paradigma pedagógico La LCA Cambio de paradigma institucional El IIMSSE Cambio de paradigma ético Piensa que eres parte del socio-ecosistema y actúa libre y responsablemente ¿Hacia dónde va la Biología en México? Un importante reto de la ciencias biológicas es el incorporarse a los trabajos tendientes a entender y abordar los problemas relacionados con el manejo sustentable de socioecosistemas. Ello implicará transitar a una ciencia más grupal más trans-escalar más transversal Lo que a su vez requiere transformar la manera como nos organizamos y evaluamos nuestro quehacer científico. ¡GRACIAS!