6 Diversidad de procesos funcionales en los …

1 [ 161 ] Introducci n / Din mica hidrol gica / Ingreso de agua en forma de lluvia / Erosividad de la lluvia / Din mica del agua en el suelo / Conectividad por corrientes y masas de agua / Balance de energ a en ecosistemas marinos / 166 Conciencia y entendimiento de la importancia del estudio de la temperatura de la superficie del mar / 166 Informaci n disponible de la tsm / 166 Calidad de la informaci n de la tsm / 167 Comportamiento espacio-temporal de la tsm / 167 Acciones para mejorar el conocimiento de la tsm / Din mica energ tica / Ingreso de energ a por radiaci n solar / Productividad primaria / Almacenes de biomasa / Captura de carbono biog nico / Quimioautotrof a / Din mica biogeoqu mica / Descomposici n de materia org nica / Almacenes de carbono en ecosistemas terrestres / Almacenes de carbono en ecosistemas acu ticos / Fijaci n de nitr geno en ambientes acu ticos / Flujo de materia y energ a en

2 Lagos / Exportaci n de carbono biog nico en ecosistemas acu ticos / Consideraciones finales / 183 Referencias / 184 Diversidad de procesos funcionales en los ecosistemasautores responsables: Elva Escobar Manuel Maasscoautores: Javier Alcocer Durand Enrique Azpra Romero Luisa I. Falc n lvarez Artemio Gallegos Garc a Francisco Javier Garc a Felipe Garc a-Oliva V ctor Jaramillo Raymundo Lecuanda Camacho V ctor Maga a Angelina Mart nez-Yr zar Agust n Muhlia V. Ranulfo Rodr guez Sobreyra Jorge Zavala-Hidalgorevisores: Helena Cotler Omar Masera Patricia Moreno-CasasolaEscobar, E., M. Maass et al. 2008. Diversidad de procesos funcionales en los ecosistemas, en Capital natural de M xico, vol. I : Conocimiento actual de la biodiversidad. Conabio, M xico, pp. natural de M xico Vol. I: Conocimiento actual de la Introducci nLa enorme Diversidad biol gica de nuestro pa s no solo se refleja en el gran n mero de especies descritas que se mencionan en el cap tulo 11, sino adem s en la enorme Diversidad de ecosistemas, as como de procesos ecol gi cos que son producto de la relaci n de los organismos entre s y con su ambiente.

3 Componentes bi ticos y abi ticos conforman ensamblajes integrados mediante pro cesos funcionales de corte f sico, qu mico y biol gico, en los que el agua, la energ a y los materiales fluyen y se trans forman. En este cap tulo hacemos referencia a la diver sidad de procesos ecol gicos que se dan en los distintos ecosistemas del pa s en condiciones naturales. En parti cular, tomamos en cuenta aquellos que controlan la din mica funcional de los ecosistemas naturales. El impacto de las actividades humanas en estos se analiza en el pre sente igual que en varios de los cap tulos, el an lisis se hace utilizando el marco conceptual del Millennium Eco system Assessment, que reconoce cuatro grandes tipos de servicios ambientales que ofrecen los ecosistemas: de provisi n, de regulaci n, culturales y de soporte (v ase el cap tulo 4 del volumen II). Los servicios de provisi n son aquellos bienes tangibles, recursos finitos aunque renova bles, de apropiaci n directa que se pueden medir, cuan tificar e incluso valorar econ micamente ( , agua, ma dera, frutos, etc.)

4 Adem s de estos servicios de provisi n directa, los ecosistemas naturales proporcionan meca nismos de regulaci n de la naturaleza, gracias a los cuales la poblaci n humana obtiene diversos beneficios. Estos servicios de regulaci n resultan de la existencia de pro piedades emergentes de los ecosistemas, que son aque llas que se expresan en el ecosistema completo pero no en sus partes por separado ( , el control de inundacio nes, la resistencia a los incendios, el mantenimiento de la fertilidad ed fica). Otro grupo de servicios se refieren a los de tipo cultural, cuya importancia surge de la percep ci n individual o colectiva de su existencia. Estos depen den en gran medida del contexto cultural y son fuentes de inspiraci n para el esp ritu humano ( , la belleza es c nica de un cuerpo de agua, el aire fresco y limpio, la sombra de un ahuehuete milenario, etc.). Por ltimo, hay una larga lista de servicios ambientales poco conocidos y menos entendidos, pero muy importantes pues dan so porte a los anteriores.

5 Estos, conocidos como servicios ecosist micos de soporte , son precisamente los procesos ecol gicos b sicos que mantienen el ecosistema. Se trata de los procesos funcionales relacionados con la entrada, salida, almacenamiento y flujos internos de agua, energ a Este cap tulo hace referencia a la Diversidad de procesos ecol gicos que se dan en los distintos ecosistemas del pa s tomando en cuenta aquellos que controlan la din mica funcional de los ecosistemas naturales. Se identificaron 25 procesos funcionales , los cuales constituyen importantes servicios ecosist micos de soporte, de acuerdo con el marco conceptual del Millennium Ecosystem Assessment. El cap tulo describe, con diferente grado de detalle, los procesos de los cuales se cont con informaci n de todo el pa s (16). Dichos procesos se catalogaron en tres grandes tipos: los ligados a la din mica hidrol gica del ecosistema; los relacionados con la disponibilidad y el flujo de energ a, y los de corte biogeoqu mico involucrados en la din mica de elementos minerales en el obstante que existen en M xico especialistas en muchos de los procesos ecol gicos fundamentales, en su mayor a son investigadores aislados que trabajan en sitios muy localizados y le dan seguimiento a los procesos por solo algunos a os.

6 M s a n, los objetivos, m todos y escalas son tan dis miles entre los estudios, que resulta muy dif cil hacer una integraci n a escala regional y nacional. Como los ecosistemas son sumamente din micos, su estudio requiere mediciones continuas y prolongadas, dif ciles de obtener a partir de esfuerzos no sistem ticos, sobre todo en un entorno cient fico que promueve los estudios locales y de corto plazo. Es de suma importancia redoblar esfuerzos en todo el pa s para avanzar en el entendimiento del funcionamiento de nuestros ecosistemas, lo que supone adem s la b squeda de fondos de financiamiento apropiados y el establecimiento de redes de grupos de investigaci n que, trabajando de manera coordinada, puedan generar la informaci n a las escalas requeridas. El establecimiento de la Red Mexicana de Investigaci n Ecol gica de Largo Plazo (Mex-LTER), as como el Programa Mexicano del Carbono son claras muestras del inter s y disposici n por parte de los cient ficos mexicanos para abordar coordinadamente estudios con el detalle y a las escalas espaciales y temporales que esa tarea requiere.

7 Resumen 6 Diversidad de procesos funcionales en los ecosistemas163y elementos minerales en el ecosistema. Aunque no ne cesariamente suponen un beneficio directo para la socie dad, los servicios de soporte hacen posible los otros tres tipos de servicios ambientales. Los procesos aqu analiza dos son el insumo esencial para entender, evaluar y ma nejar los servicios ecol gicos que ofrecen los ecosistemas al hombre y de ah la importancia de su conocimiento en el mbito identificaron 25 procesos ecol gicos que, dada su importancia en el control de la din mica funcional de los ecosistemas, deben ser identificados, evaluados y descri tos (cuadro ). Estos fueron catalogados en tres gran des tipos: 1] aquellos ligados con la din mica hidrol gica del ecosistema; 2] los relacionados con la disponibilidad y el flujo de energ a, y 3] los de corte biogeoqu mico in volucrados en la din mica de elementos minerales en el ecosistema. La mayor a de estos procesos ocurren en to dos los ambientes; sin embargo, algunos solo ocurren en ambientes acu ticos y otros son m s bien su complejidad, el estudio integral de los proce sos funcionales en los ecosistemas es escaso y relativa mente reciente en todo el mundo.

8 Programas como el In ternational Geosphere and Biosphere Program (igbp) han estimulado este tipo de investigaci n, pero en M xi co poco se ha avanzado al respecto. Con excepci n de algunos estudios de largo plazo en ecosistemas particula res (v ase por ejemplo Maass et al. 2002a, para el caso de los bosques tropicales secos), la investigaci n de proce sos ecosist micos en M xico ha ocurrido de manera muy limitada y fraccionada, con objetivos, m todos y escalas heterog neas, por lo que resulta dif cil hacer un recuen to orde nado y sistem tico de nuestro conocimiento al respecto. A continuaci n se presenta una sinopsis de aquellos procesos funcionales del ecosistema para los que se tiene informaci n en nuestro pa s. Se puso particular atenci n en identificar el grado de entendimiento a nivel nacional, as como en la disponibilidad de los datos y su Din mica hidrol gicaLa lluvia es la principal v a de ingreso de agua en los eco sistemas terrestres, mientras que el agua de escorrent a y los flujos subterr neos son v as m s importantes en hu medales y ecosistemas epicontinentales.

9 La fuerza con la que la lluvia impacta al suelo en ecosistemas terrestres determina el grado de erosi n. Esto es, lluvias muy inten sas rompen el balance de material en la superficie, dete riorando con ello las tasas de infiltraci n, aumentando las tasas de escorrent a superficial y con ello el arrastre de suelo. A su vez, la din mica del agua en el suelo est con trolada por la gravedad, la capacidad de retenci n de hu medad en el suelo y su potencial h drico. En ecosistemas acu ticos y marinos, en cambio, la conectividad de las co rrientes y masas de agua son las que controlan su din mi ca funcional. Una v a importante de salida de agua tanto en ecosistemas terrestres como acu ticos es la evapora ci n, que adem s consume una buena parte de la energ a disponible. Por ello en los ecosistemas, tanto terrestres Cuadro Diversidad de procesos funcionales en los ecosistemasDin mica hidrol gicaDin mica energ ticaDin mica biogeoqu mica 1 (*) Ingreso de agua en forma de lluvia11 (*) Ingreso de energ a por radiaci n solar16 (*) Entrada de materiales por lluvia y viento 2 (T) Infiltraci n y percolaci n12 (*) Albedo17 (*) Emisiones de gases N2O, CH4, CO2 3 (T) Escorrent a superficial13 (*) Almacenes de biomasa18 (*) Descomposici n de materia org nica 4 (T) Escorrent a basal14 (*) Productividad primaria19 (*) Almacenes de carbono y nutrientes 5 (T) Evapotranspiraci n15 (A) Quimioautotrof a20 (*) Fijaci n de nitr geno 6 (T) Din mica del agua en el suelo21 (*) Flujos de materia org nica y minerales 7 (T) Almacenamiento de agua en el suelo22 (T) Reciclaje de nutrientes 8 (A) Evaporaci n23 (T) Arrastre de materiales por erosi n 9 (A)

10 Conectividad por corrientes y masas de agua24 (T) Lixiviaci n de materiales 10 (A) Balance de energ a en ecosistemas acu ticos25 (A) Surgencias marinasAbreviaturas: T = ambientes terrestres, A = ambientes marinos, * = ambos ambientes (en it licas aquellos procesos descritos en el presente documento).Capital natural de M xico Vol. I: Conocimiento actual de la biodiversidad164como acu ticos, el an lisis de los balances de energ a per mite entender su din mica hidrol gica (Fig. ). Ingreso de agua en forma de lluviaComo hemos dicho, la principal fuente de ingreso de agua en ecosistemas terrestres es la precipitaci n atmosf rica, fundamentalmente en forma de lluvia; el granizo ocurre de manera espor dica en zonas m s templadas del pa s y la nieve solo se presenta en las cumbres de algunas mon ta as y sierras muy elevadas. La lluvia, en su proceso de ca da desde las nubes, incorpora materiales que atrapa de la atm sfera (polvos, nutrientes, contaminantes, etc.)