1 BIOLOGÍA DE LA CONSERVACIÓN TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas. TEMA 7. VALORACIÓN DE ELEMENTOS SUSCEPTIBLES DE SER CONSERVADOS. Valoración de áreas. Valoración de especies. TEMA 8. DISEÑO Y MANEJO DE ÁREAS PROTEGIDAS. Tipología de espacios protegidos españoles. Diseño de espacios protegidos. Manejo de espacios protegidos. Restauración de ecosistemas. TEMA 9. MANEJO DE ESPECIES. Control de factores de amenaza y manejo de recursos. Gestión in situ. Gestión ex situ.

2 Pérdida de hábitat. La principal consecuencia de la degradación del medio es la pérdida del hábitat de las especies. Cuando una especie no cuenta con el hábitat idóneo que le corresponde, sus posibilidades de supervivencia (fitness, valor adaptativo) se ven limitadas. En el caso de especies estenoicas (las que están adaptadas a unas condiciones ambientales muy específicas) su supervivencia se ve seriamente afectada. Cuando las especies son eurioicas (adaptadas a un amplio rango de condiciones ambientales) pueden verse incluso favorecidas. 6.2. PÉRDIDA Y DEGRADACIÓN DE ECOSISTEMAS. Consecuencias. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

3 Alteración de las interacciones bióticas La degradación de los ecosistemas siempre conllevan una alteración de las interacciones bióticas y por tanto del equilibrio del sistema. Aunque una especie no se vea afectada directamente, seguro que otras de las que depende o que dependan de ésta, se pueden ver afectadas. Esto es especialmente grave en el caso de especies clave del ecosistema. Si esta especie es afectada especialmente por la degradación, todo el ecosistema se verá arrastrado. Ejemplo: seca de la encina. 6.2. PÉRDIDA Y DEGRADACIÓN DE ECOSISTEMAS. Consecuencias. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

4 Limitación en la reproducción y dispersión La degradación del ecosistema y la pérdida de elementos poblacionales (reducción en la población o en el área de distribución) siempre conlleva problemas en la regeneración y dispersión de la especies. Al disminuirse la capacidad de carga del ecosistema, las especies pueden sufrir depresión por consanguinidad. La reproducción y dispersión de las especies se pueden ver afectadas por estrés ambiental o por barreras generadas por la fragmentación. Ejemplo: vías de comunicación, turismo, ruido, contaminación, etc. 6.2. PÉRDIDA Y DEGRADACIÓN DE ECOSISTEMAS. Consecuencias. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

5 Daños colaterales Los hábitats degradados (fragmentación, contaminación, etc…) son más sensibles a: ◦ Plagas y enfermedades. Especialmente aquellas asociadas a la actividad humana y derivadas de especies domésticas. ◦ Incendios. En general, los ecosistemas maduros son bastante resistentes al fuego. Sin embargo, los hábitats muy degradados suelen albergar especies pirofíticas que fomentan los incendios forestales. ◦ Especies oportunistas. Estas especies son habituales en la mayoría de los ecosistemas. Suelen ser especies eurioicas que aprovechan la degradación para aumentar su población. ◦ Especies exóticas invasoras. Las especies foráneas tienen escasas posibilidades de prosperar en un ecosistema maduro y bien formado. Cuando se degrada, estas especies pueden prosperar más fácilmente. ◦ Fricción con otras actividades humanas. Cualquier otra actividad humana, distinta a aquella que genera la degradación, afecta más al ecosistema cuando este está muy degradado. 6.2. PÉRDIDA Y DEGRADACIÓN DE ECOSISTEMAS. Consecuencias. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

6 Fragmentación e impedancia La degradación del ecosistema siempre conlleva problemas de fragmentación del medio. Los fragmentos se encuentran en una matriz con usos del suelo que suelen ser hostiles a las especies. Esta fragmentación aumenta el efecto borde. En algunos casos, los fragmentos son tan pequeños que el efecto borde alcanza todos los puntos del polígono (no existe core o núcleo). Algunos elementos de la matriz tienen una impedancia (resistencia a la permeabilidad) muy alta e impiden el paso de especies. Ejemplo: autovías, ferrocarril. 6.2. PÉRDIDA Y DEGRADACIÓN DE ECOSISTEMAS. Consecuencias. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

7 Fahrig L. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 2003. 34:487–515

8 La fragmentación supone una reducción del hábitat y aumento del efecto borde. La cantidad de hábitat no es proporcional al tamaño de la población. Cuando el hábitat se reduce aumenta el efecto borde y la cantidad de individuos que puede mantener se reduce exponencialmente (no proporcionalmente como cabría esperar).

9 Aplicando las leyes de Ohm podemos conocer la resistencia al flujo de especies en zonas alteradas o degradadas. La resistencia es máxima en zonas urbanas, autovías, cultivos intensivos, industrias, etc..

10 Pérdida de especies: extinción La pérdida de especies es la consecuencia final de la degradación y pérdida del hábitat. En un primer momento, las especies comienzan a sufrir amenazas que no garantizan su supervivencia si no se toman las medidas oportunas: especies amenazadas (categorías UICN, http://www.iucn.org/). Cuando las presiones sobre el medio son continuas o irreversibles, las especies pueden llegar a extinguirse en estado salvaje. 6.2. PÉRDIDA Y DEGRADACIÓN DE ECOSISTEMAS. Consecuencias. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

11 Otras consecuencias: El listado de consecuencias es interminable y es objeto de muchísimas investigaciones dentro de la ciencia de la Biología de la Conservación. Otras consecuencias derivadas de la degradación del medio serían: ◦ Erosión y compactación del suelo. La degradación del medio suele conllevar problemas de erosión que a largo plazo impiden la regeneración del medio. La actividad humana también suele provocar problemas de compactación (pisoteo, vehículos, etc.) que impide el desarrollo de las especies. ◦ Cambio en el albedo. Los cambios de uso del suelo provocan un cambio en el albedo. Estos cambios afectan al clima globalmente. ◦ Cambio en la composición atmosférica: CO 2, O 2, H 2 O, etc. A largo plazo, la composición atmosférica se ve modificada por la alteración del medio. Esta modificación es también responsable, aunque en menor medida, de ciertos problemas ambientales como el calentamiento global. Ejemplo: deforestación y aumento de CO 2. 6.2. PÉRDIDA Y DEGRADACIÓN DE ECOSISTEMAS. Consecuencias. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

12 Aumento del nivel del mar. Alteración de los ciclos fenológicos. Acidificación de los océanos. Migración altitudinal y latitudinal. Impacto en la fotosíntesis. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

13 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Aumento del nivel del mar. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

14 Concentración de gases de efecto invernadero (troposféricos) Gas Pre-1750Recent Absolute increase since 1750 Percentage increase since 1750 Increased radiative forcing (W/m 2 ) Carbon dioxide (CO 2 )280 ppm392.6 ppm112.6 ppm40.2%1.85 Methane (CH 4 )700 ppb 1874 ppb / 1758 ppb 1174 ppb / 1058 ppb 167.7% / 151.1% 0.51 Nitrous oxide (N 2 O)270 ppb 324 ppb /323 ppb 54 ppb / 53 ppb 20.0% / 19.6% 0.18 Tropospheric ozone (O 3 )25 ppb34 ppb9 ppb36%0.35

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17 The World's Carbon Reservoirs

18 Human Perturbations to the Global Carbon Budget

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23 http://www.youtube.com/watch?v=aOCqHRpQh88 http://www.youtube.com/watch?v=JhVDi3nIevI

24 The Global Warming Sceptic http://meteo.lcd.lu/globalwarming/

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27 1941-2004 comparison: Glacier Bay National Park and Reserve's White Thunder Ridge as seen on August 13, 1941 (left) and August 31, 2004 (right).

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32 A NASA study published last January in the Journal of Climate shows that the oldest and thickest Arctic sea ice is disappearing at a faster rate than the younger, thinner ice at the edges of the Arctic Ocean's floating ice cap. Images show the ice cap in 1980 and in 2012. / NASA

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34 National snow and and Ice data center http://nsidc.org/ http://nsidc.org/cryosphere/sotc/sea_ice.html

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42 The Netherlands above and below sealevel © Ministry of Transport, Public Works and Watermanagement

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48 Flecha del Rompido. Crecimiento: ¡40 m por año! Afortunadamente, los ecosistemas costeros son muy dinámicos y pueden tolerar parcialmente una rápida subida del nivel del mar.

49 Punta de la flecha del Rompido (2014)

50 Gilman, E., et al. 2006. Pacific Island Mangroves in a Changing Climate and Rising Sea. UNEP Regional Seas Reports and Studies No. 179. UNEP, Regional Seas Programme, Nairobi, KENYA. Solo cuando se crea una barrera artificial puede haber problemas para la migración tierra adentro de las especies costeras.

51 Aumento del nivel del mar. Alteración de los ciclos fenológicos. Acidificación de los océanos. Migración altitudinal y latitudinal. Impacto en la fotosíntesis. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

52 Phenology is generally described as “the art of observing life cycle phases or activities of plants and animals in their temporal occurrence throughout the year” (Lieth 1974). Lieth H (1974) Phenology and seasonality modelling. Springer, Berlin Heidelberg New York 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Alteración de los ciclos fenológicos. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas. La fenología se describe generalemente como “el arte de observar las fases o actividades vitales cíclicas de plantas o animales a lo largo de su proceso temporal durante el año” (Lieth 1974).

53 Cotton P.A. 2003 Avian migration phenology and global climate change. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 100, 12219–12222 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Alteración de los ciclos fenológicos. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

54 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Alteración de los ciclos fenológicos. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

55 Aumento del nivel del mar. Alteración de los ciclos fenológicos. Acidificación de los océanos. Migración altitudinal y latitudinal. Impacto en la fotosíntesis. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

56 CO 2 and pH in Pacific north 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Acidificación de los océanos. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

57 Human Perturbations to the Global Carbon Budget

58 OCEAN ACIDIFICATION Average surface ocean pH TimepH pH change Source H + concentration change relative to pre-industrial Pre-industrial (18th century) 8.1790.000Analysed/field0% Recent past (1990s) 8.104−0.075field + 18.9% Present levels 8.069−0.11field + 28.8% 2050 (2×CO 2 = 560 ppm) 7.949−0.230model + 69.8% 2100 (IS92a) 7.824−0.355model + 126.5%

59 Carbonate system of seawater CO 2 (aq) + H 2 O H 2 CO 3 HCO 3 − + H + CO 3 2− + 2 H +. Carbonic acid BicarbonateCarbonate

60 CO 2 (aq) + H 2 O H 2 CO 3 HCO 3 − + H + CO 3 2− + 2 H +. Dissolving CO2 in seawater increases the hydrogen ion (H+) concentration in the ocean:

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64 Limacina helicina (Antartic snail)

65 Fig. 4. Summary of effects of acidification among key taxonomic groups. Effects are represented as either mean percent (+) increase or percent (-) decrease in a given response. Algas, corales y moluscos muestran una alta sensibilidad a la acidificación del océano. En otros grupos se oberva incluso un beneficio: ¡alteración del equilibrio! FROM: KRISTY J. KROEKER, et al. Impacts of ocean acidification on marine organisms: quantifying sensitivities and interaction with warming. Global Change Biology (2013), doi: 10.1111/gcb.12179 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12179/pdf

66 Descripción general del C0 2 los océanos 1.Alrededor de un tercio del dióxido de carbono (CO 2 ) liberado por la quema de combustibles fósiles actualmente termina en el océano. 2.El CO 2 absorbido en el agua de mar forma ácido carbónico, bajando el nivel de pH (que es ligeramente alcalino) y cambiando el equilibrio de carbonato y iones de bicarbonato. 3.El cambio hacia la acidez hace que sea más difícil para las criaturas marinas construir partes duras de carbonato de calcio. La disminución en el pH por tanto, amenaza una variedad de organismos, incluyendo los corales, que ofrecen uno de los hábitats más ricos de la tierra. 4.Dentro de un siglo, la superficie del Océano del Sur se convertirá corrosiva para las conchas de los diminutos moluscos que forman un eslabón clave en la cadena alimentaria marina dentro de esta zona altamente productiva.

67 Ocean Acidificación: August 2011

68 Ocean Acidificación: March 2013

69 Aumento del nivel del mar. Alteración de los ciclos fenológicos. Acidificación de los océanos. Migración altitudinal y latitudinal. Impacto en la fotosíntesis. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

70 El clima determina donde viven los seres vivos de los ecosistemas. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Migración altitudinal y latitudinal. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

71 El clima determina donde viven los seres vivos de los ecosistemas. Cuando el clima cambia: ‘adáptate, muévete o muere’ El rango de distribución de las especies cambia para buscar un clima favorable. Este proceso se realiza en un plazo de tiempo muy largo. Muchos estudios científicos sugieren que el calentamiento global esta conduciendo a una migración hacia los polos o ascendiendo en altitud en muchas especies. Este cambio de rango puede ser muy difícil en hábitat sobreexplotados o muy degradados. La velocidad del cambio puede ser demasiado rápida para la capacidad de dispersión de las especies. Los bosques de latitudes altas y de montaña pueden quedar seriamente afectados. Las especies estenóicas y con poca capacidad de dispersión necesitarían una gestión específica para afrontar este cambio instantáneo en el clima. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Migración altitudinal y latitudinal. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

72 Alcornoque (Quercus suber). Modelización pasada, presente y futura. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Migración altitudinal y latitudinal. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

73 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Migración altitudinal y latitudinal. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas. Alcornoque (Quercus suber). Modelización pasada, presente y futura.

74 74 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Migración altitudinal y latitudinal. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas. Alcornoque (Quercus suber). Modelización pasada, presente y futura.

75 The potential impact of global change on the distribution of Pinus sylvestris L., P. nigra Arnold and Abies pinsapo Boiss. In the baetic range (Andalusia, Spain): a high resolution predictive model 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Migración altitudinal y latitudinal. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

76 2 nd International Conference of Plant Biodiversity 27 - 29 March 2014 Marrakech 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL. Migración altitudinal y latitudinal. TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas. Algunas especies se pueden ver favorecidas por el calentamiento global. La encina puede desplazar a otras especies mediterráneas.

77 Aumento del nivel del mar. Alteración de los ciclos fenológicos. Acidificación de los océanos. Migración altitudinal y latitudinal. Impacto en la fotosíntesis. 6.3. CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL TEMA 6. AGENTES CAUSANTES DE EXTINCIÓN. Pérdida y degradación de ecosistemas. Cambio climático global. Sobreexplotación. Especies introducidas.

78 http://www.co2science.org/index.php En esta página se preguntan si un aumento de CO 2 es beneficioso para las plantas. Es un argumento muy empleado por escépticos o grupos que pueden ofrecer información sesgada. Aunque un aumento de CO 2 puede favorecer el crecimiento de las plantas, especialmente en los bosques del hemisferio boreal, esta no es la cuestión. El problema es la sostenibilidad del sistema energético y las consecuencias globales (nivel del mar, acidificación, alteración del clima, etc.) que este aumento puede acarrear.

79 The reaction

80 Photosynthesis – Respiration - Combustion Photosynthesis CO 2 + H 2 O + sunlight -> CH 2 O + O 2 Respiration O 2 + CH 2 O -> energy + H 2 O + CO 2 Combustion O 2 + hydrocarbons -> energy + H 2 O + CO 2

81 La tasa fotosintética aumenta con la luz hasta un punto de saturación.

82 La tasa fotosintética aumenta con la temperatura hasta un punto donde se desnaturalizan las proteínas. Igual sucede en animales.

83 La tasa fotosintética también aumenta con la concentración de CO 2. En el ejemplo, llega hasta una tasa 4 veces superior.

84 PHOTOSYNTHESIS VS. RESPIRATION El problema es que cuando aumenta la tasa fotosintética, aumenta también la respiración y la eficiencia baja cuando se supera un límite.

85 C3 AND C4 RESPONSES http://www.ehleringer.net/Jim/Publications/271.pdf Este efecto de aumento de la tasa de fotosíntesis puede afectar selectivamente a las plantas C 4. Las C 3 aumentarían su eficiencia y serían más competitivas que las C 4 : ¡desequilibrios en el ecosistema!