1 El trabajo integrador Dr. José Antonio Ávalos,

2 Objetivo: explicar como se construye un modelo grafico de metabolismo socialObjetivo explicar las bases de la construcción de escenarios futuros de socioecosistemas.

3 La estructura es perfecta para nosotros porque es realmente el mismo trabajo, con una estructura básica propuesta por usted, con los dos agregados que he señalado arriba y que realmente complementan el trabajo y ayudan en su integración.

4 La representación que solicita DS integra: “sistema complejo”, con las dimensiones; escalas; y dinámica. Quisiera retomar el apartado de dinámica o evolución. 1.- Para definir la dinámica partimos de una condición línea base en la que se representa cómo funciona actualmente el sistema, un apartado importante para explicar su funcionamiento es el metabolismo (en este caso expresado muy simplemente en forma gráfica). Incluyendo fuentes de energía, fuentes y flujos de materiales y agua que el sistema requiere para desempeñar sus funciones, sumideros de residuos y destino final. Productores, consumidores, procesos de interacción, flujos laterales, almacenamientos y procesos de regulación, retroalimentación, control y flujo de información. En el componente dinámica solicitamos incorporar una representación gráfica del metabolismo para que el funcionamiento del sistema se entienda mejor.

5 2.- Para definir la evolución de un sistema se deben considerar los cambios en las variables de estado del sistema (atributos ecológicos, sociales, económicos, un atributo es una variable indicadora de la condición de un elemento del sistema) inducidos por el conjunto multivariado de variables conductoras (a las que los físicos llaman forzantes).

6 Para cada escenario se establece (los alumnos trabajaran cada caso conmigo) un conjunto muy simple de relaciones entre las variables conductoras y los atributos del sistema (en este caso los asociados al metabolismo social), con estos datos construiremos escenarios simples de cambio. Consideramos en primer término variables conductoras climáticas, pero pretendemos incluir otras variables, sociales, económicas, ecológicas en la construcción de escenarios.

7 Para cada escenario se establece (los alumnos trabajaran cada caso conmigo) un conjunto muy simple de relaciones entre las variables conductoras y los atributos del sistema (en este caso los asociados al metabolismo social), con estos datos construiremos escenarios simples de cambio. Consideramos en primer término variables conductoras climáticas, pero pretendemos incluir otras variables, sociales, económicas, ecológicas en la construcción de escenarios.

8 Realmente el Modelo que sugerimos es uno sólo para los tres momentos, lo que cambian son las variables con las que alimentamos el modelo producto de los escenarios. El análisis de vulnerabilidad con énfasis en el cambio global se desprende naturalmente de los escenarios, para nosotros la vulnerabilidad se compone por la sensibilidad a los cambios en el régimen de disturbio y de la capacidad de adaptación a la nueva condición.

9 La definición del propósito de un sistema socio-ambiental determina directamente el metabolismo social y éste, a su vez, el modelo de ordenamiento espacial de las actividades económicas del territorio, es decir, la estructura del sistema; e instituye, de la misma forma, su conducta y los impactos ambientales que se producen en los ecosistemas y en la salud de la población.

10 Modificado de Toledo y González de Molina , 2011Apropiación INPUT, agua, materia, energía OUTPUT, agua, materia, calor Consumo Excreción Circulación Transformación 1 Transformación 2 n… Modificado de Toledo y González de Molina , 2011

11

12

13 Servidumbre extracción de materiales y energía,.Combustibles Fósiles. Uranio Energía Solar Ecosistemas Servicios ecológicos (soporte, regulación, provisión de bienes, conservación, culturales) Complejo urbano-industriales, Ciudades periféricas. Servidumbre Agroecosistema /apropiación, metabolismo mixto Servidumbre Agroecosistemas /apropiación metabolismo orgánico. Complejo urbano-industrial Central centro de consumo de energía con fuerte subsidio. Mercado y procesamiento. Importaciones-exportaciones a otros sistemas urbano-industriales. Residuos sólidos, líquidos, gaseosos Servicios ecológicos, de soporte, regulación , provisión, de bienes, conservación, culturales) Modelo simplificado de Tecnoensamble, en el que se aprecian los elementos del conjunto, sus interconexiones, los procesos puntuales, los flujos de energía y el propósito que es contrario al propósito del ecosistema humano total, pero no existen circuitos cerrados de retroalimentación. Servicios ecológicos Residuos sólidos, líquidos, gaseosos Ecosistemas Servidumbre extracción de materiales y energía,. Servidumbre Agroecosistema /apropiación, metabolismo industrial Ciudad tipo kcal/m2/día Arrecife de coral 57 kcal/m2/día Bosque de pinos Florida 3,34 kcal/m2/día

14 ¿qué es esto?

15 ¿y por qué no una de éstas?

16 Incertidumbre Expresión del nivel de desconocimiento de un valor (como por ejemplo: el estado futuro del sistema climático). La incertidumbre puede ser resultado de una falta de información o de desacuerdos sobre lo que se conoce o puede conocer. Puede tener muchos orígenes, desde errores cuantificables en los datos a conceptos o terminologías definidos ambiguamente, o proyecciones inciertas de conductas humanas. La incertidumbre se puede representar con valores cuantitativos (como una gama de valores calculados por varias simulaciones) o de forma cualitativa (como el juicio expresado por un equipo de expertos). Incertidumbre es también una Canción de Gonzalo Curiel

17 Fuentes de incertidumbreSabemos que de los huracanes que se formen, un mayor porcentaje será de los intensos, pero ¿y las trayectorias? Es difícil proyectar las trayectorias bajo CC, pero se puede analizar las tendencias … la tendencia reciente es a que haya más de los huracanes que hacen daño a México.

18 ¿Cómo saber que sucederá con fenómenos meteorológicos bajo cambio climático?¿Qué son escenarios? Un escenario es: “Una descripción de un estado futuro del mundo, coherente, internamente consistente y plausible” No es un pronóstico o una predicción Es como una serie de imágenes de cómo se podría ver el mundo en el futuro

19 Un escenario de cambio climático es una descripción verosímil y a menudo simplificada del clima futuro, sobre la base de una serie intrínsecamente coherente de relaciones climatológicas, elaborada para ser expresamente utilizada en la investigación de las posibles consecuencias de los cambios climáticos antropógenos, y que suele utilizarse como instrumento auxiliar para la elaboración de modelos de impacto. Las proyecciones climáticas sirven a menudo como materia prima para la creación de escenarios climáticos, pero éstos suelen requerir información adicional, como datos sobre el clima observado en la actualidad y los procesos físicos que lo determinan.

20 Metodología para el diseño de escenariosVisualizaciones de futuros; visión sistemica, diálogo ciencias naturales- ciencias sociales. Diagnóstico del presente, tomando como referente al futuro; análisis de coyuntura, (mediciones directas actuales). Diseño del futuro; planeación estratégica, (proyecciones). Construcción del futuro; Escenarios para tomar decisiones.

21 DISEÑO DEL FUTURO; Planeación estratégicaIdentificar riesgos y oportunidades. Fijar metas para alcanzar objetivos. Fijar posibles soluciones. Escoger la mejor solución. Elaborar procedimientos de control.

22 CONSTRUCCIÓN DEL FUTURO; Escenarios.a) Escenario estratégico; Deseado. b) Escenario contextual; Factible. c) Escenario tendencial; Normalmente Indeseado.

23 ¿a partir de qué se proyecta el clima?

24 Procesos físicos y clima

25 Evolución de los modelos

26 Process Models and ParameterizationBoundary Layer Clouds Stratiform Convective Microphysics

27 Escalas de los movimientos atmosféricos/procesosResolved Scales Global Models Future Global Models Cloud/Mesoscale/Turbulence Models Cloud Drops Microphysics CHEMISTRY Anthes et al. (1975)

28 Global Modeling and Horizontal Resolution

29 Examples of Global Model Resolution~300km km Typical Climate Application Next Generation Climate Applications

30 Key Uncertainties for Climate (1):Low Clouds over the ocean: Reflect Sunlight (cool) : Dominant Effect Trap heat (warm) More Clouds=Cooling Fewer Clouds=Warming

31 Key Uncertainties for Climate (2):2. High Clouds: Dominant effect is that they Trap heat (warm) More Clouds=Warming Fewer Clouds=Cooling

32 Key Uncertainties for Climate (3):Water Vapor: largest greenhouse gas Increasing Temp=Increasing water Vapor (more greenhouse) Effect is expected to ‘amplify’ warming through a ‘feedback’ 1D Radiative-Convective Model: Higher humidity=>warmer surface

33 Observations: 20th Century Warming Model Solutions with Human ForcingWell known curve Color bars: Estimated changes in global, annual mean surface temperatures since 1860 (143 years), plotted as anomalies relative to the mean, obtained from thousands of surface measurements It reveals an increase of 0.6 +/ 0.2 C since 1900, with very strong warming over the past several decades culminating in the 1990s as the warmest decade in the instrumental record. The nine warmest years have occurred since 1990, and the 5 warmest in descending order are 1998, 2002, 2001, 1997 and 1995. 2002 was 0.58 C above the mean To put this in an even longer time perspective, analyses of proxy data from trees, corals, ice cores and historical records show that the 1990s are likely to be the warmest decade of the past 1000 years, with 1998 the warmest year, and the coldest probably 1601. The consensus of the research community is that much of the recent warming can be attributed to increasing concentrations of greenhouse gases in the atmosphere, such as CO2 which is also shown here. Direct measurements of CO2 (the solid curve) are taken from measurements in Hawaii since 1959, and prior to this are estimated from ice core records. The CO2 anomalies are relative to a mean of ppmv CO2 has increased 31% over pre-industrial values and, if current trends continue, will double during the next century, with further increases thereafter.

34 Para generar escenarios futuros de cambio climático se necesitanCaracterísticas socioeconómicas (eg. población, economía, consumos de carbón) – afectan cómo cambian los Gases de Efecto Invernadero Modelación del Clima ___________________________________ Resultado: Escenarios integrados – más sofisticados que la pura modelación climática

35

36 La incertidumbre del futuroIPCC ( ) La incertidumbre del futuro Emisiones globales de carbono - cuatro escenarios Concentraciones de bióxido de carbono Altas A1FI Emisiones Media-Alta A2 Emisiones Media-Baja B2 Emisiones bajas B1

37 El grado de calentamiento del planeta dependerá en gran medida de las acciones de mitigación en todo el mundo. Es poco claro si en la actualidad vamos por el camino correcto

38 Es importante considerar la incertidumbre asociada a la naturaleza caótica del sistema climático, la incertidumbre asociada a los procesos que no quedan simulados por los modelos y la incertidumbre asociada al escenario de emisiones que vamos a seguir. La incertidumbre es inherente a cualquier proyección del futuro, pero es la esencia de la gestión del riesgo

39 Es muy probable que continúe el aumento en ondas de calor, eventos extremos de precipitación intensa y de tiempo severo en general En el caso de las lluvias, se proyecta de forma general, que las regiones secas serán más secas y las húmedas más lluviosas Estas no son buenas noticias para México

40 Impactos en la disponibilidad de agua

41

42

43 ¿escenarios de 1km X 1km de resolución?????¿isla de calor?? ¿y la cheyene papi?? ¿escenarios de 1km X 1km de resolución????? Conde, Estrada, Gay, Mtz, Sánchez, etc, etc.)

44 La coherencia en los escenarios¿enfriamiento? La coherencia en los escenarios ¿reducción en la lluvia de 115%?

45 No necesito saber cuánto va a llover exactamente arriba de la gotera para saber que si llueve voy a tener problemas. amenaza vulnerabilidad Para definir adaptación, lo importante es definir con mucho detalle espacial la vulnerabilidad.

46 Limitaciones para el uso de Información ClimáticaANÁLISIS - errores (o incertidumbre) en las mediciones o la asimilación. - Falta de observaciones en algunas regiones LÍMITES EN LOS MODELOS Resolución espacial de la malla, número de niveles verticales Ecuaciones (solución), parametrizaciones Fenómenos de pequeña escala (no representados en la malla o poco entendidos) INTERPRETACIÓN - Los modelos generalmente entregan “datos crudos” y consecuentemente la interpretación es a menudo difícil) COMUNICACIÓN - Vocabulario confuso - Lectura equivocada de las necesidades de los usuarios Diseminación de productos sin retroalimentación de los usuarios

47 El significado de la vulnerabilidadEl grado en que un sistema natural o social podría resultar afectado por el cambio climático. La vulnerabilidad está en función de la sensibilidad de un sistema a los cambios del clima y de su capacidad para adaptar el sistema a dichos cambios En este contexto, un sistema muy vulnerable sería aquel que fuera muy sensible a pequeños cambios del clima, incluyéndose en el concepto de sensibilidad la posibilidad de sufrir efectos muy perjudiciales, o aquel cuya capacidad de adaptación se hallara seriamente limitada. Fuente: IPCC

48 Los desastres son una “materialización del riesgo”, que en ocasiones alcanza niveles por encima de un valor crítico. Los factores que generan riesgo son el peligro/amenaza y la vulnerabilidad . Una aproximación de análisis de riesgo para entender los desastres elimina el enfoque naturalista que los explica como la expresión de las fuerzas de la naturaleza. Los escenarios de impacto no están completos sino se toma en cuenta la vulnerabilidad, elemento clave de los impactos futuros. Los ecosistemas son sistemas complejos y su funcionamiento depende de muchas más cosas que sólo el clima (eg., Parmesan, 2006).

49 Estrategias de mitigaciónPELIGRO Posibilidad de que ocurra un evento en espacio y tiempo de suficiente magnitud como para producir daños VULNERABILIDAD Sensibilidad de un sistema. Grado en que el sistema responde al régimen de disturbio (forzantes). RIESGO Posibilidad de que en un período determinado confluyan condiciones económicas, sociales o ambientales perniciosas y bajo una amenaza específica a la que las personas y sus bienes están expuestos. Variabilidad y cambio climático. Gestión del riesgo (mitigación) Gestión de riesgo y adaptación al cambio climático Exposición intensidad de los impactos que actúan sobre el sistema, el peligro se convierte en una amenaza. Estrategias de mitigación Resiliencia capacidad del sistema de regresar a su condición después de un disturbio. Histéresis1 Memoria de la senda de perturbación. Resistencia capacidad del sistema para resistir un disturbio. 1. Desaparecida la fuente de disturbio el sistema no recupera su estado original, recuerda su historia pasada, conserva una memoria de la senda de perturbación. Los sistemas socioambientales perturbados difícilmente recuperarán sus condiciones iniciales.

50 : Cambios observados bajo la crisis socioambiental.Efectos sobre los socioecosistemas Desincronización de la migración o eventos de dispersión. Desacoplamiento de mutualismos: perdida de polinizadores, o en las micorrizas. Desacoplamiento de relaciones de depredación. Y parasitismo Cambios en la fenología, en la producción primaria neta, en la fracción humana de la producción primaria neta, y de uso de la tierra. Aumento de la exposición a patógenos, plagas y organismos invasores. Cambios en las áreas de distribución (latitudinal o altitudinal) o en los ciclos de vida. Perdida de sistemas de producción , disminución o aumento de su complejidad, perdida de hábitats de especies útiles. Incremento en el estrés fisiológico (aumentos en la morbilidad y mortalidad), Cambios en la fecundidad, que llevan a cambios en la estructura de las poblaciones. Cambios en las tasas de proporción de sexos, que llevan a cambios en la estructura de las poblaciones. Extinciones, perdida de la humedad del suelo, degradación del suelo. Perdida o degradación de servicios ambientales. Cambios en el régimen climático, variaciones en la diversidad de rasgos, especies, ensambles, patrones de especies Régimen de la temporada de lluvias. Régimen de la temporada de seca. Longitud de la estación de crecimiento. Variación temporal en eventos fenológicos. Temperatura: Evapotranspiración Variabilidad estacionalidad : Precipitación: Eventos extremos: Huracanes, tormentas; heladas, nevadas; Inundaciones; olas de calor; sequias; fuegos. Cambios en el uso de la tierra, perdida de la humedad del suelo, degradación del suelo, cambios en los patrones hidrográficos, alteraciones en zonas hidrofuncionales. Contaminación.

51 Riesgo = f(Amenaza--------- Sensibilidad----Capacidad Adaptativa)Régimen continental de precipitación, humedad, temperatura, vientos (interanuales y intranuales). Distribución de eventos meteorológicos y climáticos extremos a nivel continental. Trayectorias de los huracanes y patrones espaciales y temporales de manifestación de fenómenos meteorológicos y climáticos extremos. Fronteras de las ecorregiones, rutas de migración, flujos de agua, materiales y energía. producción primaria neta (PPN) y en la fracción humana (FHPPN). Biodiversidad beta , comercio justo y complementario. Justicia climática. Diversidad cultural. Cooperación internacional Sur-Sur comercial, científica y tecnológica. Paz. Alianzas internacionales de los actores vulnerables. Régimen local de precipitación, humedad, temperatura, vientos (interanuales y intranuales). Usos de la tierra. Degradación del suelo. Desecación de humedales,. conflictos por la tenencia de la tierra, iniquidad y ordenamiento territorial de los tecnoensambles, islas de calor. Régimen clima regional, corología, Patrones hidrográficos y zonas hidrofuncionales de las cuencas. Servicios ecológicos, distribución de enfermedades y vectores, distribución de Zonas Agroecológicas. Perdidas de sistemas de producción y germoplasma. Biodiversidad beta, comercio justo y complementario, desarrollo equilibrado. Organización a nivel nacional o regional de actores vulnerables. Mercados sociales. Paz social. Desarrollo científico y tecnológico. Gobernanza democrática. INDICADORES: Régimen regional de precipitación, humedad, temperatura, vientos (interanuales y intranuales). Frecuencia de eventos meteorológicos y climáticos extremos a nivel regional. Usos de la tierra, biodiversidad. Gobernalidad, conflictos nacionales, iniquidad y desarrollo desigual de tecnoensambles. (Desarrollo de núcleos urbano-industriales y áreas de servidumbre ecológica). Cambios en las geoformas. Biodiversidad y agrobiodiversidad beta, Sucesión basada en la redundancia, sistemas socioambientales resilientes. Nichos de sustentabilidad basados en la comunalidad. Y en la organización comunitaria. Riesgo = f(Amenaza Sensibilidad----Capacidad Adaptativa) Clima microregional. Composición y estructura de los ensambles. Biodiversidad. Metabolismo social, tenencia de la tierra, tejido social, relaciones de producción, mercados, gobernanza, salud comunitaria, agrobiodiversidad, contaminación,. Disponibilidad de agua. Escala continental Escala o regional Escala local

52 Las amenazas no afectan organismos individuales, sino ensambles particulares de procesamiento de energía, es decir, patrones y procesos ecológicos y su comprensión exige considerar su escala.

53 La vulnerabilidad es el conjunto de condiciones físicas, sociales y económicas articuladas en interacciones dinámicas, que inciden en la posibilidad de afectación de un grupo de sistemas socioambientales, debido a la ocurrencia de fenómenos naturales o derivados de las actividades humanas, y que presentan características especificas, exposición, sensibilidad (resiliencia, resistencia, histéresis) y capacidad de adaptación. CUANDO SE TRATA DE CAMBIO CLIMÁTICO La proyección de la vulnerabilidad permite la estimación del riesgo con y sin adaptación, y de los impactos del cambio climático sobre la población, sus bienes y el entorno.

54 Historia y tendencias de la vulnerabilidadDado que no existen reglas deterministas para el comportamiento de la sociedad, una estrategia adecuada para construir escenarios de vulnerabilidad es comprender su dinámica a través de la historia. Seleccionados los indicadores su dinámica permite proponer hacia dónde iría la vulnerabilidad. Bajo tres tipos diferentes de contextos: tendenciales, contextuales y estratégicos. Un índice de vulnerabilidad puede construirse mediante la ponderación de indicadores, por análisis multivariado (ecuaciones estructurales).

55 No existe una metodología universalmente aceptada para cuantificar la vulnerabilidad futura que, en conjunto con proyecciones del clima, permita estimar el riesgo que se enfrentará bajo cambio climático. La vulnerabilidad es dinámica y multifactorial, por ello, cuando se hagan proyecciones de impacto hay que proyectar la vulnerabilidad

56 ¿Quién o qué es vulnerable?,La aproximación al problema de establecer la vulnerabilidad debe transitar por tres preguntas básicas que son: ¿Vulnerable, a qué?, ¿Quién o qué es vulnerable?, ¿Por qué es vulnerable? El enfoque cualitativo es inductivo y se sustenta en la expansión de los datos o de la información con procesos de investigación interpretativos, que parten de observaciones no siempre estructuradas, entrevistas abiertas, revisión de documentos, discusiones en grupo o evaluación de experiencias. El enfoque cuantitativo es deductivo, pretende acotar la información, y se asocia con experimentos diseñados, encuestas con preguntas cerradas e instrumentos de medición estandarizados.

57

58 USO DE INDICADORES Información para la evaluación de la vulnerabilidad : Basada en el uso de indicadores que permitan estructurar un índice (cuantitativa) para priorizar o dar seguimiento a las acciones de reducción de vulnerabilidad 2. Construida con (pocos) indicadores relevantes para evaluar aspectos físicos, económicos y sociales (percepción) 3. Indicadores con historia que permitan estimar tendencias y valorar la flexibilidad de la vulnerabilidad con el fin de proyectarla a futuro 4. Que pueda ser evaluada en su estructura dinámica con el pasado reciente de los desastres en un contexto de riesgo crítico

59 La escala espacial del análisis de vulnerabilidad¿por la dimensión del peligro? ¿por la capacidad de gestión para las acciones e adaptación? Por consideraciones orográficas?

60

61 Evaluación de riesgos e hipótesis de cambioDr. José Antonio Ávalos Lozano. Facultad de Agronomía Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Dr. Víctor Magaña Rueda. Instituto de Geografía de la UNAM.

62 Para el presente estudio, siguiendo a Roger Pielke (2011), se utilizó una “alternativa robusta” a los Escenarios de Cambio climático basados en Modelos de Circulación General, basada en evaluaciones de vulnerabilidad que utilizan la respuesta histórica de las diferentes unidades paisajisticas al Clima (modelos basados en las series de tiempo). La evaluación de la vulnerabilidad se basó en el paradigma de complejidad, un camino recomendable para avanzar en la comprensión de la influencia humana en el clima (Rial, et al, ).

63 El primer paso del análisis de la vulnerabilidad regional es identificar las variables conductoras clave y su velocidad. Elaborar un sumario de las variables ambientales conductoras. Determinar su velocidad (lentas, intermedias, rápidas). Identificar sus efectos ecofisiológicos. Considerar el efecto de cronicidad en los impactos producidos por cambios a largo plazo, no necesariamente lineales. Reconocer procesos de sucesión ecológica.

64 El análisis de vulnerabilidad se basa en la Historia Ambiental reciente, se analizaron las unidades de paisaje y los cambios relacionados con las amenazas climáticas y que han sido examinadas con detalle.

65 Tenemos bases de datos sobre los efectos en los ecosistemas de las variables meteorológicas e incluso climáticas (variables de efecto rápido e intermedio), sobre los ecosistemas, pero ignoramos casi todo sobre los cambios a largo plazo que operan produciendo procesos de sucesión. La aridización no es lo mismo que la sequía. Ver la figura siguiente y notar que no tenemos datos de los eventos graduales.

66 Reportes de desastres de origen hidrometeorológico en México (fuente de datos: Desinventar).

67 Efectos ambientales sobre los ecosistemasFactor Proceso Modelación Comentarios Temperatura Fenología Completo El aumento de la temperatura disminuye el tiempo para la floración y maduración, pero temperaturas muy altas retrasan el desarrollo. En los insectos el aumento de la temperatura acelera fechas de emergencia e inicio de los periodos de vuelo. La temperatura incrementa: número de generaciones, tamaño de la población, rango de distribución, abundancia local y regional, tasa de herbívoria. Altera la relación de plagas con sus enemigos naturales, por cambio de la sincronía fenológica entre hospedero-plaga o predador-presa. El aumento de la temperatura mínima disminuye la tasa de mortalidad en invierno, factor importantísimo en descortezadores. Fotosíntesis El estrés por calor es pobremente comprendido pero tiene un efecto hormonal complejo y que depende del periodo de desarrollo, en zonas frías en otoño invierno aumenta la producción primaria neta en primavera verano la disminuye . Para gramíneas (pastos, maíz), temperaturas arriba de 30oC pueden ser perniciosas para el desarrollo y crecimiento del cultivo, pero la respuesta depende de la especie. Respiración Las tasas se incrementan con la temperatura, afecta la producción primaria neta. Desarrollo foliar Parcial Los modelos difieren mucho sobre como la temperatura afecta la expansión de las hojas y su engrosamiento. El efecto puede depender de la especie. Crecimiento reproductivo El estrés por calor es pobremente comprendido en las gramíneas disminuye la producción de semillas y es posible que la variación en la vernalización afecte a bosques de pino y oyamel, bosques de pino-encino, y bosque de encino. Elongación de las raíces Las tasas se incrementan con la temperatura del suelo, pero las temperaturas del suelo no son modeladas, incluyendo las condiciones de cambio climático. Evapotranspiración potencial. La pérdida potencial de agua se incrementa con la temperatura, como es exactamente predicho por la ecuación Penman-Monteith. Los árboles entran en estrés hídrico. Mineralización de la materia orgánica del suelo Las tasas se incrementan con la temperatura del suelo, variando el pH y favoreciendo los procesos de sucesión, al mineralizar más rápido la materia orgánica se pierde capacidad de retención de agua.

68 Efectos ambientales sobre los ecosistemasFactor Proceso Modelación Comentarios Concentración de CO2 Desarrollo No Los efectos varían con las especies y aún no son lo suficientemente comprendidos como para ser modelados. Desarrollo foliar Aún no es lo suficientemente comprendido como para ser modelado. Fotosíntesis Completo La respuesta básica al CO2 es bien descrita por el modelo Farquhar, pero las controversias continúan. Respiración No se acepta completamente su existencia. Transpiración Mecanismos fisiológicos son pobremente comprendidos. Es posible que existan diferencias entre especies, pero no se consideran en los actuales modelos. Radiación solar Las respuestas de las hojas y el dosel arbóreo al incremento en la radiación es la disminución en el crecimiento y aumento en la producción de raíces, frutos y granos, el efecto aumenta cuando los días claros se combinan con noches frías, en el maíz produce aumento en la producción de grano. Disminución de la producción en plantas que requieren sombra (sotobosque y estrato herbáceo). Parcial Evapotranspiración potencial. La pérdida potencial de agua se incrementa con la radiación solar, como es exactamente predicho por la ecuación Penman- Monteith

69 Efectos ambientales sobre los ecosistemasFactor Proceso Modelación Comentarios Viento Evapotranspiración potencial. Parcial La pérdida potencial de agua se incrementa con el viento, como es exactamente predicho por la ecuación Penman-Monteith, el aumento en la evapotranspiración produce aumento en el estrés hídrico si no aumenta el agua disponible. Humedad relativa Desarrollo foliar No Aún no es lo suficientemente comprendido como para ser modelado. La pérdida potencial de agua disminuye con la humedad relativa, como es exactamente predicho por la ecuación Penman-Monteith, el aumento en la humedad relativa se relaciona con el aumento en la temperatura mínima, si este elemento aumenta favorece las plagas de descortezadores. La evapotranspiración potencial no es el máximo de agua que la vegetación o el cultivo pueden consumir, es la cantidad de agua necesaria para una producción primaria neta óptima, un exceso de agua favorece la producción de auxinas y disminuye el rendimiento, Transpiración Las respuestas directas de las plantas a la humedad, incluyendo las diferencias entre especies, son pobremente comprendidas.

70 Plagas y enfermedades en formaciones vegetales Enfermedades animalesVariables clave y su velocidad de manifestación en las unidades del paisaje consideradas. Resulta básico establecer programas de monitorización que consideren las diferencias de aparición en las variables. Las variables Sistemas Rápidas Intermedias Lentas Plagas y enfermedades en formaciones vegetales Infestaciones de organismos por insectos, bacterias virus Perdida de follaje y producción primaria Perdida de formaciones vegetales. Variaciones en la composición de los ensambles (aparición y aumento en la dominancia de especies pirófitas) Variaciones en la demografía de las poblaciones (natalidad morbilidad), mortalidad, capacidad reproductiva. Fuegos Variaciones en la ocurrencia y magnitud Variación en la cantidad y densidad de materiales combustibles Procesos de sucesión Sucesión en pastos y herbáceas. Sucesión en matorrales Sucesión en árboles, herbívoros, y carnívoros (ambientes húmedos y templados). Sucesión en matorrales, herbívoros, y carnívoros (ambientes áridos y calientes). Enfermedades animales Aparición de organismos enfermos Variación en la distribución, población y ciclos reproductivos de vectores, aumento en la susceptibilidad.

71 Efecto a corto plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los bosques de pino, encino y oyamel del bosque de montaña. Disminución del tiempo de floración (desincronización de mecanismos de polinización y dispersión de semillas), cambio del régimen del vientos. Falta de vernalización (horas frio) disminución de la producción. Aumento en la T aumento de elongación de raíces y mineralización y perdida de m.o., disminución de la humedad del suelo, variación en micorrizas por alteración de ecología microbiana (hongos requieren suelos con pH ácidos, húmedos, con m.o.). Incremento de plagas por: aumento del número de generaciones, tamaño de población, distribución, tasa de herbívoria. Cambio en relación con enemigos naturales, variación de la sincronía fenológica hospedero-plaga o predador-presa. Muy importante incremento del estrés hídrico de las plantas por el aumento en la temperatura y vientos. Aumento de temperatura mínima disminuye la tasa de mortalidad de plagas en invierno.

72 Efecto a largo plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los bosques de pino, encino y oyamel del bosque de montaña. Proceso de cambio en la composición disminución del área de bosque de montaña aumento del área de otros tipos de vegetación más tolerantes al estrés hídrico (variación en los limites altitudinales), y a los incendios forestales como el chaparral y los matorrales desérticos. Perdida de la capacidad hidrofuncionales de la cuenca en las zonas de cabecera, disminución de la capacidad de recarga de acuíferos, disminución en la capacidad de control de corrientes y escurrimientos de primer orden, por perdida de m.o., suelo de mantillo y cobertura vegetal ad hoc (árboles), elementos de regulación del flujo.

73 Efecto a corto plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los Cañones y Faldeos de la Sierra. Aumento de los ciclos de producción de semilla de Pinus cembroides, con la consiguiente disminución de la producción y la amenaza a la población por especies más competitivas, por incremento de la aridización (es incorrecto decir aumento en las sequias), porque es un cambio en el régimen climático, no una anomalía. Disminución del tiempo de floración (desincronización de mecanismos de polinización y dispersión de semillas), cambio del régimen del vientos. Falta de vernalización (horas frio) disminución de la producción. Aumento en la T aumento de elongación de raíces y mineralización y perdida de m.o., disminución de la humedad del suelo, variación en micorrizas por alteración de ecología microbiana (hongos requieren suelos con pH ácidos, húmedos, con m.o.). Incremento de plagas por: aumento del número de generaciones, tamaño de población, distribución, tasa de herbívoria. Cambio en relación con enemigos naturales, variación de la sincronía fenológica hospedero-plaga o predador-presa. Muy importante incremento del estrés hídrico de las plantas por el aumento en la temperatura y vientos. Aumento de temperatura mínima disminuye la tasa de mortalidad de plagas en invierno.

74 Efecto a largo plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los Cañones y Faldeos de la Sierra. Proceso de cambio en la composición disminución del área de formaciones con Pinus cembroides, Euphorbia antisifilítica, Agave victorae-reginae, Agave montana, Agave albopilosa, Echinocereus knippelianus, Echinocactus platyacanthus, por otros tipos de vegetación más tolerantes al estrés hídrico (variación en los limites altitudinales), y a los incendios los matorrales desérticos (rosetófilos y micrófitos. Perdida de la capacidad hidrofuncionales de la cuenca en las zonas de transporte, disminución en la capacidad de control de corrientes y escurrimientos de segundo y tercer orden, por perdida suelo arenoso-gravoso y cobertura vegetal ad hoc (árboles), elementos de regulación del flujo.

75 Efecto a corto plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los pastizales.Disminución del tiempo de floración (desincronización de mecanismos de polinización y dispersión de semillas), cambio del régimen del vientos. Disminución de la producción por efecto del aumento de días con temperaturas máximas superiores a 30oCy disminución de noches frías (incremento de producción de auxinas). Aumento en la evapotranspiración disminución del agua disponible, aumento en el estrés hídrico, disminución en la productividad. Intensificación del pastoreo en las áreas de pastos, cambios en la composición disminución de la capacidad competitiva de la formación vegetal Incremento de plagas por: aumento del número de generaciones, tamaño de población, distribución, tasa de herbívoria. Cambio en relación con enemigos naturales, variación de la sincronía fenológica hospedero-plaga o predador-presa. Muy importante incremento del estrés hídrico de las plantas por el aumento en la temperatura y vientos. Aumento de temperatura mínima disminuye la tasa de mortalidad de plagas en invierno.

76 Invasión de pastizales por los matorrales micrófitos. Efecto a largo plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los Pastizales. Invasión de pastizales por los matorrales micrófitos. Perdida de la capacidad hidrofuncionales de la cuenca en las zonas de emisión, disminución de la capacidad de recarga de acuífero, disminución en la capacidad de control de corrientes y escurrimientos de vertiente principal, perdida de suelo de aluvión, formación de cárcavas y ballenas, por ausencia de cobertura vegetal, elementos de regulación del flujo.

77 Efecto a corto plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los matorrales desérticos.Aumento en la evapotranspiración, aumento en la capa petrocálcica (perdida del suelo disponible); aumento del área de suelos yesosos por ausencia de precipitación, con la consiguiente substitución del matorral micrófito por pastizales gipsofilos. Aumento en la salinización en algunas áreas por aumento en la evapotranspiración, y substitución de Larrea tridentata, y su cohorte acompañante, por matorrales halófilos (Atriplex sp.). La disminución de la temperatura mínima puede favorecer, en las fronteras, al matorral desértico sobre el pastizal, debido a que el matorral colecta su agua de la condensación mientras los pastizales dependen más de la precipitación.

78 Efecto a largo plazo de las variaciones en los elementos del clima sobre los matorrales desérticos.Interrupción de los procesos de sucesión y formación de suelo. Por ejemplo, Flourensia cernua no substituye a Larrea tridentata. Perpetuación de los matorrales, más allá de las oscilaciones de baja frecuencia propias de estos complejos ecosistemas. Aumento en la distribución de los matorrales micrófitos, pastizales gipsofilos y vegetación halófila. Perdida de la capacidad hidrofuncionales de la cuenca en las zonas de emisión, disminución de la capacidad de recarga de acuífero, disminución en la capacidad de control de corrientes y escurrimientos de vertiente principal, perdida de suelo de aluvión, formación de cárcavas y ballenas, por ausencia de cobertura vegetal, elementos de regulación del flujo.

79 Efecto de las variaciones en los elementos del clima sobre Áreas Riparias y Cuerpos de Agua Superficial. Las variaciones producidas en las otras unidades de paisaje influirán extraordinariamente en ésta. La perdida de flujo por aumento en la evapotranspiración, las perdidas en la recarga y en el control de avenidas perjudicaran enormemente al bosque de galería. Produciendo la perdida de biodiversidad. Los cauces, que son estabilizados por estas formaciones, perderán integridad estructural y disminuirán el control que ejercen sobre las inundaciones. La evaporación se incrementará por efecto de la eliminación de la cobertura, disminuyendo la disponibilidad de agua. La humedad relativa que depende del bombeo de agua constante que el bosque de galería hace a la baja atmosfera disminuirá; al igual que la humedad del suelo, que es transportada por su sistema radicular (de noche el agua se elimina al suelo por efecto de la suspensión de la bomba de evapotranspiración permitiendo que otros organismos la aprovechen. La fauna del sitio sufrirá por estas alteraciones. Particularmente los organismos muy dependientes de la humedad como los batracios.