Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas

Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México

Editores Patricia Balvanera1 Ernesto Arias-González2 Ricardo Rodríguez-Estrella3 Lucía Almeida-Leñero4 Juan J. Schmitter-Soto5 Apoyo técnico a los editores Olga Nelly Rodríguez Peña Iván Alejandro Ortiz Rodríguez Edición, producción y diseño Producción y coordinación editoriales: Masahiro Tanikawa Ishiwara Edición de cuadros: Masahiro Tanikawa Ishiwara Diseño editorial e infografías: Leonardo Vázquez Conde Fotografía de portada e interiores © Masahiro Tanikawa Ishiwara

ISBN: 978-607-02-8015-3 Impreso en México

Forma de citar Balvanera, Patricia, Ernesto Arias-González, Ricardo Rodríguez-Estrella, Lucía AlmeidaLeñero, Juan J. Schmitter-Soto. 2016. Ecosistemas de México: una mirada a su conocimiento. Ciudad de México, Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de Investigaciones en Ecosistemas, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). 2 Laboratorio de Ecología de Ecosistemas de Arrecifes Coralinos, Departamento de Recursos del Mar, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Instituto Politécnico Nacional (IPN)-Unidad Mérida. 3 Laboratorio Análisis Espacial, Ecología y Conservación, Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. 4 Laboratorio de Ecosistemas de Montaña, Departamento de Ecología y Recursos Naturales, Facultad de Ciencias, UNAM. 5 Departamento de Sistemática y Ecología Acuática, El Colegio de la Frontera Sur (Ecosur)Unidad Chetumal 1

Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México Editores: Patricia Balvanera, Ernesto Arias-González, Ricardo Rodríguez-Estrella, Lucía Almeida-Leñero y Juan J. Schmitter-Soto

México, 2016

Agradecimientos Financiamiento Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México se inició en el marco de la Red Temática Ecosistemas (Ecored), financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) entre 2008 y 2011, con el apoyo a reuniones de trabajo y a la revisión sistemática de información. La revisión, la edición, el diseño editorial y la impresión física y electrónica fueron apoyados por la Red de Socioecosistemas y Sustentabilidad (Socioecos) financiada por el Conacyt en 2014 y 2015 (Conacyt U0003-2014-2-244258, Conacyt U0003-2015-1- 251480).

Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México

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Contenido Introducción general

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Patricia Balvanera, Lucía Almeida-Leñero, Juan J. Schmitter-Soto, Ricardo Rodríguez-Estrella y Jesús Ernesto Arias-González

Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas

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Coordinador de capítulo: Gerald A. Islebe

Impacto de las actividades humanas en la biodiversidad y en los ecosistemas 57 Coordinadores de capítulo: Ricardo Rodríguez-Estrella, Julieta Benítez Malvido, Ek del Val de Gortari y Georgina Santos Barrera

Cambios en la biodiversidad y sus consecuencias en el funcionamiento de los ecosistemas y sus servicios

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Coordinadores de capítulo: Jesús Ernesto Arias-González, Olga Nelly Rodríguez Peña, Lucía Almeida-Leñero, Oscar Ubisha Hernández Almeida y Juan Jacobo Schmitter-Soto

Los servicios ecosistémicos

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Coordinadores de capítulo: Patricia Balvanera, Cynthia Armendáriz Arnez y Alejandra Tauro

Herramientas y estrategias para el estudio y la conservación de los ecosistemas y su biodiversidad

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Coordinadores de capítulo: David González Solís, Rebeca Quiñonez Piñón y Víctor Hugo Luja Molina

Conclusiones generales Ricardo Rodríguez-Estrella, Patricia Balvanera, Juan J. Schmitter-Soto, Lucía Almeida Leñero y Jesús Ernesto Arias-González

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Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas Coordinador de capítulo: Gerald A. Islebe1. Coautores: Gabriela Domínguez Vázquez2, Celene Espadas Manrique3, Blanca Figueroa Rangel4, Óscar González Yajimovich5, Héctor Hernández Arana1, Socorro Lozano García6, Aída Martínez López7, Miguel Olvera Vargas4, Roger Orellana Lanza3, Ligia Pérez Cruz8, Pablo Ramírez Barajas1, Priyadarsi D. Roy6, Nuria Torrescano Valle1.

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Adscripciones 1 El Colegio de la Frontera Sur-Unidad Chetumal; 2 Facultad de Biología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán; 3 Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C., Mérida, Yucatán; 4 Centro Universitario de la Costa Sur, Universidad de Guadalajara, Autlán de Navarro, Jalisco; 5 Facultad de Ciencias Marinas, Universidad Autónoma de Baja California, Ensenada, Baja California; 6 Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), México, D.F.; 7 Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas, Instituto Politécnico Nacional, La Paz, Baja California Sur; 8 Instituto de Geofísica, UNAM, México, D.F.

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1. Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas

Introducción

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os cambios en el clima han sido una preocupación constante en diversos estudios desde inicios del siglo pasado. A partir de la Cumbre para la Tierra, realizada en Río de Janeiro en 1992, adquirieron relevancia internacional y se decidió poner una especial atención a ellos por las amenazas que representan para la humanidad (Alverson et al., 2003). Un numeroso grupo de científicos empezó a informar del impacto que las actividades humanas tienen en el clima y en el medio ambiente, y por ello en 2002 Crutzen propuso llamar Antropoceno a la época actual. Más tarde, Zalasiewicz y sus colaboradores (2008) propusieron a la Comisión Internacional de Estratigrafía dar por terminada oficialmente la época geológica actual, u Holoceno, que inició después de la última glaciación, hace aproximadamente 11,500 años. Los expertos argumentaron que el Holoceno ha concluido y que debe hacerse notar el inicio de otro periodo en la escala del tiempo geológico, como consecuencia de la aparición de un factor capaz de modificar por sí solo la faz de la Tierra: la humanidad. Los investigadores respaldaron este planteamiento con estudios del clima terrestre desde el inicio del Holoceno hasta la actualidad. En ellos hay claros indicios de alteraciones del clima debidas a las actividades humanas. Desde alrededor de 1800, las concentraciones de plomo en el agua y en el suelo han aumentado de manera drástica, el dióxido de carbono (CO2) ha inundado la atmósfera y los diques han atrapado infinidad de sedimentos. De la Cumbre para la Tierra han resultado varios acuerdos como el Protocolo de Kioto, por medio del cual los países firmantes se comprometieron a dismi-

nuir las emisiones de gases de efecto invernadero calculadas en emisiones equivalentes de CO2. México estuvo entre los firmantes y por ello en sus políticas públicas ha tenido especial relevancia la discusión sobre los efectos generados por el cambio climático. En la actualidad, se cuenta con el Programa Especial de Cambio Climático (PECC), coordinado por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), y una ley sobre cambio climático; además, se llevó a cabo la promoción y organización de la XVI Conferencia de las Partes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (Conference of the Parties, COP 16), en Cancún, Quintana Roo, a finales de 2010. Cabe resaltar que varios estados del país tienen o están en vías de elaborar planes para enfrentar los efectos del cambio climático. Por otra parte, organismos internacionales como el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) en varios de sus informes (por ejemplo, en el de 2007) han puesto énfasis en la importancia de establecer las bases del conocimiento sobre la variabilidad climática de la Tierra en el pasado, a fin de poder predecir escenarios futuros. El IPCC considera que el clima del pasado es clave para entender el futuro: “the past is the key to the future” ‒parafraseando el principio del uniformitarismo atribuido a Lyell (the present is the key to the past)‒ utilizado en las reconstrucciones paleoecológicas (ambientes del pasado). Aunque los estudios sobre el clima del pasado (paleoclimáticos) de ambientes terrestres y acuáticos han cobrado relevancia en el mundo, en México han sido muy escasos. No obstante, hay investigaciones que han mostrado una gran variación natural del clima, independiente de la actividad e influencia 27

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Hoy en día, los modelos de cambio climático en México se hacen teniendo como referencia los Modelos Climáticos Globales o Modelos de Circulación General. No obstante, se requieren ajustes para el país y para cada región, pues México es un territorio complejo, que tiene por lo menos 6 regiones climáticas muy heterogéneas.

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humanas. Las señales de los cambios climáticos debidos, por ejemplo, a las variaciones en la energía solar o a las erupciones volcánicas se entremezclan con las de los cambios ocasionados, en una escala de tiempo más corta, por el hombre. Por ejemplo, hay diversos registros paleoclimáticos que muestran que el clima durante el Cuaternario (los últimos 2,600 millones de años) ha experimentado una alternancia de periodos fríos y cálidos; tan solo el Pleistoceno muestra 8 oscilaciones claras de fases interglacialesglaciales durante los pasados 800,000 años. La geografía heterogénea de México, con sus condiciones climáticas y ecológicas variadas, impide predecir muchos escenarios futuros. Las proyecciones de posibles cambios de temperatura y de precipitación muestran un panorama para los próximos 100 años con pronósticos de un aumento promedio de la temperatura global de 2 a 6 °C, y valores de más de 400 partes por millón (ppm) de CO2 atmosférico. Hoy en día, los modelos de cambio climático en México se hacen teniendo como referencia los Modelos Climáticos Globales o Modelos de Circulación General (General Circulation Models, GCM). No obstante, se requieren ajustes para el país y para cada región, pues México es un territorio complejo, que tiene por lo menos 6 regiones climáticas muy heterogéneas. Es importante detectar con precisión los cambios ocurridos en el pasado reciente y los que podrían suceder en un futuro cercano. Los estudios sobre las condiciones del pasado ayudan también a diferenciar la influencia del factor humano en el cambio climático global. Además, los registros paleoclimáticos muestran cómo las sociedades cambiaron o colapsaron debido a los cambios climáticos. Por otra parte, los monitoreos permanentes de los ecosistemas proporcionan información puntual acerca de la capaci-

dad de respuesta (resiliencia) y de mitigación de los efectos dañinos de los sistemas biológicos. El propósito de este capítulo es mostrar el estado del conocimiento sobre las tendencias actuales y pasadas del clima, así como la importancia de la comprensión del clima y de las condiciones ambientales del pasado para entender el cambio climático actual, con énfasis en las necesidades de investigación y en su valor para los modelos predictivos. Relevancia del tema Estudiar las tendencias del clima del pasado permite entender la dinámica de los ecosistemas, sus variaciones, su vulnerabilidad, las tasas de recambio y su resiliencia, entre otras cosas. En el marco del cambio climático, las investigaciones paleoclimáticas ofrecen información valiosa sobre la respuesta de los ecosistemas en el pasado y aportan datos clave para proyecciones futuras. Por lo tanto, realizar trabajos acerca de la diversidad de los ecosistemas y climas en México, sus causas y patrones, es un gran reto. La fase climática del Pleistoceno, con fuertes oscilaciones y ciclos glaciales e interglaciales, tuvo un gran impacto en los ecosistemas de México. Sin embargo, faltan estudios de diversos ambientes y a diferentes escalas temporales para entender las variaciones paleoclimáticas, los mecanismos que las indujeron ‒por ejemplo, la variación en la insolación‒ y sus efectos en la biodiversidad. Hace pocos años comenzaron a desarrollarse investigaciones paleoclimáticas locales, regionales y hasta continentales (Marchant et al., 2009). Un ejemplo de ellas es el trabajo de Mayewski y colaboradores (2004), quienes detectaron importantes variaciones climáticas globales entre los años 9,000 y​ 8,000 antes del presente (AP), 6,000 y 5,000 AP,

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y 3,500 AP. Estas variaciones están ligadas a otras, como las de la insolación, las orbitales, los cambios en las corrientes oceánicas y la interacción de estas con la atmósfera. Los cambios registrados se analizaron usando escalas desde 10 años hasta las de miles de años. Los estudios en general muestran que los cambios climáticos ocurridos en el Holoceno, si bien no son tan repentinos como los del Pleistoceno, sí presentan variabilidad significativa y fluctuaciones en diferentes escalas de tiempo (Bradley, 2008). Las investigaciones que abarcan el Holoceno tardío han recogido información que es particularmente valiosa sobre la respuesta de los ecosistemas en el pasado a las variaciones del clima y sobre el impacto de este en las sociedades mesoamericanas antiguas, como la azteca, la maya, la olmeca y la tarasca, entre otras (Curtis et al., 1996); Islebe et al., 1996; Borejsza et al., 2011). Este conocimiento ha dado como resultado una imagen compleja de la interacción entre el clima y la sociedad, así como del uso de los recursos naturales. El clima actual de las diferentes regiones de México está influido en gran medida por factores tales como la situación geográfica de las zonas templada, árida y tropical; la influencia marítima del océano Pacífico, el Golfo de California, el Golfo de México y el Mar Caribe; y los sistemas de circulación atmosférica y oceánica que interactúan con las características fisiográficas y la latitud (Mosiño y García, 1974; García, 1989). Cabe destacar que la variación climática observada en los pasados 100 años muestra alteraciones en los distintos patrones; por ejemplo, en el sistema de lluvias. Esto se debe en gran medida a un incremento de la temperatura en ca. 0.6ºC, el cual se atribuye al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero como el CO2 en la atmósfera. El incremento de

las emisiones de estos gases se remonta a mediados del siglo XIX, como consecuencia de la Revolución Industrial; pues con ella aumentaron de manera significativa la deforestación y los cambios en el uso del suelo (Jáuregui, 1997; Cifuentes, 2010). El resultado de las emisiones fue el calentamiento global, el cual conlleva cambios ambientales en grandes regiones del planeta y en áreas que son particularmente frágiles, como las zonas áridas, las de transición climática y los ecotonos en la vegetación. En México, estos cambios afectan en especial a las zonas de transición climática, las de climas subhúmedos, semicálidos y semiáridos, que son las más susceptibles a las alteraciones ambientales (García, 1978, 1997, 2004). Aunque las señales del cambio climático son discutibles en buena medida, se han documentado desfases en los patrones de variación térmica y pluviométrica a consecuencia del adelanto de las temperaturas altas o del retraso de la estación lluviosa. En este sentido, uno de los componentes del cambio global es el climático. Las señales de este cambio muchas veces están enmascaradas por la sinergia de otros procesos concomitantes, como cambios en la radiación solar, y sus efectos se amplifican en general por procesos de retroalimentación. Otras causas del cambio son consecuencia de las erupciones volcánicas, las cuales generan emisiones de aerosoles que modifican el sistema climático local, regional y global. Fenómenos como El Niño, u Oscilación del Sur, modifican los patrones climáticos regionales en periodos irregulares de entre 2 y 7 años; además de que hay una respuesta diferente a ellos en la superficie terrestre y en la marina. La gran diversidad de ambientes terrestres de México, dada la estrecha relación entre el clima y la 29

Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México

vegetación, ha sido afectada en el pasado por el cambio climático (forzamientos radiactivos naturales, tales como variaciones en los parámetros de Milanković o ciclos orbitales, variaciones en la actividad solar e intensidad de la actividad volcánica, entre otros), y en años recientes por el impacto del incremento de los gases de efecto invernadero debido a las actividades humanas: ignición de combustibles de origen fósil, cambios en el uso del suelo, así como desaparición de enormes masas de vegetación. Los efectos del clima y sus fluctuaciones en los ecosistemas terrestres de México se registran en los cambios de los diferentes tipos de vegetación. Los bosques templados, fríos y semicálidos pueden llegar a desaparecer, y otros, como los bosques tropicales húmedos, podrían ser reemplazados por ecosistemas más resilientes, por ejemplo, las sabanas (Villers y Trejo, 2004). Se ha constatado también que los ecosistemas en humedales continentales, así como los de estuario y de arrecife, son muy sensibles (Grimm et al., 1997; Day et al., 2008; Hoegh et al., 2007; Gallegos, 2010; Villanueva et al., 2010). Las prácticas en algunos agroecosistemas pueden hacerlos más susceptibles a los cambios de la precipitación y la temperatura (Conde et al., 2006; González et al., 2009). Los ecosistemas costeros y marinos están íntimamente ligados al clima, sobre todo por la interacción atmósfera-océano (Sánchez, 2010), la cual se expresa principalmente en la dinámica de las corrientes marítimas y en los desplazamientos estacionales de las circulaciones anticiclónicas. La variabilidad y el cambio climáticos pueden exacerbar los problemas ambientales actuales, tales como la pérdida de hábitat de las especies silvestres, la contaminación por nutrientes a niveles de toxicidad, y la invasión de especies en ecosistemas marinos y terrestres. Los efec30

tos del cambio climático en los ambientes costeros influirán en la circulación atmosférica y oceánica, en los patrones de temperatura, precipitación y evaporación, así como en la tasa de elevación del nivel del mar, en la estacionalidad y en la distribución de las tormentas tropicales y de los huracanes (Flores et al., 2010). El cambio climático representa para los ecosistemas marinos costeros tres amenazas principales: el aumento de la temperatura del mar superficial por la absorción de calor atmosférico, el incremento del nivel medio del mar por expansión de la capa superficial del océano (700 m) y por los deshielos, y la acidificación del océano por aumento de la concentración de CO2 atmosférico. La respuesta de los ecosistemas marinos costeros a las diferentes amenazas de este fenómeno global no es homogénea. Por ejemplo, los ecosistemas de arrecifes son más susceptibles al calentamiento (Carricart, 2004; Calderón et al., 2007) y a la acidificación de la capa superficial del océano (Hoegh et al., 2007; Pandolfi et al., 2011); en cambio, los ecosistemas de manglar, los humedales y las lagunas costeras lo son más al aumento del nivel medio del mar, a la erosión, al azolvamiento y al incremento del régimen de disturbio natural por tormentas y huracanes (Anthony et al., 2009; López et al., 2011). Lograr una comprensión cuantitativa de las interacciones biogeoquímicas y de las retroalimentaciones clave entre el océano y la atmósfera, así como entre los ciclos biogeoquímicos y los ecosistemas, es un prerrequisito para entender cómo este sistema acoplado afecta y es afectado por el clima y por los cambios antropogénicos. Por ello la respuesta del ecosistema es esencial para evaluar su variabilidad, causada por los forzamientos naturales climáticos y los cambios antropogénicos. Esta información es fundamental para poder establecer metas consistentes en

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los esfuerzos de restauración (Duarte et al., 2008). Las alteraciones en la variación del clima tienen efectos evidentes en la dinámica de los ecosistemas, al igual que en los procesos físicos y biológicos interconectados en esta escala. ¿Cómo son afectados estos procesos?, y ¿cómo responden los ecosistemas a la velocidad, la magnitud y los efectos sinérgicos de estos cambios? son preguntas que requieren ser contestadas para la adaptación humana y la mitigación de sus efectos. Por esta razón, el estudio del cambio climático en los ecosistemas de México se debe abordar considerando sus diferentes grados de fragilidad o sensibilidad. En el caso de los ecosistemas manejados es necesario considerar la relación entre vulnerabilidad, mitigación y adaptación.

Nivel de avance del conocimiento y calidad de la información Pasado Ecosistemas terrestres México presenta una gran heterogeneidad fisiográfica, la cual origina una alta biodiversidad en términos de riqueza de especies y de variedad de ecosistemas. La heterogeneidad se manifiesta tanto en la escala espacial como en la temporal. Por ello el conocimiento del clima y de los ambientes del pasado es fundamental para predecir y proyectar escenarios de cambio. El estudio del pasado ecológico y climático de algunas regiones geográficas de México se ha llevado a cabo con herramientas paleoecológicas y paleoclimáticas, a través de distintos registros ambientales naturales (Lozano y Ortega, 1994; Curtis et al., 1996; Almeida et al., 2005; Roy et al., 2010). Sin embargo, dada la diversidad de ecosistemas y de sus condicio-

nes climáticas, el conocimiento todavía es limitado en comparación con otros países (véase cuadro 1). Además, no existen trabajos sobre ciclos completos de glaciales e interglaciales, por lo que es necesario ampliar las investigaciones acerca de estos tópicos. El conocimiento disponible sobre estudios paleoclimáticos y paleoecológicos depende mucho de la región investigada, el tipo de registro, el alcance temporal y los registros ambientales naturales utilizados. La existencia de cuencas intermontanas con cuerpos de agua ha favorecido el desarrollo de trabajos paleoecológicos en el centro del país y, en años recientes, también en otras partes de México. El registro palinológico del Holoceno es aún muy fragmentario y la mayor parte de la información se refiere a vegetación templada, debido a la concentración de lagos en el centro de México. Gran parte de los estudios paleoambientales se han llevado a cabo en el centro y en el sur de México (Metcalfe et al., 1991; Metcalfe, 1995; O’Hara et al., 1993; Lozano y Ortega, 1994, 1998; Lozano y Xelhuantzi, 1997; Lozano et al., 2002; Lozano y Vázquez, 2005; Xelhuantzi, 1994, 1995; Hodell et al., 1995, 2001, 2005; Goman y Byrne, 1998; Islebe et al., 2001; Islebe y Sánchez, 2002; Almeida et al., 2005; Ludlow et al., 2005; Beach et al., 2006; Sluyter y Dominguez, 2006; Carrillo et al., 2010, 2013). Pocas investigaciones se han realizado en la península de Baja California (Lozano et al., 2002; Rhode, 2002), en la región centro oriental (Conserva y Byrne, 2002), en el centro occidente (Figueroa et al., 2008, 2010, 2012) y en el norte (Stahle et al., 2000; Metcalfe et al., 2002). Dichos trabajos se han enfocado en el cambio ambiental visto a través de la reconstrucción de la vegetación, los cambios en la erosión del suelo, el cambio climático y actividades humanas como la agricultura y los aprovechamientos forestales. 31

Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México

Estos estudios revelan que las comunidades biológicas pasadas experimentaron cambios en respuesta a oscilaciones climáticas como el Último Glacial Máximo (entre 26,000 y 19,000 años AP), la desglaciación (ca. 15,000 años AP) y el final del Pleistoceno (hace unos 11,500 años AP). En un trabajo de compilación sobre indicadores de cambio climático para el centro de México (Lozano et al., 1994) se ofrece un panorama del cambio de temperatura regional. Además, la respuesta al cambio climático se traduce en las paleocomunidades como variaciones en los porcentajes polínicos y cambios en la biodiversidad. En particular, en el Holoceno se detectan cambios significativos en la cubierta arbórea en respuesta al calentamiento. Un factor modelador de la vegetación ha sido la intervención humana asociada a la agricultura, la cual ha modificado la cubierta vegetal en algunas regiones de México (O’Hara et al., 1993; Xelhuantzi, 1994; Conserva y Byrne, 2002; Almeida et al., 2005; Lozano et al., 2005; Ludlow et al., 2005; Torrescano, 2007; Carrillo et al., 2010; Figueroa et al., 2008, 2010, 2012; Aragón et al., 2012). Las evidencias paleoclimáticas en zonas desérticas de México provienen principalmente de registros ambientales geoquímicos, magnéticos y de sedimentos. Los registros más largos del cambio climático del Cuaternario proceden de los depósitos sedimentarios del desierto de Mojave y de los desiertos Chihuahuense y Sonorense (véase cuadro 2). Estos registros aportan información sobre el cambio de la precipitación en el verano y el invierno en escalas de milenios, el cual está relacionado con la posición de la corriente de chorro polar (jet stream), así como con la expansión de la capa de hielo Lauréntida, la insolación, el calentamiento en el Atlántico norte y los eventos de El Niño u Oscilación del Sur. Los periodos de aumento 32

de la insolación durante el verano y su disminución en el invierno del hemisferio norte, junto con cambios en el Atlántico norte, han favorecido la expansión del monzón mexicano (Monzón de Norteamérica) en altas latitudes y el aumento de la frecuencia de las tormentas de invierno, lo que causa condiciones húmedas en el norte de México. Ecosistemas acuáticos El estado del conocimiento sobre la variabilidad climática y la información disponible a partir del estudio de secuencias de sedimentos marinos están íntimamente relacionados con el desarrollo de la paleoceanografía. Desde una perspectiva mundial, su avance se asocia con los programas internacionales de perforación oceánica iniciados a finales de los años 60 con el Proyecto de Perforación Oceánica Profunda (Deep Sea Drilling Project, DSDP), cuyo logro más sobresaliente es el estudio de las secuencias de fósiles marinos encontrados en los núcleos, el cual ha contribuido a la elaboración de escalas geológicas y evolutivas, y al entendimiento de la variabilidad climática. Después de este proyecto se crearon de manera sucesiva otros, como el Programa de Perforación Oceánica (Ocean Drilling Program, ODP) y el Programa Integrado de Perforación Oceánica (Integrated Ocean Drilling Program, IODP) en 1983 y 2003, respectivamente. En 1995 nació el Estudio Internacional del Cambio Marino Global en el Pasado (International Marine Past Global Change Study, IMAGES), el cual conlleva la multiplicación de campañas de muestreo. En México, la paleoceanografía se inició en la década de los 80, de modo paralelo a la adquisición de los buques oceanográficos El Puma y Justo Sierra por la Universidad Nacional Autónoma de México.

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Esto facilitó la obtención de secuencias sedimentarias por parte de investigadores de instituciones nacionales, con equipos que permiten recuperar núcleos que tienen desde unos cuantos centímetros hasta unos 6 m de longitud, y cuyo alcance temporal está relacionado con las tasas de acumulación de la región analizada. Dichas secuencias han sido estudiadas mediante técnicas de sedimentos, geoquímicas, biogeoquímicas y geofísicas (restos esqueléticos de plancton, isótopos estables y radioactivos, biomarcadores, difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X, propiedades magnéticas, análisis de color, etc.), las cuales permiten mejorar los parámetros de caracterización de ambientes y climas. Estos trabajos se han llevado a cabo en el Pacífico, en el Golfo de Tehuantepec, en el Golfo de México y la mayoría en cuencas anóxicas del Golfo de California (Guaymas, Carmen, Pescadero, La Paz y Alfonso), donde se preservan registros climáticos y oceanográficos de alta resolución (sedimentos laminados) originados por varios procesos que allí se reúnen. Con estas investigaciones se ha podido reconstruir la dinámica oceánica superficial del Pacífico ecuatorial oriental, con las fases frías del Pleistoceno Tardío (como el Último Glacial Máximo y el Younger Dryas), así como la alternancia de intervalos de condiciones cálidas y frías, el aumento o la disminución de la productividad primaria, y escenarios análogos a El Niño persistentes a escala centenaria durante el Holoceno, entre otros. En el país son escasos estos trabajos (véase cuadro 1), y aún quedan muchas incógnitas por resolver, por lo que es necesario estudiar y entender las señales climáticas preservadas en los sedimentos marinos utilizando distintos registros ambientales naturales en diferentes escalas temporales.

Presente y futuro Ecosistemas terrestres Existe documentación y análisis detallados del clima del país (cartas de climas de García, 1978; Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, Conabio, 1997; García, 2004; Mosiño y García, 1974; Vidal, 2005). Sin embargo, como en ellos el cambio climático no era un paradigma común, solo se describieron de forma prolija los climas del país y, en algunos casos, las interacciones entre el clima y los ecosistemas a través de las relaciones entre el clima y la vegetación (Contreras, 1942; García y Miranda, 1960; García y Reyna, 1969; García, 1997; Lauer, 1973; Orellana, 1978; Rzedowski, 1978; Angulo, 1985; Meza y López, 1997; Pennington y Sarukhán, 2005). Las investigaciones que analizan la variabilidad climática y el cambio climático en México fueron presentadas en 1977 en la Memoria de la reunión sobre fluctuaciones climáticas y su impacto en las actividades humanas. En esta obra se analizaron por primera vez las causas, los efectos y las posibilidades de predecir las fluctuaciones y los cambios climáticos, así como los factores que modificarían las masas forestales en México. Años después, Jáuregui (1997) presentó una revisión acerca del cambio climático en México, la cual incluyó además una breve reseña sobre trabajos paleoclimáticos (Lorenzo, 1959; Heine, 1973). Por otra parte, entre los estudios del paleoclima existen investigaciones como la de Toledo (1976) sobre los posibles cambios durante el Pleistoceno y sus efectos en la vegetación tropical cálida húmeda de México; y la de Sarukhán (1977), que analiza el efecto de los paleoclimas del Cuaternario en las planicies costeras del Golfo de México y en las selvas. Asimismo, hay trabajos que analizan las condiciones climá-

En 1977 se analizaron por primera vez las causas, los efectos y las posibilidades de predecir las fluctuaciones y los cambios climáticos, así como los factores que modificarían las masas forestales en México.

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ticas de los últimos 2,000 años (García, 1974; Sánchez y Kutzbach, 1974, citados por Jáuregui, 1997; Dahlin, 1990; Metcalfe, 1995; O’Hara et al., 1993; Lozano, 2004; Lozano et al., 2010). Los primeros esfuerzos encaminados a analizar la vulnerabilidad de México ante el cambio climático, así como la generación de los primeros escenarios de cambio climático, estuvieron basados en los Modelos de Circulación General de la Atmósfera (Adem, 1991; Conde et al., 1994; Magaña, 1994; citados por Jáuregui, 1997; Garduño y Adem, 1995). La mayoría de los estudios plantearon los posibles escenarios de cambio climático a escala nacional. Las regiones o estados analizados son las dos penínsulas ‒Baja California y Yucatán‒ (Cavazos et al., 2008; Orellana et al., 2009) y los estados de Veracruz, Michoacán (Conde, et al., 2008), Tlaxcala (Conde, 1995; citado por Gay, 2000) e Hidalgo (Gómez Díaz et al., 2007; Gay, 2000); la mayoría de ellos a través de sus programas estatales de cambio climático. En estados como Morelos, Veracruz (Conde et al., 2008) y Tlaxcala (Conde et al., 2006) se abordó la vulnerabilidad o sensibilidad de los ecosistemas, así como los diferentes sectores de relevancia socioeconómica. Sin embargo, no se ha profundizado lo suficiente en las repercusiones del cambio climático en la dinámica de los ecosistemas; por lo tanto, es una asignatura pendiente. En 1994 se iniciaron las investigaciones relacionadas con el efecto del cambio climático en los ecosistemas del país a partir del Primer Taller del Estudio de País: México ante el Cambio Climático (Gay et al., 1995). Varios de estos trabajos quedaron concretados en la obra de Gay (2000) titulada México: una visión hacia el siglo XXI. El cambio climático en México, la cual incluye los capítulos de Hernández y colaboradores, y de Villers y Trejo sobre los ecosistemas terrestres. 34

La publicación de Martínez y Fernández (2004) comprende un mayor número de temas, y en ella se menciona someramente a los ecosistemas costeros. El impacto de los posibles escenarios de cambio climático en los ecosistemas terrestres y su biodiversidad, así como en las áreas naturales protegidas, fue estudiado por Villers y Trejo (1997, 1998, 2004), y Arriaga y Gómez (2004), entre los más conocidos. Para el tema de la mitigación del cambio climático puede citarse el trabajo de Ordóñez y Masera (2001). El libro La vulnerabilidad de las zonas costeras mexicanas ante el cambio climático, editado por Botello et al. (2010), contiene reflexiones acerca de las repercusiones del cambio climático en los ecosistemas de la franja de interacción del continente y los océanos que bañan las costas mexicanas. De la misma manera, en la obra de Rivera et al. (2010) se presentan investigaciones sobre la influencia del cambio climático en ambientes costeros y marinos. Ecosistemas acuáticos En contraste con la superficie continental del país, de la cual hay registros climáticos a largo plazo que son relativamente confiables, el mar territorial mexicano cuenta con escasa información proveniente de registros a largo plazo de la temperatura del mar superficial y del nivel medio del mar, así como de la alcalinidad y acidez en la zona costera. Los escenarios de respuesta al cambio climático de la zona marina costera se han derivado de los escenarios regionales propuestos por el IPCC, y se han basado en información no generada en México (Azuz, 2010; Sánchez, 2010) (véase cuadro 1). No obstante, se han realizado esfuerzos para compilar la información científica que permita identificar los vacíos y las necesidades de información sobre la

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variabilidad climática, así como la posible respuesta de los ecosistemas marinos costeros al forzamiento del cambio climático global. Entre estos trabajos destaca el libro editado por Hernández y Gaxiola (2007), el cual muestra la imperiosa necesidad de generar información relativa al papel de los ecosistemas acuáticos en la captura de carbono, así como su regulación local y regional en los procesos de fijación y retención del mismo. Durante las dos décadas pasadas se ha documentado el efecto negativo de las temperaturas anómalas en la condición general de los arrecifes coralinos, a través de periodos de blanqueamiento masivo de los corales duros por la pérdida de sus simbiontes, seguidos de eventos de elevada mortandad de los corales que constituyen los arrecifes, como los géneros Acropora, Orbicella y Diploria, entre otros. También se ha registrado una amplia variabilidad en la respuesta del ecosistema de arrecifes a los eventos de temperaturas anómalas, con variación en la susceptibilidad de las diferentes especies de coral y de las cepas de simbiontes (Pandolfi et al., 2011). Una preocupación reciente es el fenómeno de la acidificación del océano a causa del incremento de la concentración de CO2 atmosférico, y su consecuente aumento en la superficie marina. A diferencia de los efectos claramente documentados de las temperaturas anómalas, la acción de la acidificación de los ecosistemas coralinos es más incierta. Las hipótesis plantean desde escenarios catastróficos, como la disminución e incluso el cese de la calcificación con la consecuente desintegración de los arrecifes, hasta posibilidades de aclimatación, adaptación y evolución de la comunidad coralina, pasando por cambios estructurales: de arrecifes dominados por corales a arrecifes dominados por algas, proceso que actual-

mente está en curso (Blanchon et al., 2009; Pandolfi et al., 2011). Los arrecifes coralinos actuales sufren la sobreexplotación de recursos, la destrucción por actividades humanas, la contaminación y la eutrofización del agua, así como el estrés ambiental por aumento de la temperatura, la acidificación del agua y la intensidad de las tormentas. En las zonas costeras bajas, como la península de Yucatán y el Golfo de México, el aumento del nivel medio del mar es la consecuencia más importante del cambio climático. Se considera la región entera como una zona muy vulnerable a la inundación; y la respuesta de los manglares y dunas costeras al cambio climático puede verse comprometida por el desarrollo costero turístico y urbano, de tal modo que los escenarios proyectados de migración de humedales solo podrán ocurrir si existe espacio para migrar, y si se balancea el crecimiento del ecosistema de manglar con la tasa de elevación del nivel del mar (Yáñez et al., 1998, 2010). El cambio climático también influye en el principal régimen de disturbio natural regional: las tormentas tropicales y los huracanes (Jáuregui, 1997). Los ecosistemas marinos costeros interactúan con estos forzamientos a escala global y regional, y de manera adicional con las presiones locales derivadas de las perturbaciones humanas, cuya sinergia podría reducir la capacidad de resistencia y adaptación de los ecosistemas. El fenómeno de cambio climático, acompañado del consecuente aumento de la temperatura del mar superficial, la acidificación del océano y el nivel medio del mar, ha ocurrido por lo menos cinco veces durante los últimos 251 millones de años (Pandolfi et al., 2011). La diferencia sustancial con la ocasión presente es la velocidad en que se han 35

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Los ecosistemas terrestres y acuáticos muestran una sensibilidad diferenciada ante los cambios, de tal manera que es necesario incorporar diversos registros ambientales naturales (biológicos, geoquímicos y de sedimentos, entre otros) a los estudios de ambos tipos de ambientes, a fin de comprender un ecosistema con una visión holística, y no solo enfocarse en algunas de sus poblaciones o comunidades.

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liberado gigatoneladas de CO2 a la atmósfera, con el consiguiente aumento acelerado de la temperatura y las consecuencias globales que se desencadenan. Cabe destacar que no existen evidencias geológicas que muestren cambios climáticos tan rápidos como este (Aronson et al., 2002; Domingues et al., 2008; Blanchon et al., 2009).

Prioridades de investigación Pasado y futuro Considerando la gran heterogeneidad espacial del territorio mexicano, la cual ha derivado en una gran diversidad de ecosistemas distribuidos a lo largo y ancho de su geografía, las prioridades de investigación en el ámbito paleoecológico y paleoclimático deben involucrar a la mayoría de estos ecosistemas, pero principalmente enfocarse en aquellos que carecen de información sobre el pasado ecológico y climático, como los matorrales xerófilos, los bosques tropicales secos y los pastizales (incluidos en los “ecosistemas terrestres en general”) (véase cuadro 1). Además, deben desarrollarse nuevas metodologías para trabajar en estas comunidades, ya que en dichas zonas no hay por lo general sitios de depósito apropiados para el análisis paleoecológico. Es necesario entender las tasas a las cuales han cambiado las distintas comunidades (Carrillo et al., 2012) para poder estimar el cambio en el futuro, considerando los distintos escenarios que generan los estudios del pasado. Por otro lado, las preguntas de investigación deberán dirigirse a la resolución de problemas urgentes como la extinción de las especies y la determinación de umbrales críticos en la pérdida de la biodiversidad

(en relación con la función y los servicios de los ecosistemas). Asimismo, deberán identificarse indirectamente estrategias de conservación de la biodiversidad ante el cambio climático, así como las especies invasoras, y establecer puntos de referencia que permitan orientar el manejo y la restauración de ecosistemas. Los ecosistemas terrestres y acuáticos muestran una sensibilidad diferenciada ante los cambios, de tal manera que, para entenderlos integralmente, es necesario incorporar diversos registros ambientales naturales (biológicos, geoquímicos y de sedimentos, entre otros) a los estudios de ambos tipos de ambientes, a fin de comprender un ecosistema con una visión holística, y no solo enfocarse en algunas de sus poblaciones o comunidades. Por ello será necesario realizar investigaciones multidisciplinarias y transdisciplinarias con especialistas en paleoecología, paleobotánica, paleozoología, geología y química, entre otros. La resolución espacial y temporal deberá ampliarse para comprender los patrones de perturbación ambiental (fuego, cambio climático, actividad volcánica, e impacto humano, entre otros), al igual que las respuestas bióticas y físicas de los ecosistemas, a fin de contribuir al conocimiento de la problemática ambiental actual y brindar soluciones adecuadas. Así, la resolución espacial deberá ser de multiescala para abordar el espacio de estudio desde niveles de organización de microescala (100-103 m2), como es el caso de especies de plantas y animales, pasando por el nivel de rodal o sitio, hasta el nivel de megaescala (104-1012 m2), donde se incluyen las ecorregiones terrestres y marinas. La resolución temporal deberá combinar diferentes resoluciones de tiempo para discernir el efecto de las perturbaciones humanas a nivel de décadas y siglos, las fluctuaciones

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climáticas de décadas a milenios, así como el entendimiento de la relación entre los periodos glaciales e interglaciales. Otra de las prioridades de investigación será conjuntar el conocimiento derivado de los estudios paleoecológicos y paleoclimáticos, a fin de organizarlo de manera adecuada para la creación de modelos predictivos de la distribución de especies en escenarios futuros de cambio climático, así como la respuesta de los ecosistemas al cambio climático y a las perturbaciones humanas. Dado que aún no han ocurrido la mayor parte de los eventos de cambio climático analizados con modelos predictivos, será importante probar estos modelos con información del pasado usando métodos retrospectivos. Es prioritario, por lo tanto, conocer la información pertinente que se requiere del pasado para generar mejores modelos predictivos. Presente y futuro Las prioridades de investigación sobre el cambio climático antropogénico deberán orientarse al análisis de los factores clave en la vulnerabilidad y sensibilidad de los ecosistemas. Entre estos aspectos, se ha señalado la necesidad de contar con información relacionada con la capacidad de recuperación o resiliencia de los ecosistemas ante los cambios climáticos, a partir de las respuestas documentadas frente a las condiciones paleoclimáticas. Asimismo, considerando que estos cambios climáticos son antropogénicos, es necesario destacar otros aspectos relacionados con las respuestas de los ecosistemas ante las presiones causadas por el cambio en el uso del suelo, la extracción selectiva de especies y la contaminación, entre otros. Por otro lado, los intentos para proyectar los posibles escenarios de las condiciones climáticas globa-

les futuras dependen, en parte, del conocimiento sobre, cómo se retroalimentan los ciclos biogeoquímicos y la biodiversidad en los continentes y en los mares. En el caso de los océanos, la diversidad del plancton afecta al sistema climático, y los cambios en el clima influyen en las propiedades estructurales y funcionales de los ecosistemas oceánicos. Sin embargo, en la mayor parte de los ecosistemas costeros afectados en el mundo, una de las limitantes para su manejo sustentable es la escasez de datos para elaborar series de tiempo que sean suficientemente largas, a fin de discernir la variabilidad de estos ecosistemas inducida por la variabilidad climática intrínseca o por el cambio climático asociado a actividades antropogénicas. Las tendencias actuales en la investigación costera marina se dirigen a evaluar la variación de las respuestas de diferentes especies de corales, la dirección e intensidad de las interacciones entre las algas y los corales, y el papel de los procesos de herbivoría como un mecanismo regulador relevante en arrecifes coralinos. Además, se investiga el potencial de migración del ecosistema de manglar en su conjunto a través de la evaluación de los procesos de formación del suelo, así como de los cambios estructurales y funcionales en lagunas costeras derivados de una posible modificación de la composición de la biota por aumento de la influencia marina. Un tema preponderante es la evaluación del papel de los ecosistemas costeros marinos como sumideros de carbono, y la regulación que podrían ejercer sobre los niveles atmosféricos. Con esta información se espera aumentar la capacidad de evaluar la vulnerabilidad costera, e incluso generar estrategias de mitigación y de adaptación con un enfoque en la conservación y restauración de los ecosistemas más susceptibles. l

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1. Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas

Glosario Anoxia. Zonas donde el oxígeno disuelto está agotado. AP. Antes del presente, con el presente referido al año 1950 d.C. Biomarcador. Molécula orgánica residual que indica la existencia, pasada o presente, de organismos vivos en climas o ambientes específicos. Cambio climático. Modificación de la distribución estadística de los patrones del tiempo meteorológico en escalas temporales desde décadas hasta millones de años. Puede ser un cambio en las condiciones promedio o en la distribución de eventos meteorológicos con respecto a la media, el cual puede limitarse a una región específica u ocurrir en varias regiones del mundo. Cambio climático global. Cambio climático atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas, el cual altera la composición global atmosférica y se agrega a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables.

Depósito sedimentario. Acumulación de sedimentos en una cuenca marina, continental o transicional, generados por procesos relacionados con la degradación clástica de la roca, o por precipitación química u orgánica. Difracción de rayos X. Técnica que sirve para determinar la estructura detallada de un material mediante la identificación del ordenamiento o posición que ocupan los átomos o moléculas que lo forman. Es un método con variadas aplicaciones como la especiación de arcillas y la identificación de cristales. El Niño. Denominado también Oscilación del Sur, es un fenómeno climático complejo; una perturbación en el sistema océano-atmósfera que se caracteriza por temperaturas inusualmente cálidas en el Pacífico​ tropical y consecuencias climáticas a nivel global. Este fenómeno se presenta con una periodicidad que va de 3 a 4 años y una duración de unos meses a años; ciclo seguido de una fase fría. Está asociado con importantes perturbaciones en los regímenes de lluvias en los trópicos, cuyos resultados son sequías en áreas donde habitualmente llueve y lluvias torrenciales en zonas que son usualmente secas.

Ciclo climático. Una larga oscilación del clima que ocurre con regularidad pero no es estrictamente periódica. También se le conoce como oscilación climática.

Eutrofización. Proceso natural o causado por el hombre, en el cual se observa el enriquecimiento de nutrientes a un ritmo acelerado, porque no se realiza la mineralización, con la consiguiente descomposición de la materia orgánica y la reducción de oxígeno en los cuerpos de agua.

Ciclos orbitales. Conocidos asimismo como ciclos de Milanković, por ser el científico que relacionó la variación de la excentricidad de la órbita, la oblicuidad y la dirección (precesión) del eje de la Tierra con los cambios climáticos de larga duración. La variación de la excentricidad tiene una duración de 100,000 años; la de la oblicuidad del eje de la Tierra respecto al plano de la eclíptica es de 41,000 años, y la de la precesión de los equinoccios tiene una duración de 23,000 años.

Fluorescencia de rayos X. Emisión de rayos X secundarios (o fluorescentes) característicos de un material que ha sido excitado al ser bombardeado con rayos X de alta energía o rayos gama. Este fenómeno es muy utilizado para análisis elemental y análisis químico, en particular en la investigación de metales, vidrios, cerámicas y materiales de construcción, así como en la investigación geoquímica, la ciencia forense y la arqueología.

Cuaternario. Periodo geológico actual, el cual inició hace 2,600 millones de años. Es considerado “la edad del hombre”.

Forzamiento. Proceso que altera el balance energético del sistema climático global o parte de él

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Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México

Gases de efecto invernadero. Gases integrantes de la atmósfera, de origen natural y  antropogénico, que absorben y emiten radiación en determinadas longitudes de ondas del espectro de radiación infrarroja emitido por la superficie de la Tierra, la atmósfera y las nubes. Esta propiedad causa el efecto invernadero. El vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el óxido nitroso (N2O), el metano (CH4) y el ozono (O3) son los principales gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre. Existen asimismo los producidos por el hombre, como los halocarbonos y otras sustancias que contienen cloro y bromo, además del hexafluoruro de azufre (SF6), los hidrofluorocarbonos (HFC) y los perfluorocarbonos (PFC). Glacial-interglacial. Ciclo de aproximadamente 100,000 años durante el cual hay crecimiento de los casquetes polares (glacial) y un periodo donde se reduce notablemente (interglacial). Estos ciclos son característicos del Cuaternario. Holoceno. Época geológica actual, que inició hace aproximadamente 11,500 años cuando el clima empezó a calentarse al finalizar la última glaciación. Es la subdivisión más reciente del Cuaternario. Isótopo. Átomo de un elemento con un mismo número atómico y diferente número de masa. Este último es causado por tener mayor o menor número de neutrones en su núcleo. Existen isótopos estables (18O, 16 O, 13C, 12C, 15N, 14N) y radioactivos (14C, 40K, 234U). Los isótopos estables, al no contar con vida media, son usados para entender diferentes procesos, como la evaporación, la productividad y la procedencia. Los radioactivos, al tener una vida media de decaimiento, se utilizan para estudios de geocronología. Jet stream. Corriente de viento relativamente estrecha y de gran velocidad, que ocurre en la parte superior de la atmósfera. Sigue los límites entre el aire caliente y el frío, circula de oeste a este a altitudes entre 11 y 13 km arriba del nivel del mar, y a velocidades de 56 km por hora en verano y 120 km por hora en invierno.

44

Lauréntida. Capa de hielo masivo que cubría la mayor parte del hemisferio norte durante los últimos 100,000 años. Abarcaba gran parte de Canadá y de Estados Unidos. Modelos de Circulación General de la Atmósfera. Representaciones del sistema climático mediante  algoritmos y conjunto de variables de diversos grados de complejidad. A cada componente del sistema climático se le puede aplicar una jerarquía de modelos. Monitoreo permanente. Área de investigación que se establece, por ejemplo, dentro de un ecosistema forestal y que puede tener de 500 a 1,000 m2. En esta área se identifica, se mide y se marca permanentemente toda la vegetación, pero principalmente la leñosa. Su objetivo fundamental es generar información observacional por largos periodos, así como crear una base de datos confiable que auxilie de manera objetiva en la evaluación cuantitativa de cambios temporales ocurridos en la vegetación y su relación con el ambiente.   Monzón. Viento originado en la circulación atmosférica general, el cual se caracteriza por tener una dirección persistente en una estación y un gran cambio de dirección en la siguiente estación, debido a los distintos gradientes de presión atmosférica. Paleoambiente. Condiciones del ambiente del pasado en un área y en un intervalo de tiempo determinados. Se incluyen cambios en ecosistemas (paleoecología), clima (paleoclimatología) y suelos (paleosuelos), entre otros. Paleoceanografía. Estudio de la historia de la circulación de las aguas, de la química, biogeografía, fertilidad y sedimentación de los océanos. Paleoclimatología. Estudio de la variabilidad climática del planeta en el pasado. Se basa en estudiar proxies o registros del medio físico (por ejemplo, temperatura y precipitación), así como biológicos (por ejemplo, polen y diatomeas o algas unicelulares fósiles) para conocer el efecto del cambio climático en los ecosistemas.

1. Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas

Paleoecología. Disciplina que estudia los ecosistemas pasados, incluida la relación de los organismos fósiles presentes en dichos ecosistemas con sus ambientes físicos y biológicos pasados. Palinología. Rama de la ciencia que estudia el polen y las esporas, vivos o fósiles. Plancton. Organismos que flotan, debido a que no se pueden mover o son muy pequeños, en las capas superiores de los cuerpos de agua salada o dulce. Pleistoceno. Época que inició hace 2,600 millones de años y terminó hace 11,500 años AP; caracterizada por glaciaciones extensas en el hemisferio norte; tiempo durante el cual ocurrió la evolución humana. Proxy. Cualquier evidencia que proporciona una medida indirecta de ambientes, sucesos o entes pasados. Se incluyen como proxies granos de polen, diatomeas, registros isotópicos, sedimentos de glaciales, anillos de crecimiento en los árboles y huesos de animales.

Tasa de acumulación. Velocidad a la cual se acumulan partículas o sustancias en el fondo de los océanos o en los lagos. Último Glacial Máximo. Periodo de la historia climática terrestre cuando los casquetes glaciales, en particular en el hemisferio norte, alcanzaron su máxima extensión entre 26,000 y 19,000 años AP. Variabilidad climática. Rango de cambio climático generado por varios forzamientos a través del tiempo. Younger Dryas. Último cambio climático abrupto ocurrido hace aproximadamente 12,000-11,000 años. Consistió en un enfriamiento de la Tierra de poca duración (1,300 ± 70 años), el cual precedió al Holoceno. El origen del Younger Dryas es controversial. Diferentes teorías han tratado de explicar sus causas: entre ellas se encuentran las descargas masivas de hielo al Atlántico que afectaron la formación de agua profunda; la más controversial relaciona impactos extraterrestres ocurridos en el límite Pleistoceno-Holoceno como un detonador del Younger Dryas.

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Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México

Cuadro 1. Clima pasado, presente y futuro según ecosistema Temporalidad del clima / ecosistema

Paleoclimas

TOTALES PALEOCLIMAS

Climas actuales

TOTALES CLIMAS ACTUALES

Climas futuros

TOTALES CLIMAS FUTUROS

46

Bosque templado

Bosque tropical húmedo

Bosque tropical seco

2, 21, 37, 39, 20, 28, 43, 18, 19, 25, 26, 44, 45, 46, 62, 63, 73, 88, 28, 38, 69, 75, 47, 51, 58, 105, 106, 133, 76, 78, 89, 65, 70, 92, 140, 144, 145 90, 121, 145, 93, 94, 95, (B, Y) 146, 160 97, 101 (B, Y) (B, Y)

18 (B, Y)

13 (B, Y)

16 (B, Y)

Bosque mesófilo

Matorral xerófilo

Desierto

Ecosistemas terrestres en general

Humedales (incluye manglares)

Matorral de dunas costeras

Laguna costera

Arrecife de coral

97, 144 (B, X)

51, 59, 70, 86, 97, 127, 144 (B, X)

29, 102, 108, 112, 122, 134, 135, 148, 149 (B, X)

62, 73, 74, 80, 84, 88, 100, 107 (B, X)

16, 17, 22, 25, 26, 68, 69, 79, 81, 96, 98, 99, 104, 113, 114, 140, 145, 146, 159, 160 (B, Z)

140 (B, X)

13, 145 (B, X)

12 (B, X)

2 (B, X)

7 (B, X)

27, 41, 50, 53, 36, 41, 50, 52, 4, 41, 53, 56, 41, 50, 53, 56, 4, 36, 50, 53, 56, 66, 87, 53, 56, 66, 87, 72, 87, 109, 116, 87, 109, 116, 56, 87, 109, 109, 115, 116, 109, 116, 120, 120, 125, 126 125, 126, 133 125, 126 125, 126, 133 125, 126 (C, Y) (B, Y) (B, Y) (B, Y) (C, Y)

Ecosistemas costeros en general

Ecosistemas marinos

Agroecosistema

Plantación o cultivo

6, 79 (C, X)

3, 8, 9, 10, 11, 31, 67, 71, 110, 128, 131, 137, 138, 143 (B, Y)

73 (C, X)

51, 73 (C, X)

9 (B, X)

8 (B, X)

20 (B, Z)

1 (B, X)

2 (B, X)

1 (B, X)

2 (C, X)

53, 57, 72 (B, X)

1, 52, 53, 55, 72, 82, 85, 111, 123, 136, 151 (B, Y)

53, 91, 120, 129 (C, X)

53, 120 (B, X)

5, 120, 129 (B, X)

5, 23, 77 (B, X)

6, 61, 77, 85, 111, 123, 139, 152 (B, Y)

13 (B, Y)

13 (C, Y)

11 (B, Y)

10 (C, Y)

9 (B, Y)

3 (B, X)

11 (B, Y)

4 (C, X)

2 (B, X)

3 (B, X)

3 (B, X)

14, 41, 64, 125 (B, X)

41, 117, 120, 125 (B, X)

14, 41, 64, 72, 119, 120, 125 (B, X)

41, 125 (B, X)

30, 64, 72, 117, 125 (B, X)

30, 72 (A, X)

1, 33, 35, 42, 60, 72, 82, 83, 103, 147, 153, 154, 155, 156, 157 (B, Y)

1, 15, 32, 35, 60, 68, 120, 132, 161, 162 (B, Y)

15, 30, 32, 50, 117, 120, 132 (B, X)

5, 7, 15, 30, 32, 120, 132 (B, X)

5, 12, 15, 23, 24, 32, 77, 124, 132 (B, Y)

4 (B, X)

4 (B, X)

7 (B, X)

2 (B, X)

15 (B, Y)

10 (B, Y)

8 (B, X)

8 (B, X)

10 (B, Y)

5 (B, X)

Pastos marinos

2 (A, X)

14 (B, Y)

1 (C, X)

2 (C, X)

111, 158 (B, X)

34, 36, 111 (B, X)

TOTALES*

Promedio de calificación de calidad y cantidad

92 (B, X)

en desarrollo, escasa

38 (B, X)

8 (B, Y)

2 (B, X)

3 (B, X)

15, 32, 49, 132 (B, X)

1, 6, 15, 30, 32, 33, 40, 42, 60, 61, 77, 82, 103, 132, 139, 152 (B, Y)

64, 103, 158 (C, X)

30, 103 (B, X)

5 (B, X)

17 (B, Y)

3 (C, X)

2 (B, X)

44 (B, X)

en desarrollo, escasa

en desarrollo, escasa

Criterios de calidad: A-Incipiente: aportaciones conceptuales, metodológicas y de datos pobres. B-En desarrollo: claro desarrollo en aportaciones conceptuales, metodológicas y de datos. C-Avanzada: avances conceptuales, metodológicos y con datos claros y ampliamente reconocidos. Criterios de cantidad: X-Escasa: el número de citas por celda es mucho menor que lo que se esperaría si todas las celdas tuvieran citas de forma equitativa. Y-En elaboración: el número de citas por celda es igual a lo que se esperaría si todas las celdas tuvieran citas de forma equitativa. Z-Amplia: el número de citas por celda es mucho mayor que lo que se esperaría si todas las celdas tuvieran citas de forma equitativa. Números en rojo: se refieren a trabajos que tratan más de una categoría y de un ecosistema, por lo que el número se repite en más de una celda. * Estos totales se refieren al número de estudios que abordan cada una de las categorías, así como los ecosistemas, por lo que los números repetidos solo cuentan como un estudio.

1. Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas

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1. Cambio climático: contexto histórico, paleoecológico y paleoclimático. Tendencias actuales y perspectivas

Cuadro 2. Estudios de zonas áridas

Sitio

Localidad

Antigüedad (años AP*)

Estudios

TOTALES

Lago Baldwin

Desierto de Mojave

80,000

1

1 (B, X)

Laguna Babícora

Desierto Chihuahuense

65,000

2, 3, 4

3 (B, Y)

Laguna San Felipe

Desierto Sonorense

50,000

4, 5

2 (B, X)

Criterios de calidad: A-Incipiente: aportaciones conceptuales, metodológicas y de datos pobres. B-En desarrollo: claro desarrollo en aportaciones conceptuales, metodólogicas y de datos. C-Avanzada: avances conceptuales, metodológicos y con datos claros y ampliamente reconocidos. Criterios de cantidad: X-Escasa: el número de citas por celda es mucho menor que lo que se esperaría si todas las celdas tuvieran citas de forma equitativa. Y-En elaboración: el número de citas por celda es igual a lo que se esperaría si todas las celdas tuvieran citas de forma equitativa. Z-Amplia: el número de citas por celda es mucho mayor que lo que se esperaría si todas las celdas tuvieran citas de forma equitativa.

AP* = antes del presente, con el presente referido al año 1950 d.C.

Referencias Cuadro 2 1. Kirby, S., M.D. Lamare y M.F. Barker. 2006. “Growth and morphometrics in the New Zealand sea urchin Pseudechinus huttoni (Echinoidea: Temnopleuridae)”. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research 40 (3): 413-428. 2. Metcalfe, S. et al. 2002. “Wet conditions during the Last Glaciation in the Chihuahuan Desert, Alta Babicora Basin, Mexico”. Quaternary Research 57 (1): 91-101.

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Una mirada al conocimiento de los ecosistemas de México se terminó de imprimir en junio de 2016, en los talleres de Solar Servicios Editoriales S.A. de C.V. La edición consta de 100 ejemplares. Para su composición se utilizaron las tipografías Whitney diseñada por Jonathan Hoefler y Minion diseñada por Robert Slimbach.