Científicos al rescate de los ecosistemas

60% de los servicios ecosistémicos están siendo degradados. La agricultura es uno de los responsables. Una investigación de la FAUBA y otras instituciones, identificó 22 de ellos en la Región Pampeana y determinó cuáles fueron más afectados ¿Cómo impacta el cambio climático?

La investigación puede ser de utilidad para evaluar la sustentabilidad de los agroecosistemas pampeanos desde un punto de vista ecológico y asistir a productores y asesores en la toma de decisiones.

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(SLT-FAUBA). En las últimas dos décadas, el estudio de los servicios de los ecosistemas surgió como un nuevo área de investigación debido, principalmente, a su gran importancia para la supervivencia de la vida en la tierra. No obstante, en la actualidad el 60% de estos servicios beneficiosos para la humanidad están siendo degradados y la agricultura es uno de los responsables.

Con el objetivo de profundizar en el conocimiento del impacto de la producción agrícola sobre los ecosistemas, un grupo de investigación de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA) buscó evaluar los niveles de provisión de un conjunto de servicios de los ecosistemas en los agroecosistemas de Región Pampeana, en términos cuali y cuantitativos.

En la instancia cualitativa, se desarrolló un modelo conceptual para representar el conjunto de variables ambientales y productivas que determinan la provisión de un conjunto de servicios de los ecosistemas. Posteriormente, en la instancia cuantitativa, se seleccionaron cuatro modelos (Balance de carbono en suelo, Balance de nitrógeno en suelo, Control de contaminación del agua subterránea, y Control de emisión de N2O) y se aplicaron en tres zonas agrícolas pampeanas. En base al conjunto de resultados obtenidos, sólo uno de estos cuatro servicios, Balance de nitrógeno en suelo, pareciera ser afectado por la agricultura.

El enfoque analítico desarrollado durante esta investigación puede ser de utilidad para dos aspectos. Por un lado, serviría para evaluar la sustentabilidad de los agroecosistemas pampeanos desde un punto de vista ecológico; entendiendo a la sustentabilidad como la capacidad de conservar las características de un sistema a través del tiempo de modo que continúe siendo productivo. Por otro lado, permitiría asistir a los productores y asesores agropecuarios en la toma de decisiones con el objetivo de llevar a cabo estrategias sustentables de uso de la tierra.

El comienzo de la investigación

Para avanzar en esta línea de investigación, se relevaron los servicios provistos por los agroecosistemas pampeanos. Esta lista surgió de una revisión bibliográfica y de entrevistas a 20 investigadores que trabajan en esa región, seleccionados en el ámbito de la FAUBA y de otras institutiones nacionales (INTA, Universidad Nacional de San Luis y Universidad Nacional de Mar del Plata) e internacionales (International Plant Nutrition Institute).

En total, fueron identificados 22 servicios de los ecosistemas que se agruparon dentro de la clasificación establecida por Millenium Ecosystem Assessment, iniciativa a escala mundial puesta en marcha por la ONU para examinar los ecosistemas del mundo y los servicios que éstos proveen. Esta clasificación divide a los servicios de los ecosistemas en cuatro categorías principales: 1) servicios de soporte, aquellos necesarios para la producción de los restantes servicios de los ecosistemas; 2) servicios de provisión, aquellos productos o bienes obtenidos de los ecosistemas; 3) servicios de regulación, aquellos beneficios obtenidos de la regulación de los procesos de los ecosistemas; y 4) servicios culturales, aquellos beneficios no materiales.

En Región Pampeana, la clasificación de Millenium Ecosystem Assessment permitió agrupar los servicios relevados de la siguiente manera: 1) servicios de soporte: ciclado de elementos (nitrógeno, fósforo, azufre, potasio, carbono), ciclado del agua, y conservación del suelo (mantenimiento de su fertilidad y estructura, prevención de daño por erosión, control de contaminación del suelo); 2) servicios de provisión: provisión de alimentos y fibras, de agua para consumo, de combustibles y energía; 3) servicios de regulación: regulación atmosférica (regulación del clima, mantenimiento de la calidad del aire), de adversidades bióticas (mitigación natural de pestes), de disturbios/anomalías, de purificación del agua (control de contaminación del agua subterránea); y 4) mantenimiento de la biodiversidad (mantenimiento del germoplasma y de la riqueza de especies). Si bien los servicios culturales también son relevantes para la humanidad, no fueron incluidos en este estudio.

Además, este conjunto de servicios de los ecosistemas fue asociado a tres escalas espaciales: predial, regional, y/o global. Los servicios de soporte se agruparon en las escalas predial y regional, mientras que los restantes servicios se agruparon indistintamente en las tres escalas espaciales. Ciertos autores establecen que los servicios de los ecosistemas están estrictamente relacionados a una dimensión espacial; sin embargo, no incluyen este aspecto en sus investigaciones. Esta incorporación puede ser de ayuda para los productores y/o asesores agropecuarios al momento de tomar decisiones, ya que sabrán a qué escala espacial podrían impactar las prácticas de manejo agrícola implementadas en su sistema.

Un aspecto relevante es que esta agrupación y clasificación de servicios de los ecosistemas en Región Pampeana es una propuesta y, por lo tanto, no es estática. Por lo tanto, es totalmente factible incorporar o eliminar servicios a medida que se vaya profundizando en el tema. Asimismo, esta propuesta cualitativa puede ser tomada como base para otros agroecosistemas en el mundo incorporando o eliminando servicios de acuerdo con la zona de estudio.

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Según los resultados del trabajo, el balance de nitrógeno en suelo sería el servicio ecosistémico más afectado por la agricultura.

Y para seguir, se cuantificaron…

En base a la lista inicial relevada, se seleccionaron cuatro servicios de los ecosistemas: 1) Balance de carbono en suelo, 2) Balance de nitrógeno en suelo, 3) Control de contaminación del agua subterránea, y 4) Control de emisión de N2O. Estos servicios se representaron en modelos conceptuales con el objetivo de visualizar gráficamente aquellas variables ambientales (temperatura, precipitaciones, erosión del suelo, textura del suelo) y productivas (rendimiento, fertilización nitrogenada, riego) que determinan su provisión en Región Pampeana.

Estos modelos conceptuales se construyeron en base a información proveniente de una revisión bibliográfica. Luego, la estructura de estos modelos fue validada por un grupo de investigadores.

Con el fin de estimar el nivel de provisión de estos cuatro servicios de los ecosistemas seleccionados, se incluyó información cuantitativa a los modelos desarrollados. Esta información se obtuvo gracias a la colaboración de la Asociación Argentina de Consorcios Regionales de Experimentación Agrícola (AACREA). Esta asociación contribuyó con bases de datos productivas reales de tres zonas pampeanas: 1) Centro de Buenos Aires, 2) Sur de Entre Ríos, y 3) Norte de Córdoba. El análisis se hizo para diez campañas agrícolas (2000/2001 a 2009/2010) y para tres cultivos (trigo, maíz, y soja).

Un resultado relevante, desde el punto de vista productivo, es que los niveles de carbono fueron similares entre zonas. Sin embargo, los niveles de nitrógeno no siguieron esta misma tendencia. Este nutriente presentó muy bajos niveles en las tres zonas. Esto trajo como consecuencia que las pérdidas de nitrógeno al ambiente fueran relativamente insignificantes. ¿Cómo se explica esta situación? Al haber poco nitrógeno en el suelo, los niveles de pérdida de este nutriente a las napas (contaminación del agua subterránea) o a la atmósfera (emisiones de gases de efecto invernadero) son bajas. En caso contrario, si el sistema agrícola tuviera altos niveles de nitrógeno, la posibilidad de encontrar altos niveles de pérdida de este nutriente al ambiente hubiera sido mayor. Cuando la provisión de un servicio se ve incrementada a costa de la reducción en la provisión de otro servicio se conoce como trade-off o compromiso entre servicios de los ecosistemas.

El cultivo de soja presentó los menores niveles de carbono y nitrógeno en comparación con los cultivos de maíz y trigo. En cuanto a las pérdidas de nitrógeno al ambiente, ocurrió lo mismo que en el caso anterior. En cuanto a la tendencia temporal, la provisión de los cuatro servicios se mantuvo relativamente constante a lo largo de los diez años analizados tanto entre zonas como entre cultivos. En resumen, el único servicio que resaltó que las prácticas de manejo agrícola parecieran estar impactándolo en estas tres zonas fue Balance de nitrógeno en suelo.

Las bases de datos productivas reales utilizadas en esta investigación representan las condiciones de manejo de los sistemas de producción agrícola de productores nucleados en los grupos CREA que son asesorados por un técnico. Este técnico es el “responsable de gerenciar el plan de trabajo del grupo” además de “preparar y asistir a las reuniones mensuales del grupo, establecer contacto con cada empresa agropecuaria, recopilar y analizar la información que produce el grupo, y buscar permanentemente información nueva”. Los asesores de distintas zonas CREA interactúan permanentemente entre sí permitiendo que la información productiva fluya entre ellos; por lo tanto, el manejo agrícola es bastante homogéneo en distintos puntos de Región Pampeana.

Debido a esta falta de heterogeneidad en el manejo agrícola entre las tres zonas analizadas, es que no se hallaron grandes diferencias en la provisión de los cuatro servicios bajo estudio tanto entre zonas agrícolas como entre cultivos. Las pequeñas diferencias en la provisión fueron el resultado de variaciones en las variables ambientales y edáficas entre cada zona agrícola, como las precipitaciones, la temperatura, la textura del suelo y/o la erosión del suelo. La falta de un patrón en las respuestas obtenidas podría estar determinada, entonces, por un sesgo en los productores utilizados.

Un aspecto destacado de esta investigación es que se representaron a los agroecosistemas pampeanos en términos de su provisión de servicios de los ecosistemas bajo diferentes escenarios de manejo agrícola. Sin embargo, es necesario considerar que sólo se evaluó un pequeño sub-conjunto del total de servicios provistos por los agroecosistemas pampeanos. Por lo tanto, sólo es posible hacer inferencias sobre los escenarios de provisión de servicios de este pequeño universo seleccionado.

El cambio climático se entromete en todo!

Luego de este análisis cualitativo y cuantitativo sobre la provisión de servicios de los ecosistemas en Región Pampeana, el interrogante que surge es: ¿cómo se modificará el nivel de provisión de este conjunto de servicios de los ecosistemas como consecuencia del cambio climático en los agroecosistemas pampeanos?

El cambio climático se refiere a cualquier modificación en el clima a través del tiempo debido a la variabilidad natural del mismo o como resultado de la actividad humana. En términos generales, el cambio climático implica el incremento en las temperaturas globales y el cambio en los regímenes de precipitaciones, que conlleva a la variación en las condiciones físicas que limitan la distribución de las especies, el incremento del nivel de los mares, la presencia de eventos climáticos más extremos, y las migraciones humanas. Estas modificaciones, obviamente, serán la mayor amenaza para la composición y dinámica de los ecosistemas, además de uno de los mayores factores perjudiciales para la salud y el bienestar de la humanidad.

En esta instancia, los modelos de provisión de servicios de los ecosistemas se cuantificaron para un escenario base (año 2010) y tres escenarios a futuro (años 2020, 2050 y 2080) considerando el desempeño de tres cultivos (maíz, soja y trigo). Las zonas analizadas fueron las mismas tres que en el estudio anterior. Las estimaciones a futuro se realizaron mediante la aplicación de coeficientes de cambio (propuestos por el Panel Intergubernamental por el Cambio Climático) proyectados para variables ambientales y productivas. Estos coeficientes de cambio son variaciones futuras (positivas o negativas) en los valores de temperatura y precipitaciones en comparación con valores actuales.

Los primeros resultados mostraron que la provisión de cada servicio del ecosistema presentó diferencias mínimas entre escenarios, encontrándose las mayores diferencias entre cultivos y entre zonas. Las diferencias en provisión se observaron también entre servicios de los ecosistemas, siendo el servicio Balance de nitrógeno en suelo aquel que presentó los menores valores. En resumen, estos servicios de los ecosistemas parecieran presentar baja sensibilidad al cambio climático en Región Pampeana.

Sin embargo, estos resultados son preliminares. La idea principal de esta nueva etapa de investigación es incorporar proyecciones regionales climáticas (con el fin de estimar temperatura y precipitaciones) y productivas (con el fin de estimar rendimiento) para estos mismos tres escenarios a futuro. Estas proyecciones se harán mediante modelos de simulación.

El equipo de trabajo

Estas líneas de investigación han sido llevadas a cabo durante una tesis doctoral y una actual beca posdoctoral de la Dra. Florencia Rositano. Ambas investigaciones han sido financiadas por becas CONICET y por diversos organismos nacionales (UBA, ANPCyT, CONICET) e internacionales (IAI) de financiación.

El equipo de trabajo está conformado por investigadores de la Cátedra de Cerealicultura (Dr. Diego Ferraro y Dr. Federico Bert) y de la Cátedra de Ecología (Dr. Gervasio Piñeiro) de FAUBA.

Acerca del autor

Florencia Rositano
Florencia Rositano
Ayudante de la Cátedra de Cerealicultura de la FAUBA - Becaria Posdoctoral de CONICET.

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