Transcript Pastizales naturales

Pastizales naturales
¿Qué es un pastizal?
• Comunidades vegetales dominadas por gramíneas
(Poaceae) en su clímax climático (Rzedowski 2006)
• Generalmente ocupan zonas planas, de transición
entre bosques templados y matorrales xerófilos
Gentry (1957)
Otras características de los pastizales
• Típicamente presentan
veranos cálidos, inviernos fríos
y lluvia moderada (200-1300
mm)
• La precipitación determina la
altura/biomasa de los pastos,
así como la proporción
árboles:pastos
• Presentan ciclos periódicos de
sequía
• Los incendios son comunes
• Presentan altas densidades de
herbívoros
Los pastos parecen estar
adaptados a estos factores:
mantienen partes vivas
subterráneas (Anderson 2006)
Origen de los pastizales
• Pastizales norteamericanos (Anderson 2006):
– El surgimiento de montañas creó un clima favorable (más seco) para
los pastos hace unos 25 millones de años (Mioceno-Plioceno)
– Los bosques ancestrales declinaron y los pastizales se extendieron
– A finales del Pleistoceno (era postglacial) los pastizales se expandieron
conforme los climas se hicieron más secos y cálidos
– Probablemente los pastos coevolucionaron con los herbívoros
• Pastizales tropicales y subtropicales (Bond 2008):
– Las plantas C4 (más eficientes que las C3 para fijar carbono en
ambientes cálidos) evolucionan en regiones calurosas en respuesta a
una reducción de CO2 atmosférico a principios del Mioceno
– Abrupta aparición de pastizales C4 en todo el mundo hace unos 6-8
millones de años, cuando se incrementó la aridez en todo el mundo
Algunas evidencias de la coevolución
entre pastos y herbívoros
• Presencia de sílica en células
epidérmicas de pastos
• Órganos perennes de crecimiento
debajo del nivel del suelo
• Producción de biomasa aérea
mayor a la que se descompone en
un sólo año
• Surgimiento de hipsodontia en
herbívoros
• Evolución de animales corredores
y saltadores (Anderson 2006)
Cambios recientes en la distribución de
los pastizales
• Las glaciaciones pleistocénicas destruyeron pastizales
ancestrales y fueron reemplazados por bosques
• Los períodos cálidos-secos e incendios propiciaron la
expansión de pastizales hace unos 3,500-8,000 años
Hace 15,000-18,000 años
Hace 8,000 años
Hace 5,000 años
Los pastizales en el mundo
Sala et al. (Scientific Committee on Problems of the Environment 56)
Ocupan 25-40% del área con cubierta vegetal
Tipos de pastizales en Norteamérica
•
•
•
•
Pastizal alto
Pastizal corto
Pastizal mixto
Pastizal macollado
del NW
• Pastizal de
montaña
• Pastizal desértico
Sims et al. 1978
Pastizal
desértico
Pastizal
corto
Pastizal
mixto
Pastizal
macollado
del NW
Pastizal
alto
Pastizal
de montaña
Pintura “Pastizales”, de Clint C. Swink
Alto
• 625-1200 mm
• Pastos de hasta 180-240 cm de
altura
• 260-375 mm
Corto • Pastos 30-50 cm de altura
• 375-625 mm
Mixto • Pastos de 80-120 cm de altura
Los pastizales desérticos
Los pastizales desérticos
En los pastizales desérticos:
• La precipitación anual y
la productividad vegetal
son más bajas
• Los ciclos de sequía son
más intensos
• Hay más elementos
arbustivos
438 mm
339 mm
561 mm
247 mm
Pastizal
desértico
Truett et al. (in press)
Pastizales en México (Rzedowski 2006)
• 10-12% del territorio nacional
• Principalmente en regiones
semiáridas de clima fresco
• Precipitación: 300-600 mm (6-9
meses secos)
• Zonas planas o con poca
inclinación
• De los 1,100 a los 2,500 m
• Suelos generalmente volcánicos
• Incluye:
–
–
–
–
Pastizal corto
Sabana (pastizal de clima caliente)
Páramo de altura
Zacatonal
Distribución de los pastizales en México
SEMARNAT (2008)
Estructura y composición de los pastizales
• Los pastos son las especies
dominantes
• El género Bouteloua es
dominante en pastizales
desérticos y cortos
• Otros géneros comunes:
Aristida, Eragrostis, Hilaria,
Mulhenbergia, Panicum
• La mitad de pastos son C3 y
la otra mitad C4
Bouteloua gracilis
Aristida purpurea
Estructura y composición de los pastizales
• 3-4 veces más especies de
hierbas que de pastos
• Especies perennes son 3-4
veces más numerosas que las
anuales
• Otras formas de crecimiento:
suculentas (yucas, cactáceas, agaves),
semi-arbustos, arbustos (p. ej.
Prosopis) y árboles
• En sitios muy pastoreados las
anuales y hierbas pueden ser
dominantes
Herbáceas más comunes en pastizales
• Asteraceae
(familia del girasol)
Artemisia sp.
Gutierrezia sarothrae
• Fabaceae (familia del frijol)
Hoffmanseggia glauca
Prosopis glandulosa
Biodiversidad: Mamíferos
Biodiversidad: Aves
Biodiversidad: Anfibios y reptiles
Procesos ecológicos
¿Qué impide que se desarrolle un bosque
en una zona de pastizal?
• Las condiciones
climáticas y
edáficas parecen
ser ideales para
soportar bosques
en donde hoy
existen pastizales
Estructuración de pastizales
• Factores abióticos (procesos bottom-up):
– Clima (precipitación principalmente)
– Suelo
– Historia de manejo y uso de suelo
• Factores bióticos (procesos top-down):
– Fuego: Los pastos (secos) son muy flamables pero se recuperan
rápidamente de los incendios, a diferencia de las plántulas de árboles
– Competencia: Los pastos tienen un sistema de raíces más extenso
y fibroso, desplazando a las plántulas de árboles
– Herbivoría: Soportan una enorme biomasa de herbívoros, que
depredan semillas y suprimen el crecimiento de plántulas leñosas
Bond 2008; otros
¿Son los pastizales ecosistemas “clímax”?
• Son ecosistemas dinámicos
• Expuestos a perturbaciones
constantes (incendios,
erosión, pastoreo, etc.)
• Sin influencia de
perturbaciones pueden
mantenerse como
pastizales o convertirse en
sabanas y matorrales
Whicker y Detling 1988
Consecuencias de la herbivoría
• Acelera la tasa de mineralización
de nutrientes inorgánicos,
haciéndolos utilizables (p.ej. urea)
• Remueve partes muertas de las
plantas, lo que permite la rápida
incorporación de materia en el
ciclo de carbono así como la
entrada de luz a partes en
crecimiento
• Favorece la concentración de
nutrientes en las partes aéreas
• Incrementa la diversidad (α y β)
y la heterogeneidad ambiental
Concentración en raíces
Ejemplo: los perritos de la pradera
Whicker y Detling 1988
Hipótesis de la “sobrecompensación”
• Establece que la herbivoría
incrementa la producción de
biomasa
• La evidencia en favor de esta
hipótesis es contradictoria
• Consensos: 1) Las plantas están preadaptadas para compensar pérdidas
de tejido; 2) El pastoreo excesivo
reduce la biomasa
• La respuesta de las plantas
depende de: nivel de pastoreo,
disponibilidad de nutrientes y agua
en suelo, reservas de nutrientes en
tejidos, cantidad de meristemos, etc.
¿Facilitación o competencia por herbivoría?
• Los bisontes prefieren pastar
en lugares previamente
visitados o en colonias de
perritos de la pradera
• En algunas circunstancias, los
perritos de la pradera
colonizan o se mueven hacia
sitios con ganado
• La productividad local podría
definir el tipo de relación entre
herbívoros
• Áreas pastoreadas por mucho
tiempo son abandonadas por
favorecer spp. no palatables
Hipótesis de perturbación intermedia
• Niveles moderados
de perturbación
incrementan la
diversidad regional
Whicker y Detling 1988
El perrito de la pradera: una especie clave
• Proveen refugio para
muchas especies
• Sirven de alimento a
depredadores especialistas
• Remueven el suelo y
nutrientes
• Favorecen la filtración de
agua
• Crean parches de alimento
rico en nitrógeno
• Incrementan la
heterogeneidad ambiental
Conservación y manejo
Los pastizales en México
• Ocupan el 5% del territorio nacional (SEMARNAT 2008)
Bienes y servicios ambientales
• Mantienen animales silvestres y domésticos que
proporcionan carne, leche y otros productos
• Los principales cereales de consumo humano se originaron
en los pastizales
• Producen forraje para la ganadería intensiva
• Las plantas de energía eólica suelen ser colocadas en
pastizales
• Proporcionan especies ornamentales (césped)
• Los carrizos son usados para muebles, construcción y
artesanías
• Almacenan cerca del 34% de las reservas terrestres de
carbono (en el suelo)
Cambios en la cobertura de pastizal
Millones de hectáreas
Pastizal natural
Expansión
ganadera
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Área
potencial
1976
1993
2002
2007
2008
Millares de hectáreas
Pradera de alta montaña
25
20
15
10
5
0
Área
potencial
1976
1993
2002
2007
2008
En 2008 sólo quedaba el
62% del pastizal original
Causas de la pérdida de pastizales
• Sobrepastoreo
• Expansión de la agricultura
• Invasión de plantas leñosas (supresión de incendios, extinción
local de herbívoros, dispersión de semillas por ganado, ciclos de sequía)
• Invasión de especies exóticas (p. ej. rodadoras)
• Erosión: un 5% de pastizales presenta suelo desnudo
o casi desnudo
El sobrepastoreo afecta al 95% de los pastizales (SEMARNAT 2008)
La erosión eólica es la más importante en pastizales (SEMARNAT 2008)
Amenazas en el largo plazo (Sala et al. 2000)
• Cambios en el uso del suelo por demanda creciente de
productos agropecuarios
• Cambio climático: incremento de CO2, temperatura y
ciclos de sequía más intensos
Impacto de la ganadería en los pastizales
• Reducción de biomasa para especies
nativas
• Aceleración de procesos de erosión
• Compactación del suelo por pisoteo
• Dispersión de semillas de especies
leñosas
• Dispersión de especies exóticas
• Reducción de biodiversidad
• Limitación del movimiento de
especies nativas por cercado
• Riesgo de transmisión de
enfermedades a especies nativas
¿Tiene el ganado efectos “positivos” en el
ecosistema?
• Remueve una gran proporción de tejido vegetal
muerto
– Los pastizales sin pastorear tienen 50% y 150% más tejido
seco que los pastizales pastoreados
– Las plantas pastoreadas presentan mayor concentración
de nitrógeno
• Ayudan a mantener pastizales abiertos para especies
que requieren buena visibilidad
Pleistocene rewilding: ¿un ejemplo de
restauración ecológica? (Donlan et al. 2006)
• Tortugas gigantes, caballos,
elefantes y guepardos habitaban
las praderas norteamericanas
hace unos 13,000 años
• Estas especies desempeñaban
finciones ecológica claves:
depredación, herbivoría, etc.
• La pérdida de megafauna
conduce al colapso de los
ecosistemas y a la pérdida de
biodiversidad
• Puede ser la única opción para
salvar algunas especies de la
extinción
¿Pasado y futuro de las praderas en NA?