Pardo - Libro Cambio Global Impacto de La Actividad Huma

8/18/2019 Pardo - Libro Cambio Global Impacto de La Actividad Huma

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Cambio globalImpacto de la actividad humanasobre el sistema

CARLOS MARÍA DUARTE(CSIC)COORDINADOR

CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS

COLECCIÓNDIVULGACIÓN


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Madrid, 2006

Cambio globalImpacto de la actividad humana sobre el sistema Tierra


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Cambio globalImpacto de la actividad humanasobre el sistema Tierra

COLECCIÓNDIVULGACIÓN

CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS

Carlos M. Duarte Quesada (coord.)Sergio AlonsoGerardo Benito Jordi DachsCarlos MontesMercedes Pardo Buendía Aida F. RíosRafel SimóFernando Valladares


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Con la COLECCIÓN DIVULGACIÓN, el CSIC cumple uno de sus principales objetivos: proveer demateriales rigurosos y divulgativos a un amplio sector de la sociedad. Los temas que forman la colección

responden a la demanda de información de los ciudadanos sobre los temas que más les afectan: salud,medio ambiente, transformaciones tecnológicas y sociales… La colección está elaborada en un lenguajeasequible, y cada volumen está coordinado por destacados especialistas de las materias abordadas.

COMITÉ EDITORIAL

Pilar Tigeras Sánchez, directora Susana Asensio Llamas, secretaria Miguel Ángel Puig-Samper Mulero Alfonso Navas SánchezGonzalo Nieto Feliner Javier Martínez de Salazar Jaime Pérez del ValRafael Martínez CáceresCarmen Guerrero Martínez

© CSIC, 2006© Carlos M. Duarte Quesada (coord.), Sergio Alonso, Gerardo Benito, Jordi Dachs, Carlos Montes, Mercedes

Pardo Buendía, Aida F. Ríos, Rafel Simó, Fernando Valladares.

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares delcopyright y bajo las sanciones esta-blecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, compren-didos la reprografía y el tratamiento informático y su distribución.

ISBN: 84-00-08452-7NIPO: 653-06-073-7Depósito legal:

Edición a cargo de Cyan, Proyectos y Producciones Editoriales, S.A.


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AgradecimientosSobre los autores

1. Presentación

2. Introducción

3. ¿Qué es el cambio global?

4. La maquinaria de la biosfera4.1. Los motores del clima

4.2. El ciclo del agua

4.3. Los ciclos de los elementos

4.4. El papel de los organismos

Índice


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5. La maquinaria de la biosfera en el Antropoceno5.1. Perturbaciones en el ciclo del agua

5.2. Perturbaciones en los ciclos de elementos

5.3. Emisiones de materiales a la atmósfera

5.4. Aerosoles, hielo y albedo

5.5. Contaminantes y nuevas sustancias en la biosfera

5.6. Desertificación, cambios en el uso del suelo

5.7. Detección y observación de perturbaciones

5.8. Incertidumbres

6. Cambio climático6.1. ¿Qué es el cambio climático?

6.2. Incertidumbres

6.3. Cambio climático: ¿realidad, futuro o especulación?

7. Escenarios de cambio global7.1. Escenarios climáticos globales y regionales

7.2. Escenarios de cambio global y ecosistemas

8. El impacto social del cambio global

8.1. El ecosistema social8.2. ¿Qué incluye el impacto social del cambio global?

8.3. El impacto en la población como base demográfica: salud, estructurademográfica y flujos migratorios

8.4. El impacto en la base económica de la sociedad: economía, usos delterritorio, asentamientos humanos

8.5. Impacto en la organización social: estructura social y política, conflictos,

normas y valores sociales


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8.6. Impacto en la cultura y en el patrimonio histórico y natural

8.7. Perspectivas

9. ¿Cómo afrontar el cambio global? Mitigación y adaptaciónal cambio global

9.1. Cómo construir capacidad adaptativa frente al cambio global

9.2. El papel de la ciencia

9.3. El papel de las tecnologías

9.4. El papel de la política9.5. El papel de la educación y sensibilización ambiental

9.6. El papel de los medios de comunicación

9.7. El papel de los ciudadanos

9.8. El papel de lo imprevisible

10. Perspectiva

11. Enlaces recomendados


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gradecemos a Xavier Bellés la invitación a escribir esta obra, Regino Martínez y X.A.Padín por su ayuda en la compilación de datos, Javier Bustamante por los datosfacilitados, Iván López, Esther Lorenzo, Ángeles Yuste, X.A. Álvarez-Salgado, Beatri

Ramírez y Esteban Manrique por sus aportaciones y recomendaciones sobre el texto,Eduardo López-Aranguren y Constanza Tobío por las facilidades otorgadas para la realización de este trabajo, y a Mariano Muñiz, director del Centro de CienciasMedioambientales (CSIC), por la hospitalidad durante las sesiones de trabajo para escribir esta obra.

Agradecimientos

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Carlos M. Duarte, coordinador de esta obra, es profesor de Investigación delCSIC en el Instituto Mediterráneo deEstudios Avanzados (IMEDEA, CSIC-Universidad de les illes Balears) y fuepresidente del Comité Español de IGBPentre 2000 y 2005. Ha sido elegido en2006 presidente de la Asociación Americana de Limnología y Oceanografía. Su investigación se centra en el estado y funcionamiento de los

ecosistemas marinos y el impacto delcambio global sobre éstos.

Sergio Alonso es catedrático deMeteorología en la Universitat de lesIlles Balears. Fue gestor del Programa Nacional de I+D sobre el Clima y miembro de la delegación española para la Convención Marco de NacionesUnidas sobre el Cambio Climático. Suinvestigación está centrada enmeteorología y clima del Mediterráneooccidental.

Sobre los autores

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Gerardo Benito es investigador delCentro de Ciencias Medioambientalesdel CSIC, en Madrid. Actualmente, espresidente de la Comisión Internacionalde Paleohidrología Global de INQUA,miembro del comité español de IGBP,como representante del programa internacional PAGES (Past GlobalChanges), y miembro del comitéespañol de INQUA. Su investigación secentra en los riesgos naturales, la reconstrucción de registros hidrológicosdel pasado para su interpretaciónpaleoclimática, y en temas relacionadoscon la hidrología y la erosión de suelos.

Jordi Dachs es científico titular delCSIC en el Instituto de InvestigacionesQuímicas y Ambientales de Barcelona y vocal del subcomité SOLAS (surfaceocean-lower atmosphere) del IGBP. Suinvestigación se centra en el ciclo de loscontaminantes orgánicos y la materia orgánica, con especial énfasis en losprocesos de deposición atmosférica y lasmúltiples interacciones entre el océano y la atmósfera que regulan el transporte,destino e impacto de los compuestosorgánicos.

Carlos Montes es catedrático deEcología en la Universidad Autónoma de Madrid. Es presidente de la Fundación Interuniversitaria FernandoGonzález Bernáldez para el estudio y la gestión de los espacios naturales. Suinvestigación se centra en el análisis delas interrelaciones entre ecosistemas y humanos bajo la trama conceptual de lossistemas socioecológicos y la resiliencia.


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Mercedes Pardo Buendía, profesora deSociología del Medio Ambiente en la Universidad Carlos III de Madrid, espresidenta del Comité Español deInvestigación en Cambio GlobalCEICAG. Su investigación abordala sociología del medio ambiente, de la energía, la ciudad, los residuos, laspolíticas medioambientales, los valoressociales y la participación pública.

Aida F. Ríos es investigadora científica del CSIC en el Instituto deInvestigaciones Marinas de Vigo y presidenta del Comité Español de IGBP.Su investigación se centra en el sistema del carbono en agua de mar,especialmente en la captación de CO2antropogénico por parte del océano y surelación con el cambio global.

Rafel Simó es científico titular en elInstitut de Ciències del Mar del CSIC,en Barcelona. Es representante españolal programa internacional SOLAS(Surface Ocean - Lower AtmosphereStudy) y miembro del comité español deIGBP. Su investigación se centra en losintercambios de materia entre la biota marina y la atmósfera, particularmentegases y aerosoles, y sus respuestas alcambio global.


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Fernando Valladares, investigadorcientífico del CSIC, es ecólogo terrestrey trabaja en la interfase entre la ecofisiología, centrada en mecanismos,y la ecología de poblaciones y comunidades, centrada en procesos, para comprender la respuesta de las plantas a cambios ambientales y condicionesadversas. Su actividad científica la combina con la participación en comitésy sociedades nacionales e internacionalesrelacionadas con el cambio global(AEET, ESA, BES, IGBP), con elestablecimiento de una red española deseguimiento a largo plazo de ecosistemas(www.redote.org) y con la docencia universitaria.

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a dependencia que tiene la humanidad de la naturaleza, con la consiguienteresponsabilidad de cuidarla para las generaciones futuras, es un axioma ubicuo y ancestral, presente en todos los pueblos de la tierra, como lo demuestra la sorprendente convergencia entre pensamientos como los siguientes:

Trata bien a la Tierra: no te ha sido dada por tus padres; te ha sido prestada por tus hijos.

Proverbio Cachemir

No heredamos la Tierra de nuestros ancestros, la recibimos prestada de nuestros hijo.

Proverbio Kenyata

Debemos proteger el bosque para nuestros hijos, nuestros nietos y los niños no natos. Debemos proteger el bosque para aquellos que no pueden hablar por sí mismos, como los pájaros, los animales,los peces y los árboles.

Qwatsinas, Nación amerindia Nuxalk

1. Presentación

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En realidad, la capacidad de tener presentes a las generaciones futuras, es decir, a losmiembros no natos de nuestra especie, es precisamente uno de nuestros hechosdiferenciales como especie. También lo es la capacidad, que nos ofrece la tecnología, dehaber multiplicado nuestro poder de transformación y de consumo, la capacidad deutilizar nuestro conocimiento para duplicar la esperanza de vida y la capacidad de utilizarla tecnología para reemplazar el lento proceso de la evolución y generar decenas de milesde nuevos compuestos químicos, que no están inscritos en nuestro genoma, sino quehemos externalizado y desarrollado a través de la tecnología.

Estas capacidades y las enormes perspectivas que ofrecen para la mejora de nuestra

calidad de vida, se han utilizado sin plena conciencia de las consecuencias que,conjuntamente, tienen sobre la naturaleza y sobre el funcionamiento del planeta Tierra;posiblemente porque la capacidad de contemplar el planeta como unidad funcional seha adquirido recientemente, a través del desarrollo de plataformas de observación, comolos satélites y las redes de sensores.

Estas observaciones han aportado evidencias inequívocas de que la actividad humana está afectando de forma profunda a la mayor parte de los procesos que, conjuntamente,determinan el funcionamiento de la biosfera. La consiguiente concienciación que ello ha producido, junto con la consideración del posible incremento de las perturbaciones en elfuncionamiento del planeta Tierra, conforman un desafío de proporciones colosales, querequieren del concierto de la comunidad científica, los líderes políticos y toda la sociedad.

Desde el Consejo Superior de Investigaciones Científicas asumimos plenamente estereto, que esperamos afrontar con la ayuda de nuestros colegas de la universidad, de losorganismos de investigación y del sector privado.

Sin embargo, reconocemos que nuestros esfuerzos serán baldíos si no cuentan con la complicidad de la sociedad. El primer paso para despertar esa complicidad es conocer,porque sin conocimiento no puede haber reacción. Así pues, la obra que aquí sepresenta, persigue el objetivo de informar a la sociedad sobre qué es el cambio global,cuáles son sus motores, cuáles sus consecuencias y cómo podemos actuar, desde nuestrasdistintas responsabilidades, para mitigar y modular esas consecuencias. Para ello hemoscontado con la colaboración de un equipo multidisciplinar de investigadores, que han

sabido aportar una visión integradora de esta importante cuestión.


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Espero que la publicación de esta obra marque un punto de inflexión en el nivel decomprensión de la sociedad y de su compromiso con este problema. Desde luego elorganismo que presido volcará toda su capacidad en aportar el conocimiento necesariopara tomar las decisiones oportunas que nos permitan afrontar este desafío del quedepende el futuro la humanidad.

Madrid, 4 de septiembre de 2006

C ARLOSM ARTÍNEZPresidente del Consejo Superior

de Investigaciones Científicas

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l cambio global y el cambio climáticoson problemas que han trascendido elámbito de la investigación científica para percolar el tejido de la sociedad,hasta encontrarse recogidos ensuperproducciones de Hollywood(El día después de mañana,dirigida porRoland Emmerich), documentales deéxito (Una verdad inconveniente,dirigida por David Guggenheim a partir de un libro de Al Gore), “best-sellers” (Estado de Miedo,de M.

Crichton), modificar el diseño y costede nuestras viviendas (e.g. mediante la futura regulación de dotación deenergías renovables en los edificios), y nuestras opciones vitales (e.g. adquirirvehículos menos contaminantes, etc.).El cambio global y el cambio climáticoson realidades instaladas

definitivamente ente nosotros, no ya como problemas del futuro, como se

han percibido hasta hace poco, sinocomo una realidad a la cual nos hemosde adaptar y un desafío al que hemosde responder.

Líderes mundiales, como el ex vicepresidente y candidato a presidentede los EE.UU. Al Gore, perciben en elcambio global y el cambio climáticoel mayor desafío de la humanidad, ya que no compromete únicamente a laspersonas que consciente oinconscientemente incidimos o

atenuamos el problema con nuestrasopciones personales y estilo de vida, sinoque compromete, de forma particularmente aguda, a lasgeneraciones futuras, nuestros hijos,nietos y sus descendientes. Al Goreafirmó, en su presentación en el ForoEconómico Global de Génova, que “el

Mundo está entrando en un periodo deconsecuencias” debido a que se está

2. Introducción

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Figura 2. 1 Número de registros sobrecambio global (cambio global, cambioclimático y calentamiento global) en unamuestra de los medios de comunicaciónespañoles ( ABC, El Mundo, El País, LaVanguardia ).

produciendo “una colisión entre eldiseño actual de la civilización y la Tierra”.

José Luis Rodríguez Zapatero,presidente del Gobierno español,declaró (16-2-2005) con motivo de la entrada en vigor del Acuerdo de Kiotoque “el diagnóstico está hecho y esmuy concluyente: tenemos que frenarel deterioro de nuestro medio

ambiente, porque el mundo no nospertenece, pero la responsabilidad sí”e identificó el cambio climático como“el mayor problema ambiental” en elpresente.

Reflejo de este proceso es el hecho deque la presencia del cambio global enlos medios de comunicación ha aumentado exponencialmente en la última década, reflejando un mayorgrado de conocimiento social de esteproblema (figura 2.1.), con más de 706informaciones en esos mismos medioshasta el 8 de agosto de 2006.

De hecho, el flujo de información estan intenso y presenta tantascontradicciones internas que los

ciudadanos, los gestores públicos y elsector privado pueden verseconfundidos, debilitando esta confusiónsu capacidad de responder y adaptarseal desafío que el cambio global plantea ya y seguirá planteando, con másfuerza, en el futuro.

El objetivo de este volumen escomunicar en un lenguaje claro y accesible sin abandonar el rigorcientífico que son el cambio global y elcambio climático, que relación tienenentre sí, cuáles son sus causas y consecuencias, cómo van a afectar a la sociedad, particularmente a la española,y qué podemos hacer para paliar estosimpactos.

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R e g i s t r o s

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l término cambio global define alconjunto de cambios ambientalesafectados por la actividad humana, conespecial referencia a cambios en losprocesos que determinan elfuncionamiento del sistema Tierra. Seincluyen en este término aquellasactividades que, aunque ejercidaslocalmente, tienen efectos quetrascienden el ámbito local o regionalpara afectar el funcionamiento globaldel sistema Tierra. El cambio climático

se refiere al efecto de la actividadhumana sobre el sistema climáticoglobal, que siendo consecuencia delcambio global afecta, a su vez, a otrosprocesos fundamentales delfuncionamiento del sistema Tierra. La interacción entre los propios sistemasbiofísicos entre sí y entre éstos y los

sistemas sociales, para amplificar oatenuar sus efectos, es una característica

esencial del cambio global que dificulta la predicción de su evolución.

De hecho, el cambio es algoconsustancial al planeta Tierra que, a lolargo de sus miles de millones de añosde historia, ha experimentado cambiosmucho más intensos que los que seavecinan. Incluso muchos de loscambios más importante en la biosfera han estado forzados por organismos,como fue el paso de una biosfera pobreen oxígeno y con altas irradiaciones

ultravioleta a una biosfera con un 21%de oxígeno y una capa de ozono quefiltra los rayos ultravioleta, consecuencia del desarrollo de la fotosíntesis enbacterias. Por ello, la elección de lostérminos cambio global y cambioclimático para referirse a los efectosindicados anteriormente es

desafortunada, pues su antónimo, la constancia global y climática, no ha

3. ¿Qué es el cambioglobal?

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conjunción de dos fenómenosrelacionados: el rápido crecimiento dela población humana y el incremento,apoyado en el desarrollo tecnológico, enel consumo de recursos per cápita porla humanidad. El crecimiento de la humanidad es un proceso imparabledesde la aparición de nuestros ancestrosen el planeta, hace aproximadamenteun millón de años hasta alcanzar la

población actual, superior a los 6.000millones de habitantes (figura 3.1.). La reconstrucción de la evolución de la población humana (Cohen 1995)muestra un crecimiento exponencialsostenido durante casi un millón deaños, un hecho que posiblemente notenga parangón en la historia de la vida en el planeta, de no ser por elcrecimiento paralelo de las especies(animales, plantas y microorganismos)asociados a la humanidad (figura 3.1.).Este crecimiento continuará en lospróximos años, alcanzándose unmáximo de población humana en tornoa 9.000 millones de habitantes hacia elaño 2050 (Naciones Unidas 2003), con

una leve disminución a continuaciónderivada principalmente del impactodel virus del sida en África y Asia.

El crecimiento de la población humana conlleva un aumento de los recursos,alimento, agua, espacio y energía consumidos por la población humana.Dado que los recursos del planeta Tierra

son finitos, es evidente que ha de existirun techo a la población humana.

existido en la agitada historia delplaneta Tierra. Sin embargo, hay doscaracterísticas del cambio global quehacen que los cambios asociados seanúnicos en la historia del planeta (1) la rapidez con la que este cambio está teniendo lugar, con cambios notables(e.g. en concentración de CO2atmosférica) en espacios de tiempo tancortos para la evolución del planeta

como décadas; y (2) el hecho de queuna única especie, elHomo sapienses elmotor de todos estos cambios.

Las características específicas delcambio global han llevado a proponerel término Antropoceno para referirse a la etapa actual del planeta Tierra. El Antropoceno es un término propuestoen el año 2000 por el químicoatmosférico y premio Nobel PaulCrutzen junto a su colega E. Stoermerpara designar una nueva era geológica en la historia del planeta en la que la humanidad ha emergido como una nueva fuerza capaz de controlar losprocesos fundamentales de la biosfera (Crutzen y Stoermer 2000).

El conjunto de cambios queconstituyen el cambio global está sustanciado por observaciones einferencia de distinta naturaleza. Hoy en día el esfuerzo de observación sobreel planeta es considerable e implica, deforma destacada, el uso de satélites queobservan un número de propiedades

importantes del planeta (e.g. fuegos,meteorología, hidrología, oceanografía,

uso del territorio, producción vegetal,etc.) desde el espacio. El uso de satélitespara la observación del planeta esrelativamente reciente, iniciándose en1960 con las primeras imágenes delsatélite meteorológico estadounidenseTIROS-1, pero ha aumentadonotablemente para conformar unsistema de observación del planeta en la actualidad (visitar los observatorios de

la Tierra de la NASA:earthobservatory.nasa.gov y de la Agencia Espacial Europea:www.esa.int/esaEO/index.html). Elperiodo instrumental se inició en la segunda mitad del siglo XIX, con lasprimeras redes de observatoriosmeteorológicos iniciada en los EE.UU.en 1849. Los cambios anteriores alregistro instrumental se han derivado deobservaciones indirectas como anillosde crecimiento en árboles longevos,cambios en la composición isotópica delos esqueletos carbonatados demicroorganismos marinos, quepermiten reconstruir la temperatura enel pasado, o análisis de burbujas

atrapadas en hielo, que han permitidoreconstruir la composición atmosféricasa lo largo de millones de años. Estosregistros han permitido confirmar quelas tasas de cambios en sistemas clavesdel sistema Tierra en la actualidadsobrepasan frecuentemente lasregistradas en el pasado.

Las claves del cambio global en el Antropoceno se ha de buscar en la

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Figura 3.1. Reconstrucción del crecimiento dela población humana desde la apariciónde nuestros ancestros hace un millón deaños hasta el presente (Cohen 1995).

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evapotranspiración de las plantas, de almenos 200 m3 por año, que, teniendoen cuenta pérdidas e ineficiencias, así como la presencia de un porcentaje decarne en la dieta, que requiere mucha más agua, podría situarse en torno a

600 m3

por año (Cohen 1995).Teniendo en cuenta otros consumos deagua para uso doméstico, industrial,etc., el consumo directo e indirecto porhabitante por año sería en torno a 1.000 m3 por año, con lo que, teniendoen cuenta los recursos de agua dulcedisponibles, la población máxima quese puede mantener se sitúa en torno a 10-16.000 millones de habitantes, en el

La primera voz de alarma en cuanto alcrecimiento incontrolado de la

población humana fue la del demógrafobritánico Thomas R. Malthus, quien ensu obraUn ensayo sobre el principio de la población(1798) predijo que la población humana excedería la capacidad de producir alimento. Dehecho existen registros mucho másantiguos que alertan de los peligros de

la sobrepoblación humana, destacandoentre ellos laÉpica Atrahasis babilónica,transcrita alrededor del 1600 a.C. Esta preocupación ha llevado a muchosinvestigadores a realizar cálculos de la capacidad de carga de la poblaciónhumana del planeta o el númeromáximo de personas que el planeta puede soportar. La mayor parte de estasestimaciones oscilan entre los 6.000 y 15.000 millones de habitantes (Cohen1995), con un valor mediano cercano a los 10.000 millones de habitantes, cifra a la que se aproximan mucho lasproyecciones demográficas para el siglo XXI.

Estas estimaciones de capacidad de

carga de la población humana estánbasadas en aproximaciones de la cantidad máxima de recursosdisponibles, como alimentos y agua.Por ejemplo, dada una cantidadmínima de calorías para mantener unser humano de alrededor de 2.000kcal/día, que requiere una producciónde cereales para la que serían necesarias,teniendo en cuenta pérdidas por

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P o b l a c

i ó n

h u m a n a

( m i l l o n e s

)

Años desde el presente


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Figura 3.2. Territorio transformado. Progresión de la transformación de la superficie global debosques y otros ecosistemas naturales a pastizales y campos de cultivo. La superficie urbana estáen torno al 2% de la superficie terrestre global (datos de Goldewijk & Battjes 1997).

Nacionales Unidas, que sitúan la

población humana en alrededor de9.000 millones de habitantes en 2150(United Nations 2003) sugieren que a lo largo del siglo XXI nos acercaremosal límite de la población humana en elplaneta.

El crecimiento de la poblaciónhumana es, sin duda, un componentefundamental de la creciente influencia de nuestra especie sobre los procesos

que regulan el funcionamiento de la

biosfera. Sin embargo, el crecimiento dela población ha ido acompañado de unrápido incremento en el consumo percápita de recursos tales como territorio,agua y energía. El consumo deterritorio ha supuesto una conversiónde ecosistemas sin perturbar, que la humanidad ha usado y usa comorecolectores, a ecosistemas domesticadoscomo pastizales o campos de cultivo, oecosistemas totalmente antropizadoscomo zonas urbanas. La transformacióndel territorio es un proceso que se iniciócon el desarrollo de la agricultura, haceunos 10.000 años, pero que se ha acelerado tras la revolución industrial,con el aumento explosivo de la

población humana y el desarrollo demaquinaria pesada capaces detransformar grandes superficies enplazos cortos de tiempo. Desde 1700hasta el presente la superficiedomesticada ha aumentado de un 6% a un 40% de la superficie terrestre, conun dominio de la conversión a pastizales (Goldewijk & Battjes 1997).El rápido crecimiento de zonas urbanas

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Cultivos Pastizales Bosques Otros

escenario más favorable. Sin embargo,

estas estimas no consideran, en sumayoría, si esta población máxima sería sostenible a largo plazo, y nointroducen en sus cálculos las asimetríasen la disponibilidad y uso de losrecursos limitantes entre regiones ni lastendencias al aumento en las tasas deuso de estos recursos por la humanidad.En cualquier caso, estos cálculos,comparados con las proyecciones de


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supone aún una pequeña fracción delterritorio transformada, ya que las áreas

urbanas ocupan aproximadamente un2% del territorio del planeta (Goldewijk & Battjes 1997; figura 3.2Territorio transformado).

El consumo de agua se incrementópor un factor de 10, pasando de unos600 a más de 5.200 km3 anuales duranteel siglo XX, a lo que contribuyó el

aumento del consumo per cápita de agua desde 350 a 900 m3 anuales(Shiklomanov 1993). Este incrementotiene múltiples componentes,incluyendo los cambios en la dieta conun aumento del consumo de carne, querequiere más agua para el mismo aportecalórico que una dieta vegetariana, eldesarrollo a fines del siglo XIX deinfraestructuras sanitarias que utilizanagua para impulsar los residuos y la migración de la población a zonasurbanas, donde su consumo de agua seduplica. Finalmente, el uso de energía per cápita se ha multiplicado por 15desde la Revolución Industrial (figura 3.3.), con el desarrollo del transporte y

la extensión de la climatización de losespacios habitados. Estas cifras globalesde incremento del uso de territorio,agua y energía per cápita ocultanenormes desequilibrios regionales, conoscilaciones que varían 10 veces desdelos países cuyos ciudadanos consumenmás recursos (Canadá y EE.UU.) a lospaíses cuyos ciudadanos apenasalcanzan niveles mínimos de

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Uso de energía per cápita (MW-h/year)

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01860 1900 1950 1980 1987

Figura 3.3. Estimas de consumo de energíaper cápita. Datos de Cohen (1995).

Figura 3.4. Distribución del consumo percápita de energía y agua en distintas áreasgeográficas. Datos de World Resources

Institute.

N o r t e -

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E u r o p a

O c e a n

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S u d a -

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1.487 1.265 1.088 890 K m

3 p e r c á p i

t a

Kilograms of Oil Equivalent (KGOE)


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Figura 3.5. Imagen nocturna del planetaTierra el 27 de noviembre de 2000. Laimagen fue generada por C. Mayhew y R.Simmon (NASA/GSFC) a partir de cientos deimágenes de los satélites DMSP.

subsistencia en el uso de agua, alimentoy energía, típicamente ubicados en Asia y África (figura 3.4.). Estosdesequilibrios reflejan no sólodiferencias geográficas en la

disponibilidad de recursos, sino,principalmente, diferencias en estilos devida. La desigual distribución deconsumo de recursos en la tierra esincluso visible desde el espacio, en lasimpactantes fotografías nocturnas de la Tierra de la NASA que reflejan la combinación del binomio densidad depoblación y consumo de energía percápita (figura 3.5.).

La presión total de la humanidadsobre los recursos del planeta se puedecomputar, de manera simplificada,como el producto del tamaño de la población y el consumo per cápita de

recursos, de forma que es posiblecalcular que esta presión se ha multiplicado por un factor de entre 10y 15 veces en total desde la revoluciónindustrial, con un peso similar delincremento de la población y elaumento del consumo per cápita en eseaumento. El imparable incremento delconsumo total de recursos, que avanza a un ritmo mucho mayor que el

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incremento de la población, supone quela capacidad de carga del planeta se

alcanzará a un nivel de población globalmás reducido de la prevista en loscálculos anteriores, dado que losindividuos de los países másconsumistas tienen un pesodesproporcionado —equivalente alconsumo de diez ciudadanos de paísespobres— sobre el consumo de recursos.Por otro lado, los cambios que esteconsumo de recursos generan sobre elfuncionamiento de la biosfera, que sedetallan a lo largo de esta obra, afectana su vez al uso de recursos por la humanidad. Es evidente que elconsumo de recursos por la humanidad

no es la causa inmediata de que cambieel clima o se extingan especies, sino que

desencadena una serie compleja demecanismos, que interactúan entre sí, y que devienen en los cambios el planeta que estamos constatando.

El incremento de uso de recursos dela biosfera por la humanidad plantea una serie de cuestiones fundamentalestales como: ¿Cómo ha afectado elaumento del uso de recursos por la humanidad al clima? ¿Cómo ha afectado al funcionamiento de la biosfera? ¿Cómo ha afectado a losecosistemas? ¿Cómo repercuten estoscambios sobre la sociedad? ¿Se puedepredecir la evolución de estos efectos en

el futuro? ¿Podemos adaptarnos y paliarlos impactos de estos cambios? Estas

cuestiones, fundamentales para nuestra sociedad, no pueden encontrar respuesta en una disciplina particular de la ciencia,requiriendo el concurso de la práctica totalidad de las ciencias naturales así como las ciencias sociales, lo que da idea del carácter transversal de la problemática del cambio global. El texto que siguetiene por objeto atender a estas cuestionespresentando sin ambages datos objetivos,escenarios posibles y las incertidumbresque pueden afectarles, para concluir conuna discusión de cómo el lector puede jugar un papel fundamental en paliar losproblemas que aquí se exponen.

Referencias:

COHEN, J.E. 1995.How many people can the Earth support? Norton, Nueva York.CRUTZEN, P. J., ANDE. F. STOERMER. 2000. The “Anthropocene”. Global Change Newsletter. 41: 12-13.MALTHUS, T.R. 1978.Un Ensayo sobre el Principio de la Población. Oxford's Word Classics, 1993. Oxford.UNITEDNATIONS. 2003. Population Division of the Department of Economic and Social Affairs of the United Nations Secretariat, World

Population Prospects: The 2004 Revision and World Urbanization Prospects: The 2003 Revision. http://esa.un.org/unpp.


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Los procesos físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en elsistema Tierra están conectados entre sí y entre la tierra, océano y atmósfera. La maquinaria de la biosfera ha venidofuncionando dentro de dominioscaracterizados por límites bien definidosy patrones periódicos. Sin embargo,

este funcionamiento está siendoperturbado como consecuencia de la actividad humana.

Para poder entender mejor la maquinaria de la biosfera hay queobservarla desde el punto de vista delclima, del ciclo del agua y de loselementos y del papel que juegan losorganismos que se van a ver afectadospor las perturbaciones antropogénicas.

4.1. Los motores del clima

No es fácil definir de una forma precisa lo que es el clima de la Tierra, y menosen una obra como la presente. Desdeun punto de vista físico podemos decirque es el estado del sistema climático(atmósfera, hidrosfera, litosfera,

criosfera y biosfera), o sea, nuestroplaneta, cuando resulta forzado por la energía que proviene del Sol.

El clima queda caracterizado por lascondiciones ambientales(principalmente temperatura y precipitación, aunque no sólo) enintervalos de tiempo largos. Esimportante remarcar que el intervalode tiempo debe ser largo, pues

4. La maquinariade la biosfera

L

31


34/171

externas a la Tierra como internas.Estas causas, además, son cambiantes en

el transcurso del tiempo, lo que haceque su reajuste para establecer el clima sea complejo y sea entonces razonablepensar que el clima resultante no tenga porqué ser algo inalterable. En realidadse sabe que el clima de la Tierra ha sidoen el pasado diferente al actual(piénsese, por ejemplo, en las erasgeológicas, con la alternancia deglaciaciones y periodos interglaciares) y será también distinto en el futuro. Una buena parte de esas causas son naturalesy las dividimos en externas e internas alcambio climático.

a) Causas externas (al sistema climático)

– Actividad solar, incluidas lasmanchas solares. Afecta a la propia fuente de energía, por lo tanto a la radiación que finalmente se recibeen la cima de la atmósfera, quesería como el combustible del

motor que representaría el sistema climático. Se sabe que el Solmanifiesta ciclos en su actividadpero, por el momento, no seconoce cómo el sistema climáticorespondería a ellos produciendofinalmente cambios en el clima.

– Movimiento relativo Tierra-Sol. La Tierra describe una trayectoria elíptica alrededor del Sol cuya

considerando alcances temporalescortos (digamos de unos pocos días)

nos estaríamos refiriendo al tiempometeorológico y no al clima. En esta caracterización es importante conocer,no sólo los valores medios de lasvariables consideradas, sino suvariabilidad, tanto espacial comotemporal. Esto quiere decir quediferentes lugares geográficos tienenclimas diferentes (lo cual parecería una evidencia), pero también que, en unlugar concreto, la caracterizaciónambiental puede ser diferente en eltranscurso de los años (por ejemplo, lasprimaveras actuales y las primaveras denuestra infancia).

El hombre recibe sensorialmente a través de la atmósfera la percepción delclima. Gracias a esto, la ciencia ha desarrollado instrumentos de medidaspara sustituir a nuestros sentidos, cuyosresultados se han ido archivado, desdehace cientos de años, y ahora nosresultan muy útiles. Mediante untratamiento estadístico adecuado deseries largas de variables meteorológicas

se puede deducir información de losvalores medios y de la variabilidadespacio-temporal anteriormentemencionada.

Todos los procesos que se dan ennuestro planeta son posibles gracias a la energía que procede del Sol en forma de radiación electromagnética. Sinembargo, el clima queda determinadopor un buen número de causas, tanto

excentricidad cambia en eltranscurso del tiempo con una

periodicidad de unos 100.000años. Esto hace que la Tierra seencuentre a una distancia del Solque no va siendo igual año tras añoal recorrer su órbita, que además escambiante. También la inclinacióndel eje del mundo con respecto alplano de la trayectoria (oblicuidad)es variable, lo que hace que, comosi la Tierra fuera una gran peonza,la prolongación de su eje derotación señale puntos diferentesde la cúpula celeste, con ciclos dealrededor de 41.000 años. Por otra parte, la elipse orbital cambia deorientación en el espacio, dandolugar a lo que se llama precesión delos equinoccios. Esto hace que lasestaciones astronómicas se den endiferentes lugares de la órbita conperiodicidades aproximadas de19.000 y 23.000 años. El resultadofinal es que, aunque fuera constante la energía emitida por elSol, es diferente la energía

incidente en el sistema y, además,se distribuye de forma diferentesobre la superficie del planeta. Loanterior constituye la llamada teoría de los ciclos deMilankovitch, la cual permiteexplicar, junto con algúnmecanismo interno, la sucesión delas eras geológicas, anteriormenteindicadas.

32


35/171

33

hasta unos 35º de latitud en cada hemisferio, es mayor la radiación

solar absorbida por el sistema que la radiación infrarroja emitida hacia elespacio. Por el contrario, en el restopredomina la radiación emitida sobre la absorbida, existiendoentonces allí un déficit de energía. La tendencia natural a destruir losdesequilibrios se lleva a cabo pormedio de los dos fluidos de la Tierra (atmósfera y océanos), aunque la reducción total no se produce. Uncambio en la distribución delbalance de energía (por ejemplo,debido a los parámetros orbitales)alteraría los sistemas mundiales devientos y corrientes marinas.

– Dinámica interna del sistema (vientos, corrientes,retroalimentaciones). La atmósfera y el océano, por medio de vientos y corrientes marinas, tienden a reducirla diferencia entre el aporte neto deenergía en latitudes bajas y el déficiten latitudes altas. Los vientos y corrientes marinas son partes muy

importantes entre las causas de losclimas mundiales. Sin embargo, una vez establecidos los flujos fluidos, susmúltiples efectos actúan sobre lascausas que los producen, en una especie de ciclos sin fin. Estosprocesos reciben el nombre derealimentaciones y son una característica de lo que se llamanefectos no lineales, de los que el

– Impacto de meteoritos o cometas.Corresponde ésta a una causa bien

diferente de las anteriores. Se trata de algo difícilmente predecible,pero de consecuencias importantessi el tamaño del bólido essuficientemente grande. Suimpacto contra la superficie delplaneta puede originar una nubede polvo y/o de agua de talmagnitud que la radiación solarincidente no alcance el suelo con la intensidad que lo hacía antes delimpacto. En esas condiciones, la temperatura puede descender deuna forma apreciable, dando lugara un cambio en el clima. La extinción de algunas especies, entreellas los dinosaurios, en el llamadolímite KT, parece que tuvo esteorigen.

b) Causas internas (al sistema climático)

– Efecto invernadero. Parte de la radiación que proviene del Sol,

aproximadamente un 30%, esreflejado hacia el espacio. Con elresto, si la Tierra no dispusiera deatmósfera, la superficie del planeta seencontraría a una temperatura media de -18ºC, justo la necesaria para mantener el balance de radiación. La Luna, que no posee atmósfera, seencuentra a una temperatura media como la indicada; sin embargo, en la

Tierra las cosas son radicalmentediferentes. Los constituyentes

atmosféricos absorben relativamentepoca radiación solar (sobre todo enausencia de nubes) pero son muy absorbentes para la radiacióninfrarroja que emite la Tierra y la propia atmósfera. En consecuencia seproduce un calentamiento en lascapas bajas de la atmósfera, quemodifica el balance de radiación,alcanzando una temperatura media de 15ºC al nivel de la superficie.Este comportamiento de la atmósfera, radiactivamente diferentepara la radiación solar que para la terrestre, recibe el nombre popularde efecto invernadero, ya que guarda cierta semejanza con elcomportamiento de esa estructura.El principal responsable del efectoinvernadero es el vapor de agua (aproximadamente en un 80% delefecto total) y el segundo, a bastantedistancia, el dióxido de carbono(CO2). El efecto invernadero esdecisivo en el clima que posee el

planeta, ha permitido la vida, almenos en la forma que la conocemos, y cualquiermodificación en dicho mecanismoalteraría el clima.

– Desigual distribución del balance deenergía. Aunque el planeta en suconjunto se encuentra en equilibriode radiación, ese equilibrio no se da en cada lugar. En latitudes bajas,


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Figura 4.1.: Evolución de lasconcentraciones de (a) gases con efectoinvernadero y (b) aerosoles.

sistema climático posee enabundancia. Cuando muchos de

estos procesos de retroalimentaciónactúan simultáneamente, comoocurre en el sistema climático,resulta muy difícil saber con detalleel resultado, aunque es evidente queexiste. Una de las pocas posibilidadesde tratar este problema es mediantela simulación numérica de dichosprocesos.

– Cambio de la composiciónatmosférica. El efecto invernadero esconsecuencia de la diferenteabsorción de la radiación solar y terrestre por la atmósfera. Esta absorción la realizan los gases que la constituyen y también las partículasque se encuentren en suspensión enel aire. Cualquier cambio en la composición atmosférica, o en la concentración de sus componentes,altera las propiedades de absorción y,en consecuencia, el efectoinvernadero. La composición de la atmósfera, desde que la Tierra esTierra, ha sido cambiante. Ahora

predominan nitrógeno (N2) y oxígeno (O2), aunque los mayorescontribuyentes al efecto invernaderoson el vapor de agua (cuya concentración no supera el 4% envolumen de la atmósfera) y el CO2

(con una concentración muchomenor, en la actualidad del orden de

unas 380 ppm1

). Si la composiciónatmosférica cambia, se modifica elefecto invernadero y, enconsecuencia, la temperatura media superficial del planeta. En la figura 4.1., panel (a), se pueden observarlas importantes variaciones que sehan producido en la evolución de la concentración de los gasesfavorecedores del efecto invernadero(dióxido de carbono, metano y óxido nitroso) desde la RevoluciónIndustrial.

– Presencia de aerosoles en la atmósfera. En la atmósfera seencuentra una gran cantidad departículas materiales en suspensión.Su origen se halla principalmente enel suelo y en la superficie de losocéanos, siendo las de origen marinode gran importancia meteorológica pues sin ellas sería prácticamenteimposible que se formaran las nubes,al ser necesario un núcleo sólido para que se produzca la nucleación que da

lugar a las proto-gotas de nube. Laserupciones volcánicas y también lasactividades humanas introducenpartículas en el aire. El nombregenérico que se le da a esa masa enforma de partículas es el de aerosoles2

34

360340320300280260

310

290

270

250

1.750

1.500

1.250

1.000750

1,5

1,0

0,5

0,0

0,50,40,30,20,10,0

0,150,100,050,0

50

25

0

Dióxido de carbono

Metano

C o n c e n

t r a c i

ó n a t m o s

f é r i c a

F o r z a m

i e n t o r a

d i a c

t i v o

W m - 2

C O

2 ( p p m

)

C H

4 ( p p

b )

N 2

O ( p p

b )

C o n c e n

t r a c i

ó n

d e

s u l f a t o m g

S O 4 2

–

p o r

t o n e

l a d a

d e

h i e l o

Óxido nitroso

Año

Azufre

Año

1000 1200 1400 1600 1800 2000

1600 1800 2000

(a)

(b)

1. Partes por millón, medida de concentración para constituyentes poco abundantes. De manera semejante, ppb serían partespor billón, aunque se debe tener precaución pues en obras en inglés se usa a veces el billion como 1000 millones.

2. Desde el punto de vista de una disolución, la atmósfera en su conjunto sería un aerosol, pero no es éste el uso que seda al término en las ciencias atmosféricas sino el que se ha indicado en el texto.


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Figura 4.2. Ciclo global del agua. Los volúmenes almacenados están en km 3, mientras que los flujos(indicados con flechas) en km 3 /año.

35

(se excluye al agua en fase sólida y líquida que forma las nubes y a la

precipitación). Los aerosolesatmosféricos también participan enel efecto invernadero, aunque sucomportamiento es más complejoque el de los gases, ya que tantoatenúan la radiación solar comoabsorben radiación terrestre. El panel(b) de la figura 4.1. muestra la evolución de la deposición deaerosoles de tipo sulfato en el hielode Groenlandia que, evidentemente,depende de la concentración en elaire.

– Papel de las nubes. Algo parecido a lo anterior ocurre con las nubes;pueden tender a favorecer oatenuar el efecto invernaderodependiendo de su tipo y altura. Así, las nubes altas (como, porejemplo, los cirroestratos) dejanpasar la radiación solar peroabsorben la terrestre, mientras quelas nubes medias (por ejemplo, losaltocúmulos) impiden casicompletamente el paso de la

radiación solar.

4.2. El ciclo del agua

El agua constituye el elemento principalde nuestro planeta, cubriendo sus dosterceras partes. El agua resulta esencialpara la vida en la Tierra, y cambiosmenores en su volumen o composición

pueden producir impactos importantesen los sistemas biológicos, y enparticular en los sistemas antrópicos. La

historia de la humanidad ha estadosiempre marcada por la disponibilidadde agua, favoreciendo el florecimientode civilizaciones en periodos deabundancia (e.g. Antiguo Egipto y lasinundaciones del Nilo), o su colapso enperiodos de ausencia prolongada (e.g.Mesopotamia), llegando incluso a provocar su desaparición (e.g.Civilización Maya).

Agua subterránea15.300.000

Agua en el suelo122.000

Hielo33.000.000

Océanos1.350.000.000

Atmósfera13.000

Transporte netoa la superficie

terrestere

Caudal de los ríos

111.000 71.000

40.000 385.000 425.000

40.000

El agua se encuentra en la superficieterrestre en un estado de equilibriodinámico, circulando entre los océanos,

la atmósfera y los ambientescontinentales en un sistema deintercambio conocido como ciclohidrológico. Las vías de flujo en esteintercambio incluyen la precipitación,evaporación, evapotranspiración por la vegetación, recarga, descarga y escorrentía. El volumen total de agua en la Tierra es de 1.400 millones dekilómetros cúbicos (aprox. 400 veces el


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Figura 4.3. Esquema de los principaleselementos de la circulación general de la

atmósfera y distribución de la relaciónlatitudinal de la precipitación versusevaporación. ITCZ: Zona de convergenciaintertropical.

volumen del Mediterráneo), la mayor

parte (97%) se encuentra almacenada en los océanos, y solamente el 2,8%corresponde a agua dulce (figura 4.2.).La mayor parte del agua dulce presenta una distribución geográfica irregular y,frecuentemente, se encuentra en estadosólido (hielo o nieves perpetuas) o enacuíferos profundos, dificultando suutilización. La principal fuente de agua para el consumo humano se encuentra

en ríos, lagos, suelos y en acuíferosrelativamente someros. Estas fuentes de

agua accesible para el uso humanorepresentan menos del 1% del conjuntodel agua dulce terrestre (UNEP, 2002).La distribución del agua dulce resulta regionalmente muy desigual. La evaporación en los océanos varía entrelos 4 mm/día en los trópicos, a E

ITCZ

Anticiclonessubtropicales

Anticiclonessubtropicales

Frío

Frío


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37

mantienen sistemas de riego ineficientescon pérdidas de evaporación de hasta el

60%. Por su parte, la industria utiliza el22% de los recursos de agua globales y,escasamente, el 8% se destina a usosdomésticos y de servicios. En España, la situación es similar con el 80% de losrecursos utilizados en la agricultura (24.200 Hm3), frente al 14% deabastecimiento a núcleos urbanos(4.300 Hm3/año), y el 6% destinado a la industria (1.900 Hm3 /año).

En la Tierra, además del hombre,existen una gran comunidad deusuarios que comprenden el resto de losseres vivos que, como nosotros,requieren de un mínimo de cantidad y calidad de agua para sobrevivir.Igualmente, el agua es imprescindiblepara el funcionamiento de la geodinámica externa y la atmósfera delsistema terrestre. El conjunto de loselementos bio-geo-físicos presentes enla Tierra son vitales en la subsistencia y desarrollo del hombre, dado que leproveen de recursos naturales (comida,combustible, medicinas, etc.) y de

servicios (seguridad medioambiental,sumideros de carbono, etc.). Los usos y abusos que el hombre realiza de losrecursos hídricos incluyendo la contaminación del agua, y el desarrollourbanístico e industrial desmesurado,incrementan el estrés hídrico de muchasregiones y amenaza la subsistencia demuchos seres vivos. Este estrés actualsobre los recursos hídricos se agrava por

el cambio global (climático y ambiental), produciéndose una

alteración del ciclo hidrológico cuyosresultados son actualmente difíciles deprever con precisión.

4.3. Los ciclos de los elementos

Los principales elementos queconstituyen los tejidos vivos de losorganismos y que explican el 95% de la biosfera, son C, H, O, N, P y S. Para mostrar los ciclos elegimos C, N y Sque van a presentar importantesperturbaciones por la actividadantropogénica. Estos elementostambién se encuentran en la naturaleza no viva acumulados en depósitos.

Ciclo del carbonoEl ciclo del carbono es de gran interésen biogeoquímica porque la mayorparte de los tejidos están compuestos decarbono, además el papel como gasinvernadero del CO2 ha incrementadoel interés y el esfuerzo científico en

comprender y cuantificar losintercambios de carbono asociados alciclo de este elemento. El elementocarbono es básico en la formación demoléculas orgánicas de carbohidratos,lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.Los organismos fotosintéticos, usandola luz solar como energía captan CO2 y producen materia orgánica y oxígeno. Así pues CO2 y O2 están íntimamente

relacionados. El proceso contrario es la mineralización de la materia orgánica,

que tiene lugar como resultado de la respiración de los organismos para extraer la energía contenida en lasmoléculas orgánicas o procesosfotoquímicos capaces de remineralizarla materia orgánica, con el consiguienteconsumo de oxígeno y aumento deCO2 así como de los otros elementosque forman la materia orgánica (N, P,Si, S), incorporándose nuevamente alciclo en forma inorgánica. La materia formada durante el procesofotosintético puede ser blanda o dura como en el caso de algunos organismosacuáticos que poseen caparazonescalcáreos. Así, cuando los organismosmueren sus caparazones se depositan enel fondo formando sedimentos calizosen los que el carbono queda retirado delciclo durante miles y millones de años.Este carbono se incorpora lentamente alciclo cuando se van disolviendo loscarbonatos cálcicos. El carbono seencuentra en diferentes formas, comodióxido de carbono (CO2) tanto en gas

como disuelto el agua, ácido carbónico,carbonato y bicarbonato.El ciclo global del carbono consta de

tres principales reservas de carbono: la atmosférica, la oceánica y la terrestre.En la figura 4.4 se pueden observar, ennegro, tanto las reservas naturales comolos flujos a través de las distintasreservas. Los océanos son grandesdepósitos de CO2 (38.000 Pg)


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38

Figura 4.4. El ciclo global del carbono y sus perturbaciones antropogénicas.Los flujos (representados por fechas) están en Pg (10 15 g) C año-1 y los reservorios (representados porcajas) en Pg C. Sarmiento y Gruber, 2002

misma cantidad es captada porproducción de la vegetación terrestre.

La contribución de C inorgánico y orgánico de los ríos al océano es de 0,8Pg C año-1.

Ciclo de NitrógenoEl nitrógeno es un elemento esencialpara los seres vivos ya que es uncomponente fundamental del ADN, ARN y las proteínas. El nitrógeno es unelemento muy versátil que existe en

forma orgánica e inorgánica. Un grannúmero de transformacionesbioquímicas de nitrógeno son posiblesya que el nitrógeno se encuentra en la naturaleza en gran número de estadosde oxidación: amonio (-3), nitrógenomolecular (+0), óxido de nitrógeno(+1), nitrito (-3) y nitrato (+5). La forma más abundante de nitrógeno en

la atmósfera es el nitrógeno molecular(N2) que es la especie menos reactiva. Al igual que el ciclo del carbono, el

del nitrógeno consiste en variosdepósitos y procesos mediante los cualesse intercambia nitrógeno Los procesosprincipales que componen el ciclo delnitrógeno son: la fijación e

incorporación de nitrógeno,mineralización, nitrificación y desnitrificación. En la fijación denitrógeno el N2 se convierte en amonio.Este proceso es esencial porque es la única manera en la que los organismospueden obtener el nitrógenodirectamente de la atmósfera. Existenalgunas bacterias terrestres, comoRhizobiumo marinas como

Atmósfera590+161

Depósitos en PgCFlujos y tasas en Pgc/año

Condicionesmeteorológicas

Vegetaciónterrestre & Detritus

Erosión

RíosSuperficie oceánica

Sumideroterrestre

Cambiode uso dela tierra

Combustiblesfósiles

Biota marina

Aguas intermediasy océano profundo

Superficie de lossedimentos

0,2

0,2

0,4 0,8

59,6

70,6

5039 3

1190,2

101

150

1,6

0,2

900 +18

37.000 +100

70 20

5,4

3700-2202300+65 - 124

60 1,9 1,7

(3,3 Pg/año)

21,9PPN &respiración

conteniendo unas 50 veces más que la atmósfera (590 Pg) y unas 20 veces más

que la tierra (2.300 Pg). La captaciónde CO2 por parte de los océanos se vefavorecido por la solubilidad de CO2 y su capacidad tampón. El intercambiode carbono entre los distintos depósitos(atmósfera, océano y tierra) nos indica si éstos se están comportando comosumideros o fuentes. En el ciclo naturallos flujos son muy pequeños. El océanoemite 0,4 Pg C año-1 mientras que esa


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Figura 4.5. El ciclo global del nitrógeno, mostrando la conexión entre atmósfera, tierra y océano.Los flujos (representados por fechas) están en Tg (10 12 g) N año -1 y los reservorios (representados porcajas) en Tg N.

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Trichodesmium, que son capaces de fijarnitrógeno molecular. El descubrimiento

de la reacción de Haber, patentada en1908 por Fritz Haber, que permite fijarnitrógeno gas atmosférico en amoniopara su uso en fertilizantes supone una nueva componente tecnológica, en vezde biológica, de la fijación de nitrógenoque fija actualmente aproximadamente154 Tg (1012 g) de nitrógenoatmosférico, más que los procesos defijación de nitrógeno que ocurren a través de la actividad nitrogenasa presente en plantas y microorganismosterrestres y marinos. Después de que elnitrógeno se incorpora a la materia orgánica, éste se vuelve a convertir ennitrógeno inorgánico mediante elproceso de mineralización desarrollado

por bacterias. Una vez que el nitrógenoestá en forma de amonio está de nuevodisponible para ser usado por losproductores primarios o para setransformado a nitrato a través delproceso de nitrificación que requiere la presencia de oxígeno. En la desnitrificación las formas oxidadas de

nitrógeno como nitrato y nitrito seconvierten en N2 y óxido nitroso gas(N2O).

La atmósfera contiene la mayor partede nitrógeno (3.9 ·1021 g N).Relativamente pequeñas cantidades denitrógeno se encuentra en la biomasa terrestre (3.5·1015 g N) y en la materia orgánica del suelo (95-140·1015 g N).Los océanos reciben el aporte de 36·1012

g N año-1 en formas disueltas por losríos (Meybeck, 1982), alrededor de15·1012 g N vía fijación de nitrógeno y cerca de 30·1012 g N por precipitación(Duceet al.1991). Aunque el flujo delos ríos es un componente bastantepequeño del ciclo terrestre contribuyeen un 40% del nitrógeno total vertidoanualmente al mar. Estos vertidos de

Fijación porrelámpago

< 3 Atmósfera

Desnitrificación110

Desnitrificación< 200

Fijación biológica140

Vegetaciónterrestre

Ciclointerno

Ciclointerno

Sedimentaciónpermanente

10

Aguasubterránea

N orgánico de latierra

Actividades

humanas

1.200

100

8.000 Océanos

30

Fijaciónbiológica

15Caudalde los ríos

36

nitrógeno tienen gran importancia enlas zonas costeras y en estuarios. Elocéano contiene una gran reserva denitrógeno de aproximadamente570·1015 g N obtenidos por la descomposición de la materia orgánica.El nitrógeno orgánico sedimentado esmuy pequeño (10·1012 g N año-1), así pues, la mayor parte de la contribución


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Figura 4.6. El ciclo global del azufre,mostrando la conexión entre atmósfera,tierra y océano. Los flujos (representadospor flechas) están en Tg (10 12 g) S año -1

y los reservorios (representados por cajas)en Tg S.

de nitrógeno al océano es devuelto a la atmósfera como N2 por el proceso de

desnitrificación (110·1012

g N año-1

).Ciclo de AzufreEl azufre es otro de los elementosesenciales para la vida, pues forma partede las proteínas. En el medio abiótico(océanos y litosfera), el azufre seencuentra principalmente como sulfato,es decir en su forma oxidada. La movilización de ese sulfato por parte de

los seres vivos la realizan losmicroorganismos mediante reducción

asimilativa (el sulfato es convertido enaminoácidos y proteínas) y disimilativa (el sulfato es convertido a sulfuro y liberado al medio). Los organismos queno tienen capacidad para transformar elsulfato toman el azufre ya reducido desu dieta. Como muestra la figura 4.6, la vegetación terrestre (4·1012 g S año-1) y el plancton marino (16-30·1012 g Saño-1) liberan parte de su azufrereducido en forma de gases a la atmósfera, donde, juntamente con losgases emitidos por los volcanes (5-7·1012 g S año-1), sufre procesos deoxidación que lo conviertenmayoritariamente de nuevo a sulfato.Otras fuentes importantes de sulfato

atmosférico son la suspensión departículas de sal (144·1012 g S año-1) y de polvo (8·1012 g S año-1) por accióndel viento sobre la superficie de losocéanos y los suelos áridos. Enconjunto, el azufre tiene un tiempo deresidencia media en la atmósfera muy corto, de unos 2 a 4 días. Puesto que el

sulfato es muy soluble, en su mayoría sedeposita con la lluvia cerca de lospuntos de emisión, y el resto estransportado a largas distancias.

En las regiones oceánicas alejadas delos continentes, las fuentes mayoritariasde azufre atmosférico son la sal marina,que en su mayoría se vuelve a depositarrápidamente al océano, y el gas deorigen biológico dimetilsulfuro (DMS).

40

Sedimentación

húmeda y seca90

Transporte al mar205 8

130

180 144 16 5

90

4

PolvoGases

biogénicos

Gasesbiogénicos

Salmarina

Sedimen-taciónRíos

Extracción yminería

150

Meteorologíanatural yerosión

72

Pirita39

Sulfurohidrotermal

96

Transporte a la tierra


43/171

41

En un tiempo de alrededor de un día,el DMS atmosférico se oxida a sulfato y

sulfonato y forma pequeñas partículasdonde condensa el agua. La formaciónde nubes depende no solamente de la humedad del aire, sino también de la existencia de partículas decondensación. Si dichas partículas sonmuy abundantes, la nube se forma conun número mayor de gotas pequeñas,lo que la lleva a tener una vida máslarga y a reflejar mejor la luz solar (esdecir, a tener un mayor albedo). Si hay pocas partículas de condensación, la nube crece con menos gotas y de untamaño mayor, es más transparente a la radiación solar y se deshace antes enforma de lluvia. En el océano remoto,las partículas de condensación son

escasas y dependen en gran medida delas emisiones de DMS. Es decir, elplancton marino, mediante la producción de DMS, interviene en la formación y brillo de las nubes y, por lotanto, en el clima.

4.4. El papel de losorganismos

De lo anteriormente expuesto se deduceque la vida es un mecanismo central delfuncionamiento de la biosfera,alterando la composición gaseosa de la atmósfera, con lo que afecta el clima y participando en el reciclado demateriales necesario para mantener los

ciclos del agua y de los elementos en la biosfera. El grado de control de la vida

sobre el funcionamiento de la biosfera es tal que en los años 60 el investigadorbritánico James Lovelock acuñó la hipótesis, prácticamente panteísta, deGaia, que concebía una interaccióncompleja entre los componentes delplaneta Tierra, biosfera, atmósfera,océanos y suelos, que se autorregulanpara mantener condiciones óptimaspara la vida en el planeta (Locelock 1995). Aunque esta hipótesis fueseveramente criticada en sus primerasformulaciones, es el origen de la disciplinar emergente conocida Ciencia del Sistema Tierra que investiga la regulación de los procesos esenciales delplaneta Tierra a partir de las

interacciones entre sus distintossistemas. A pesar de la diversidad de formas de

vida que pueblan nuestro planeta, losorganismos que participan de forma más intensa en la regulación delfuncionamiento de la biosfera son losmicroorganismos. Estos organismos,

cuyos componentes son relativamentehomogéneos morfológicamente, peroque reúnen la mayor parte de la diversidad genómica que constituye la visa, son responsables de la mayor partedel reciclado de materiales,remineralizando la materia orgánica ensus constituyentes inorgánicos quepueden ser utilizados de nuevo enprocesos productivos, y son

responsables de la mayor parte de la producción primaria en el océano. Los

microorganismos dominan tambiénmuchos de los procesos en los que losorganismos intervienen en el ciclo delcarbono y del nitrógeno, así como deotros elementos esenciales para la vida.

Los organismos controlan la composición gaseosa de la atmósfera,donde procesos geológicos, comoemisiones volcánicas, juegan un papelmenor. Los organismos controlan la composición gaseosa de la atmósfera a través del equilibro entre sus procesosmetabólicos, particularmente la fotosíntesis (que consume CO2 y libera O2) y la respiración (que consume O2 y libera CO2). Las variaciones en esteequilibro son responsables de las grandes

variaciones en composición de la atmósfera durante la historia del plantea,así como de las oscilaciones estacionalesen la composición gaseosa de la atmósfera. De hecho, las emisiones deCO2 por la humanidad se podríanequiparar a un proceso respiratorioexógeno, pues, al igual que los procesos

respiratorios, se basa en materia orgánica formada por procesos fotosintéticos, eneste caso depósitos de combustiblesfósiles generados por excedentes deproducción primara en eras pasadas, y tiene como función esencial generarenergía, en este caso no para mantenerlos procesos metabólicos esenciales de losorganismos, sino para nuestro transportey la manipulación de nuestro ambiente.


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La actividad biológica afecta tambiénel ciclo hidrológico, ya que las cubiertas

vegetales afectan la escorrentía, algunosorganismos, como las plantas acuáticasy las presas construidas por los castores,pueden afectar el flujo de agua en ríos y arroyos, y afectan los flujos de agua a la atmósfera, a través de la evapotranspiración. La presencia de una cubierta vegetal reduce también la erosión y ayuda a prevenir la desertificación. Los organismos afectantambién los procesos de meteorización,a través de las variaciones de pH queprovocan y las sustancias que liberanque aceleran la meteorización y transformación de rocas y minerales.

rebajando el albedo, lo que afecta albalance térmico de la Tierra. La

absorción de luz por los organismos, enparticular los fotosintéticos, puedegenerar calor llegando a afectar, porejemplo, el grado de mezcla del océano.

Está claro, pues, que los organismosson un mecanismo central de la maquinaria de la biosfera y que, portanto, los impactos de la actividadhumana sobre los ecosistemas, porejemplo, modificando la cubierta vegetal o incrementando, por lasemisiones de nitrógeno, la produccióndel océano, pueden tener importantesrepercusiones sobre los procesos decambio global y cambio climático.

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Generan también minerales, comocarbonatos y silicatos, interviniendo de

forma decisiva en los ciclos geológicosdel planeta. Afectan también el clima, a través de su efecto sobre la composiciónde gases, no sólo O2 y CO2sinotambién el DMS, que afecta la formación de nubes y el albedo, y elmetano y óxido nitroso, que son gasescon un importante efecto invernadero.La evapotranspiración de la cubierta vegetal afecta la humedad relativa de la atmósfera y repercute localmente sobreel clima. Los organismos tambiénafectan el albedo, es decir, a la fracciónde la irradiación incidente que esreflejada por la superficie terrestre,

Bibliografía:

LOVELOCK, J. 1995. The Ages of Gaia: A Biography of Our Living Earth.MEYBECK, M. 1982. “Carbon, nitrogen, and phosphorus transport by world rivers”. American Journal of Science, 287: 301-428.UNEP. 2002.Global Environment Outlook - 3. Earthscan.SCHLESINGER, W.H. 1997. Biogeochemistry: An analysis of global change. Academic Press., San Diego, 588 pp.DUCE, R.A., LISS, P .S., MERRILL, J. T., ATLAS, E. L., BUAT-MENARD, P., HICKS, B. B., MILLER, J. M., PROSPERO, J. M., ARIMOTO, R., CHURCH, T. M.,

ELLIS, W., GALLOWAY, J. N., HANSEN, L., JICKELLS, T. D., KNAP, A. H., REINHARDT, K. H., SCHNEIDER, B., SOUDINE, A., TOKOS, J. J., TSUNOGAI, S.,WOLLAST, R., ZHOU, M. 1991. “The atmospheric input of trace species to the world ocean”. Global Biogeochemical Cycles, 5: 193-259.

IPCC, 2001: Climate Change 2001.Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change . Cambridge Uni-versity Press, 3 volúmenes.

MCGUFFIE, K. Y A. HENDERSON-SELLERS2005. A climate modelling primer. Wiley. 280 pp.MMA, 2005: Evaluación preliminar de los impactos en españa por efecto del cambio climático. J.M. Moreno, ed., Ministerio de

Medio Ambiente y Universidad de Castilla-La Mancha. 822 pp.NERC, 2005: “Climate Change. Scientific certainties and uncertainties”. Natural Environment Research Council, UK. 6 pp.RIVERA, A., 2000: El cambio climático: el calentamiento de la Tierra. Temas de Debate, Madrid. 270 pp.


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omo se ha comentado anteriormente, elcambio global es más que un cambioclimático: a lo largo de los últimossiglos, las actividades humanas han

conllevado efectos importantes y diversos para los sistemas naturales. Porsistemas naturales cabe entender nosolamente los ecosistemas confinadosgeográficamente, que en muchos casoshan visto modificados su extensión y dinámica de funcionamiento, sinotambién los grandes compartimentosambientales (atmósfera, océanos, aguascontinentales, suelos, masas forestales),cuyos flujos de energía y materia determinan el funcionamiento delplaneta. Los cambios recientes en losciclos de los elementos, por ejemplo,son tan profundos que podríamoshablar de una nueva era geológica en la historia de nuestro planeta, el Antropoceno (ver sección 3) que habría

empezado a finales del siglo XVIII conel invento de la máquina de vapor, elinicio de la industrialización concombustibles fósiles, la explosión

demográfica y el inicio del aumento delas concentraciones de CO2 y metanoen la atmósfera. En este capítulo sepresenta el impacto de la actividadhumana sobre los motores de la biosfera en el Antropoceno.

5.1. Perturbaciones en el ciclodel agua

En la historia de la Tierra se observa que las perturbaciones en el clima hangenerado cambios importantes en elciclo hidrológico. A modo de ejemplo,durante el último periodo glacial (hace18.000 años), un 3% del volumenoceánico (42 millones de km3)

5. La maquinaria de labiosfera en el Antropoceno

C

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ciclo hidrológico y el clima durante elsiglo XX. Entre los hechos más

relevantes para el ciclo hidrológicotenemos: (1) aumento de 0,6 ± 0,2 ºCen la temperatura media global, (2)aumento de 7-12% en la precipitacióncontinental sobre la mayor parte delHemisferio Norte, (3) fuerte retrocesode la mayor parte de los glaciares demontaña y de los polos, (4) retraso enlas primeras heladas de otoño, (5)adelanto del deshielo en muchos de loslagos del Hemisferio Norte, y (6)ascenso del nivel de mar. Aunque másinciertos, algunos cambiospotencialmente importantes incluyenun aumento del 2% en la cobertura denubes sobre muchas zonas de latitudesmedias y altas (albedo y aumento del

efecto invernadero), aumento del 20%en la cantidad de vapor de agua en la estratosfera baja (aumento del efectoinvernadero), cambios en elalmacenamiento y transporte de caloren el océano, interacciones entre el ciclodel agua y del carbono, e incrementoglobal en eventos extremos (sequías y riadas).

Los cambios del ciclo hidrológicoincidirán en una doble vertiente: (1) enlos recursos hídricos disponibles,alterando la distribución del agua tantoen su actual distribución regional, comoel volumen presente en los distintoscomponentes del ciclo hidrológico, y (2) en la magnitud y frecuencia de losextremos hidrológicos, cuyos impactos

pueden ser magnificados por la vulnerabilidad de los sistemas.

La mayor parte de modelos climáticospredicen un planeta más húmedo enrelación con el calentamiento global,asociado a un incremento en la tasa delmovimiento del agua en el ciclohidrológico, con un aumento en la evaporación, precipitación y escorrentía. Sin embargo, no todas lasáreas estarán afectadas con estastendencias, sino que en las latitudesmedias y subtropicales se produciráncambios en sentido contrario contendencia a una disminución de losrecursos hídricos, y al aumento en la variabilidad hidrológica (aumento de lassequías y crecidas).

El efecto del cambio climático en los

caudales de los ríos y de la recarga delos acuíferos depende de las regiones y los escenarios planteados, ajustándoseen gran parte a los cambios que seesperan en la precipitación (figura 5.1.).Sin embargo, esta respuesta hidrológica de las cuencas no sólo depende de loscambios de variables climáticas(precipitación y temperatura), sinotambién de factores ambientales (usosde suelo, vegetación), y antrópicos(embalses, trasvases), lo que dificulta una estimación más precisa de la evolución de la escorrentía y sudistribución. Los factores ambientalescomo los cambios de uso del suelo y enla vegetación dependen principalmentede factores económicos (demografía,

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quedaron atrapados en los casquetesglaciares, produciendo un descenso del

nivel del mar de 120 m con respecto alnivel actual. Igualmente, este periodo secaracterizó por un descenso en la tasa de evaporación y precipitación,la reducción de la circulación de la humedad a través de la atmósfera,la disminución de la biomasa terrestre, la expansión de los desiertos y el aumentodel transporte eólico, entre otros.

Las interacciones entre clima ehidrología son tan estrechas quecualquier cambio afecta en una dobledirección. Por un lado, los cambios enlas variables climáticas (e.g. temperatura y precipitación) producen impactossignificativos en los recursos hídricos, y a partir de éstos en las sociedades y los

ecosistemas. Por otro, los cambiosinducidos por el hombre en los recursoshídricos (e.g. embalses, sistemas deirrigación, sobreexplotación deacuíferos) influyen en las condicionesclimáticas. Tanto el clima como el ciclodel agua son complejos, sujetos a relaciones causa-efecto y acción-reacción no proporcionales y, por tanto,resulta extremadamente complejodeterminar los impactos directos que sederivan de perturbaciones en la hidrosfera.

ElTercer Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental del CambioClimático(IPCC, 2001) señala lasevidencias de los cambios en lasvariables críticas que han controlado el


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economía, culturales, entre otros) y delimitaciones climáticas. La utilizaciónde combustibles fósiles y reducción dela actividad agrícola ha favorecido la recuperación de la vegetación ennumerosas regiones del planeta,reduciendo la escorrentía neta.Igualmente, la alteración de la hidrología superficial y subsuperficial seha incrementado con la masiva

construcción de presas y de trasvasespara proyectos de irrigación,conduciendo a la fragmentación de lossistemas fluviales y la alteración de losregimenes de flujo. Estas alteracioneshan afectado considerablemente a la biodiversidad y a los ecosistemasacuáticos.

Como consecuencia del aumento deluso de agua para la agricultura, grandeslagos, como el Mar de Aral, en Asia Central, han perdido gran parte de suextensión y volumen de agua,reduciéndose éste en 0,6 m cada año y la superficie ocupada por el Lago Chad,en África, se redujo en 20 veces en tansólo 15 años. El uso del agua por la humanidad y la transformación del

territorio han resultado en importantescambios en el ciclo del agua. Aproximadamente el 60% de las zonashúmedas europeas existentes en 1800 sehan perdido. El número de embalsesconstruidos ha crecido rápidamentedurante el siglo XX, a un ritmo de un1% anual, reteniendo un volumen deagua de aproximadamente 10.000 km3,equivalente a 5 veces el volumen de agua contenidos en los ríos. El mayor de losembalses es actualmente el lago Volta (8.482 km2; Ghana), y siguenconstruyéndose grandes embalses comoel embalse de las Tres Gargantas, sobreel río Yangtze en China, que estará

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operativo en el año 2009. El número deestanques para uso agrícola también ha aumentado, hasta alcanzaraproximadamente medio millón. Lasextracciones de acuíferos también hanaumentado notablemente, de forma quelas extracciones aumentan mucho másrápido que las recargas. Solamente enChina, existen más de 2 millones depozos, y en la India éstos alcanzanprofundidades cada vez mayores,superando los mil metros deprofundidad, al descenderprogresivamente el nivel de los acuíferos.

El cambio climático podría reduciraún más la disponibilidad de agua y la

Indicador de estrés hídrico

=1

Bajo

AltoSin caudalCuencas fluviales principales

Figura 5.1. Mapa mundial de indicadores de estrés hídrico (fuente © 2003 World Resources

Institute).


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recarga de las aguas subterráneas enmuchos de los países que presentanactualmente estrés hídrico, así comoaumentarla en otras (IPCC 2001). A esto hay que añadir que en lospróximos 50 años la población mundialcrecerá hasta alcanzar los 9.000millones, produciendo una mayorpresión sobre los recursos hídricos(Cosgrove y Rijsberman 2000).Teniendo en cuenta tasas de consumosimilares a las actuales, se espera quepara el 2025 el uso de agua globalaumente entre el 25 y el 50%, lo quesupone que el 70% del suministro de

agua anual se emplee en cubrir lasnecesidades de 8.000 millones depersonas (figura 5.2.). Sin embargo, silos consumos se incrementan hasta losniveles de los países más desarrollados,sería necesario utilizar hasta el 90% delos recursos disponibles. Igualmente, seprevé que dos tercios de la poblaciónmundial estarán sujetos a problemas deescasez de recursos hídricos, con menosde 50 litros por persona y año.

En España, la sensibilidad de losrecursos hídricos al aumento detemperatura y disminución de la precipitación es muy alta, precisamenteen aquellas zonas con temperatura media alta y precipitaciones bajas. Enlas zonas semiáridas de nuestro país la reducción de la aportaciones pueden

alcanzar el 50% (Iglesiaset al,2005).En el informe de la ECCE (Iglesiaset al,2005) se señala que para el horizonte2030, considerando dos escenarios, unocon un aumento de 1ºC en la temperatura media anual (escenario 1)y otro con disminución de un 5% en la precipitación media anual y aumentode 1ºC en la temperatura (escenario 2),son esperables disminuciones medias deaportaciones hídricas en España, enrégimen natural, entre el 5 y 14%(figura 5.3.). Para el horizonte 2060,con un escenario de 2,5ºC de aumentode temperatura y un 8% dedisminución de las precipitaciones seprevé una reducción global de losrecursos hídricos del 17%, y un

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4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

Uso agrícola

Uso industrial

Uso municipal

Embalses

Año

Extracciones de agua

V o

l u m e n

( k m

3 / a ñ o

)

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200 2020 2040

Figura 5.2. Valores de extracción de aguaen el mundo para distintos usos humanos,y su proyección para el futuro (Fuente dedatos: Shiklomanov, 1999, IHP UNESCO).


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mantener bosques, matorrales y pastizales.

Igualmente, entre las perturbaciones delcambio global tenemos los cambios en los

patrones de magnitud y frecuencia delos eventos extremos como sequías einundaciones. Se espera que el cambioclimático cause una mayor frecuencia y

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aumento de la variación interanual delos recursos. Según este informe ECCE,las cuencas más afectadas correspondenal Guadiana, Canarias, Segura, Júcar,Guadalquivir, Sur y Baleares (figura 5.4.). En un trabajo previo, Ayala eIglesias (1996) predicen una reducciónmedia del caudal en España de 17%(equivalente a 20.115 hm3), oscilandoentre el 34% para la cuenca del

Guadalquivir y el 6% para las cuencasinternas catalanas. Igualmente, la extracción de agua subterránea seguirá aumentando en aquellas zonas conmayor estrés hidrológico, que incluyenla zona costera mediterránea ymeseta sur.

El aumento de la extracción de agua superficial y subterránea para consumohumano determinará en el futuro la reducción de los recursos disponibles enríos, lagos y humedales. Se estima queel mantenimiento de los ecosistemasacuáticos requieren entre el 20 y el50% del caudal medio anual de losprincipales ríos del mundo (Smakhtinet al,2004). Igualmente, se requierenenormes cantidades de agua para

Figura 5.3. Mapa de disminución porcentual de la escorrentía para el escenario 1 y en el escenario

2 (Fuente: Iglesias et al , 2005 en informe ECCE).

Figura 5.4. Porcentajes de disminución de la aportación total, para los escenarios climáticosconsiderados, en el largo plazo de la planificación hidrológica 2 (Fuente: Iglesias et al., 2005 eninforme ECCE).

0

-2

-4

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-10-12

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Escenario 2 Escenario 1 Medio global

N o r t e

I

N o r t e

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N o r t e

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>0-10%10-25%25-50%50-75%75-100%

>0-10%10-25%25-50%50-75%75-100%


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severidad de crecidas y sequías, queafecten la cadena de producción dealimentos, infraestructuras y especialmente un incremento de la vulnerabilidad social y de losecosistemas (IPCC, 2001). De hecho,entre 1960 y la actualidad, más del75% de los desastres naturales en elmundo y en España tienen origenclimático, tales como crecidas, sequías y precipitaciones intensas. En España, elinforme ECCE (Benitoet al , 2005)indica que desde el 1910 hasta la actualidad, los ríos atlánticos hanexperimentado una disminución en la frecuencia de las crecidasextraordinarias, aunque la magnitud delas crecidas más catastróficas se ha mantenido e incluso aumentado a pesar

del efecto laminador de los embalses(tabla 5.1.). Igualmente, se pronostica una tendencia al aumento de la variabilidad hidrológica (sequías y crecidas). En los ríos Duero y Ebro, loscaudales punta pueden aumentardebido a fenómenos de deshielo súbitocomo consecuencia de la variaciónbrusca de la temperatura de invierno y primavera. Igualmente, se apunta a unaumento en la generación de crecidasrelámpago en las cuencas mediterráneasy el interior de la Península Ibérica.Entre las principales opcionesadaptativas a las crecidas se encuentranlos estudios de prevención que mejorenla ordenación territorial, así como lossistemas de predicción en tiempo real.

En previsión de estos escenariosfuturos será necesario hacer un

importante esfuerzo encaminado a mejorar la eficiencia en el uso del agua y del suministro hídrico, así como alcanzarun desarrollo sostenible que permita elacceso al agua y a sistemas desaneamiento. Resulta especialmentecrítico mejorar la eficiencia de lossistemas de riego (e.g. uso de riego porgoteo), lo que supondría duplicar la eficiencia del uso del agua en la agricultura y gestionar cuidadosamenteaquéllos usos, como actividades lúdicas odeportivas que generan una presiónimportante sobre un recurso, el agua, quecada vez será más escaso. Es importantetambién considerar estos escenarios decambio de régimen hidrológico alplantear una estrategia hidrológica

española. En particular, una estrategia basada en trasvases requiere, como

premisa de partida, el que las cuencasdonantes se mantengan en el tiempocomo excedentarias en recursos hídricos.Lamentablemente, los escenariosexpuestos generan grades incertidumbressobre la posibilidad de que cuencas queactualmente son excedentarias, aunque losean por márgenes estrechos, semantengan como tales en el futuro. A medida que aumenta la demanda de agua en el mundo, existe una mayorpreocupación con los conflictos que la propiedad del agua pueda generar entreregiones, e incluso entre naciones. Nohay qu

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