Ecología y Dinámica Poblacional de Recursos Acuáticos (MGR-611) PDF
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Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Dr. Víctor Sanz-Fernández
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These notes cover the material in the Ecology and Population Dynamics of Aquatic Resources (MGR-611) class, focusing on definitions of climate variability, climate change, their differences, and the connection between human activities and climate change.
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ESCUELA DE CIENCIAS DEL MAR FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR Y GEOGRAFÍA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Profesor: Dr. Víctor Sanz-Fernández Contacto: [email protected] ECOLO...
ESCUELA DE CIENCIAS DEL MAR FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR Y GEOGRAFÍA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Profesor: Dr. Víctor Sanz-Fernández Contacto: [email protected] ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ¿CÓMO DEFINIRÍAS VARIBILIDAD CLIMÁTICA? ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Fluctuaciones de las variables climatológicas alrededor de sus condiciones predominantes durante un período determinado (promedios). Estas fluctuaciones pueden ser causadas por procesos internos del sistema, como la circulación oceánica y la actividad atmosférica, o por influencias externas como las erupciones volcánicas y las variaciones en la radiación solar. El clima varía en el espacio-tiempo: Estacional, intraestacional e interanual. La variabilidad climática incluye los fenómenos como El Niño y La Niña. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ¿CÓMO DEFINIRÍAS EL CAMBIO CLIMÁTICO? ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático: Cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempos comparables. IPCC: Importante variación estadística en el estado medio del clima o en su variabilidad que persiste durante un periodo prolongado. Agencia de Protección Ambiental de los EEUU: Cambios a largo plazo en la temperatura media, patrones de precipitación y otros aspectos del clima global. Causados por la variabilidad natural o por actividades humanas. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ¿CUÁLES SON LAS DIFERENCIAS CONCEPTUALES? ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Escala Temporal: La variabilidad climática opera en escalas de tiempo más cortas y es generalmente reversible mientras que el cambio climático implica cambios a largo plazo (siglos) y sostenidos. Causas: La variabilidad climática causada por factores naturales y el sistema climático dinámico de la Tierra. El cambio climático impulsado por la actividad humana, aunque puede ser influenciado por procesos naturales a largo plazo. Impactos: Ambos afectan al clima global, pero los impactos del cambio climático son más profundos y duraderos, alterando los ecosistemas y la sociedad humana. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ppm: partes por millón ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Fuentes Naturales ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Respiración Actividad volcánica Descomposición de materia orgánica Fuentes Naturales Incendios forestales Emisión desde humedales Procesos oceánicos ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) 57% Combustibles fósiles Ppb: partes por mil millones ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Calentamiento global Cambio climático Temperatura de la Calentamiento global + superficie de la Tierra efectos secundarios El calentamiento global es un síntoma del mayor problema del cambio climático causado por los seres humanos. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) 3 2 1 ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Al menos desde 1970 ha existido un desequilibrio persistente en los flujos de energía que ha ocasionado que diferentes componentes del sistema climático absorban el exceso de energía. Desde al menos la década de 1970, se pierde menos energía de la que se gana, lo que lleva a que el océano, la tierra, el hielo y la atmósfera absorban el exceso de energía. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) El calentamiento observado (1850-2019) sólo se reproduce en las simulaciones con influencia humana. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Los humanos son responsables del calentamiento del clima. El gráfico muestra cómo cambian las temperaturas globales cuando se usan simulaciones de modelos climáticos. Sólo gases de efecto invernadero (banda roja), aerosoles y otros forzamientos humanos (banda azul), causas naturales (banda verde), cuando se incluyen todas las causas (gris). Combinado = natural + aerosoles + gases de efecto invernadero. Las líneas de color continuas y discontinuas muestran el promedio de todos los modelos y el sombreado muestra los rangos de incertidumbre de las simulaciones. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) IPPU: Sector Procesos Industriales y Uso de Productos ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Energía Residuos Agricultura Procesos industriales y uso de productos ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Índice de riesgo climático global (Global Climate Risk Index): Índice desarrollado por Germanwatch publicado anualmente que analiza en qué medidas se han visto afectados los países por los impactos de eventos de pérdidas relacionados con el clima (temporales, inundaciones y olas de calor, principalmente). En 2015 Chile ocupaba la posición número 10 y en 2019 el 25. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Mitigación Adaptación Reducir las emisiones de GEI Ajustarnos al clima para evitar o y aumentar la capacidad de minimizar los impactos almacenamiento negativos del cambio climático y obtener beneficios de los impactos positivos ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Cubren el más del 70% de la superficie de nuestro planeta. Fuente de vida y regulador del clima. Proveedor de recursos y sustento económico. Aportan más del 50% del oxígeno. Contienen la mayor diversidad del planeta. Aproximadamente el 80% de la población mundial vive en zonas costeras. Aproximadamente el 80% del comercio internacional se realiza por vía marítima. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) El aumento de la temperatura del agua estimula la producción de CO2 del fito y rompe este equilibrio aumentando la concentración de este gas en la atmósfera. Bomba biológica: Parte del CO2 pasa al océano por disolución. Los organismos marinos lo fijan por fotosíntesis. El carbono se mueve por la cadena trófica. Se devuelve al agua por medio de la respiración. Bomba de solubilidad: Parte del CO2 disuelto en la superficie reacciona con el agua formando ácido carbónico, bicarbonato y carbonato que se conoce como Carbono Inorgánico Disuelto. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Bomba de carbonato: En una reacción en la que los organismos toman carbono inorgánico en forma de CaCO3, que utilizan para sus exoesqueletos. Cuando mueren sus restos forman sedimentos que pueden ser compactados formando rocas calizas. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Capacidad de almacenar y absorber calor. Regulación de la temperatura y el clima. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Actividad por excelencia. Una de las más antiguas de la humanidad. Fuente de alimento. Parte importante de la población mundial vive de la pesca. Problemas: Sobreexplotación-Agotamiento de los recursos. Daños ecológicos-Pérdidas de otros recursos. Quiebra económica. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Descubrimientos de que cambios en plancton, bentos, peces se correlacionaban con cambios en índices climáticos. ¿Causalidad? Tradicionalmente se trabajaba con la perspectiva de la dinámica de poblaciones en la que se partía de un ambiente constante. ¿Esto es realista? Las pesquerías a veces fluctúan sin que haya habido presión pesquera. Durante mucho tiempo estas fluctuaciones eran impredecibles, ahora empieza a intuirse relación con osciladores climáticos. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ENSO (El Niño Oscilación del Sur) Variabilidad en el Pacífico PDO (Oscilación Decadal del Pacífico) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Su nombre lo establecieron los pescadores peruanos que observaban que se producía a finales de diciembre, Navidad, venida del el Niño Jesús. Fenómeno climático de naturaleza marina y atmosférica que ocurre cada 2 a 7 años por el calentamiento del Océano Pacífico. Es considerado como un fenómeno ocasional, irregular, aperiódico y de grandes repercusiones socioeconómicas. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Esquema de la circulación atmosférica y oceánica promedio en el Pacífico ecuatorial. Hay una zona de altas presiones en el Este y una de bajas en el Oeste. Vientos alisios y recirculación en capas altas, Circulación de Walker. En el océano upwelling al Este. Y termoclina cada vez más profunda hacia el Oeste. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) En condiciones normales, los vientos alisios del hemisferio Norte y Sur, que soplan sobre el Pacífico tropical, convergen en el Oeste cargados de humedad en una zona donde la superficie del mar está relativamente caliente, lo que provoca una advección de aire, produciendo grandes lluvias sobre el Norte de Australia y el Sureste Asiático. Parte del aire que se eleva vuelve seco por la troposfera superior hacia el Este, produciendo una subsidencia de aire seco sobre América del Sur. A esta circulación se la denomina Célula de Walker. A veces se produce una alteración del patrón de la presión atmosférica y las células anticiclónicas subtropicales se debilitan hasta el extremo de que los vientos Alisios dejan de soplar. En esta situación la formación de nubes y precipitación también emigra hacia América, dando lugar a un episodio del Niño. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) El Niño o Fase Cálida La Niña o Fase Fría Aumento Tº Agua Este Bajada Tº Agua Este Baja gradiente Patm E-W Aumenta gradiente Patm E-W Decrecen alisios y Walker Aumentan alisios y Walker Decrece Ekman Aumenta Ekman Decrece nivel del mar hacia W Aumenta nivel del mar hacia W Termoclina menos pendiente Termoclina más pendiente Capa de mezcla más profunda E Capa de mezcla más somera E Se calienta más agua al E Se enfría más agua al E ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Incrementa la TSM hasta 8 ºC Reduce la producción del plancton, por descenso de la termoclina e Efectos El Niño pesquería Perú inhibición del afloramiento de aguas frías y profundas Cambian las relaciones tróficas, al crearse un ambienta más tropical ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Las sardinas soportan mejor estos cambios en las características ambientales pero las anchoas sufren severamente, en especial bajo eventos fuertes. La primera reacción de estas especies es moverse hacia aguas más frías: Las sardinas se desplazan hacia Chile. Las anchoas no son capaces de desplazamientos tan largos y se mueven en 3 direcciones: 1. Hacia el sur pero no llegan a aguas frías (Alta mortalidad). 2. Se desplazan a aguas profundas (100 m) pero hay poco alimento y mueren. 3. Se desplazan hacia la costa, donde pueden quedar algunas manchas de agua fría, y allí permanecen. Sin embargo, más vulnerables a depredadores y pesquerías. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) El calentamiento de las aguas costeras durante las fases de El Niño implica un descenso brusco de biomasa de zoo (sobre todo copépodos). La biomasa de copépodos disminuye aprox 6 veces. El espectro de tamaños cambia hacia organismos más pequeños, esto beneficia más a sardinas que a anchoas. Fuerte presión de dos depredadores de anchoa, migran hacia la zona de anchoa aumentando la presión de depredación sobre huevos, juveniles y adultos. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) El término surge dentro de una investigación que buscaba correlacionar estadísticamente la producción de salmón en Alaska y el comportamiento climático del océano Pacífico norte. La PDO se describe como una fluctuación (variabilidad climática) de largo periodo en el océano Pacífico, el cual afecta a la cuenca del Pacífico y el clima de América del Norte. Desde el punto de vista oceanográfico y atmosférico, la PDO sería el marco de fondo para el ENSO (oscilación de menor periodo). La PDO consta de dos fases positiva (cálida) y negativa (fría). ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) PDO ENSO Las fases duran de 20 a 30 años Las fases duran entre 1 y 2 años Afecta al Pacífico norte y al continente Influye en el clima tropical americano Diferencias: 1. Escala temporal 2. Escala espacial ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Fase positiva Fase negativa Temperatura superficie del Temperatura superficie del mar en el Pacífico norte- mar en el Pacífico norte- central más cálida central más frías Inviernos más cálidos y Inviernos más fríos y secos húmedos en el noroeste del en el noroeste del Pacífico y Pacífico y en el suroeste de en el suroeste de EEUU EEUU Inviernos más secos Inviernos más húmedos sudeste de EEUU sudeste de EEUU Pesca en el Pacífico norte Pesca puede ser afectada puede verse afectada ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Hare y Mantua (2000) analizan cambios en la física y la biología. Examinan series temporales de 100 variables incluyendo medias invernales de 31 parámetros atmosféricos y oceánicos y promedios anuales de 69 especies oceánicas. Los datos proceden de mar abierto, Bering y costa americana. Datos de reclutamiento, captura de peces, biomasa de zoo, presión e índices climáticos (ENSO, PDO…). Encuentra cambios muy importantes en 1977, otro menor en 1989. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) 1977: cambios respecto a 1972. Disminución de presión en Aleutianas. Se acelera la corriente de Alaska. Upwelling. Tº menor en Pacifico central. Más PP y más biomasa de zoo. Disminuye la cantidad de agua en el west wind drift: se debilita el afloramiento. Aumenta la Tº en la costa americana. Más salmón y menos gamba en aguas de Alaska. Menos pesca en aguas de Canadá y EEUU. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Los ciclos climáticos implicados en el PDO producen cambios dramáticos en la productividad del Pacífico Norte. Cambios en 100 series temporales ambientales en el Pacífico Norte ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) El cambio de régimen de 1977: 70% de las capturas en pesquerías demersales de Alaska anteriores a 1977 eran invertebrados. A partir de 1977 cambia a predominio de peces. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Abundancia de salmones negativamente sincronizada con estimadores de abundancia de anchoa en la corriente de California, bahía de Santa Bárbara. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Alternancia anchoa-sardina en el sistema de afloramiento de California. Temperatura Sardina Anchoa Cuando Tº sube: Alimentación 15-24 ºC. Fito 11-20 ºC. Zoo 1. Aumenta hábitat sardina. + Zoo pqño 2. Baja PP y biomasa de zoo. 3. + Presión consumo anchoa. Puesta 16-22 ºC 12-18 º C 4. DOMINA SARDINA. Cuando Tº baja: 1. Aumenta hábitat anchoa. 2. Alta PP y biomasa de zoo. 3. + Presión consumo huevos sardina. 4. DOMINA ANCHOA. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Alternancia anchoa-sardina en el sistema de afloramiento de California. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Variabilidad en el NAO (Oscilación del Atlántico Atlántico Norte) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) La NAO es una patrón de variabilidad climática que describe las fluctuaciones en la diferencia de presión atmosférica a nivel del mar entre la baja presión sobre Islandia (la Depresión Islandesa) y la alta presión sobre las Azores (el Anticiclón de las Azores). Este patrón tiene un impacto significativo en el clima y el tiempo en Europa y el Atlántico Norte, especialmente durante el invierno. Se tiene información indirecta desde muy antiguo: Balleneros noruegos en la Bahía de Baffin. Observaron inviernos cálidos en Europa se corresponden con inviernos fríos en Labrador y Groenlandia Occidental y viceversa. Variación interanual. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Fase Positiva de la NAO Fase Negativa de la NAO Mayor diferencia de presión entre Menor diferencia de presión entre Azores e Islandia Azores e Islandia Altas más intensas en Azores y bajas más Altas más débiles en Azores y bajas más intensas en Islandia débiles en Islandia Vientos + fuertes en el Atlántico Vientos – fuertes en el Atlántico Inviernos más cálidos y húmedos en Inviernos más fríos y secos en Europa Europa del Norte del Norte Inviernos más fríos y secos en Canadá y Inviernos más templados en Canadá y Groenlandia Groenlandia En el sur de Europa sequía En el sur de Europa más lluvia El anticiclón de las Azores se refuerza: El anticiclón de las Azores debilitados: vientos más fuertes y se incrementa el Menos vientos y menos upwelling en upwelling de Canarias Canarias ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Antes de empezar, mucho de los que se conoce acerca de la variabilidad a escala de décadas del plancton en el Atlántico es consecuencia del uso del CPR - Continuous Plankton Recorder. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) CPR - Continuous Plankton Recorder Muestreador de plancton de alta velocidad Barcos de oportunidad (líneas comerciales) Primer prototipo: Alister Hardy para muestrear Krill en la antártica (1925-27) Monitorear cambios anuales e interanuales del plancton Desde 1930 (a excepción de los años de la 2 guerra mundial) el CPR ha estado recogiendo datos mensualmente en el Mar del Norte y Atlántico Norte ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) 1940 – 1970 NAO predominantemente negativo. La NAO modifica mucho las condiciones ambientales en las que se encuentran los organismos en el océano, y afectan a todos los niveles tróficos, en un efecto cascada. Entre los 60 y 70 hay una disminución de fito y zoo en el Atlántico coincidiendo con años de NAO -. El fito baja por la menor temperatura que impiden o retrasan la estratificación de la columna de agua y el máximo de primavera. El zoo baja porque hay menos fito, también aparece más tarde. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Los stocks de peces se caracterizan por su variabilidad. Los gestores se han preocupado mucho por las causas de esta variabilidad, y en general plantean: sobrepesca, contaminación, destrucción de hábitat pero se ha prestado poca atención a fluctuaciones naturales. El bacalao (Gadus morhua) en el Mar del Norte: Entre 1960 y 1970 los stocks se multiplicaron por 5. Buena supervivencia de larvas. Se explica con la hipótesis match – mismatch de Cushing. Una recluta anual de peces es mayor si el momento de máxima concentración de zoo coincide con la aparición de larvas de esos peces en periodo de primera alimentación (match) y viceversa (mismatch). ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Match o Sincronización: Altas tasas de supervivencia y reclutamiento fuerte. Crecimiento robusto de la población. Mismatch o Desincronización: Bajas tasas de supervivencia por la escasez de alimento. Reclutamiento débil. Crecimiento débil de la población. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) En general los eventos atmosféricos y oceánicos son contrarios a ambos lados del Atlántico. NAO permite dividir el S. XX en 4 grupos: < 1930 – NAO +, 1930 a 1950 – oscilaciones en torno al valor medio, 1950 a 1971 – NAO – y > 1971 – NAO +. Con NAO – se retrasa el bloom de fito y zoo. Algunas larvas de peces se benefician de este retraso y otras al revés. Un retraso en el pico de zoo es favorable para la supervivencia de larvas de bacalao. Cushing sugirió que la – Tº de los 70 retraso el desarrollo del bloom de primavera (retraso en la generación de termoclinas) ventajas de desarrollo para el bacalao. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Todas las series temporales de los índices climáticos vistos presentan variaciones interanuales. Una forma de visualizar las variaciones a largo plazo es restar la media a la serie temporal para conocer la serie de anomalías y después sumar las anomalías de forma acumulativa. Como se ha eliminado la media, la suma de anomalías es cero. Cuando predominan anomalías positivas, las sumas acumuladas se incrementan con el tiempo y cuando predominan anomalías negativas, las sumas acumuladas decrecen. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Desde 1998 se empieza a trabajar en una visión más planetaria de esta relación clima-productividad marina. Klyashotorin (1998) trabaja con el Índice de Circulación Atmosférica Atmospheric circulation index-ACI. Se compone de estimas de flujo de aire sobre el Atlántico Norte, Europa y Asia. Se clasifica el viento dominante cada día, pudiendo ser: Zonal (E, W): ACI + Meridional (N,S): ACI -. Usa datos de 11 stocks que representaban la mitad de la pesquería mundial. Identifica 6 stocks que aumentan con régimen zonal y bajan con meridional y 5 stocks que aumentan con régimen meridional. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Klyashtorin lleva el análisis a una escala mayor: Considera todas las capturas juntas desde 1920 a 1994. Observa 3 picos que son comunes al Pacífico y al Atlántico: los dos primeros están cerca de los cambios de régimen de 1938 y 1971. Sugerencia: Durante el primer régimen zonal, las especies que prosperan en ese régimen contribuyen a un incremento progresivo de la captura total. Tras el cambio de régimen estas especies caen (y la pesquería declina), y las adaptadas al nuevo régimen se incrementan. Caídas asociadas con cambios de régimen. ¿Y la 3 caída?. Sugiere un nuevo cambio de régimen alrededor de 1990…. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Aunque no hay evidencias físicas sin embargo Hare y Mantua sugerían un cambio de régimen en 1989-90 en el Pacífico Norte y Reid en 1988 en el Atlántico Norte. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Es importante recordar que en la captura están implicados muchos factores (expansión de la pesquería, aspectos comerciales, capacidad tecnológica etc). A pesar de ello los resultados (correlaciones) son impresionantes. ¿Es posible predecir las capturas en el futuro? Klyashtorin preparó un informe para la FAO titulado “The posibility of forecasting”. Hace un análisis espectral de 150 años de medidas de variables físicas e índices climáticos y encuentra una periodicidad de 55-65 años lo mismo con series de abundancia de sardina. Se ven las relaciones pero se sabe poco de las causalidades. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ¿Clima o Pesca? Una aproximación simulada para estudiar la disminución de la abundancia del Voraz (Pagellus bogaraveo) en el Estrecho de Gibraltar. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Especie demersal (400-700 m de profundidad). Especie hermafrodita protándrica. Madurez sexual a los 4-5 años. Inversión sexual habitualmente de macho a hembra entre los 30-32 cm de longitud. Especie longeva. Tasa de crecimiento lenta. Época de puesta octubre a abril. Mayores puesta diciembre a marzo. Talla madurez sexual machos 30 Régimen de cm y hembras 35 cm. capturas Gran valor comercial y gastronómico para la zona afectado por la del estrecho. variabilidad climática. SimFish 1.0 Series Simuladas de Biomasa Modelos ARIMA Residuos ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Escenarios de Simulación Número de edades [15 - 20] +1. Biomasa t = 0 [20 – 45 t] + 5 t. Proporción de mortalidad natural de clase a clase de tipo lineal. Relación Stock-Reclutamiento con efectos compensatorios de la mortalidad (tipo Ricker; parámetro a y b). Evolución Temporal Desembarcos Contribución Temporal por Puerto ( %) a los Desembarcos Simulaciones Modelo 1 - Escenario 2 (Azul) Modelo 2 - Escenario 5 (Verde) INCERTIDUMBRES Gran variabilidad – cambio de regímenes en ciertos años. Cambios en la correlación. Alternancia de significancia. 100 % Referencias: Sanz-Fernández y col., 2018. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Acidificación: es el proceso por el cual el agua del mar se vuelve más ácida debido al exceso de CO2 que absorbe de la atmósfera. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) La acidificación disminuye la concentración de iones de carbonato, compuesto básico para las otras, cangrejos, erizos, langostas y corales para construir sus esqueletos. A medida que disminuye el PH se desgastan más fácilmente. Los organismos marinos invierten energía en hacer frente a un medio más ácido, es posible que no dispongan de energía para procesos fisiológicos como la reproducción y el crecimiento afectando a los ecosistemas y las actividades económicas como la pesca. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Los moluscos con concha también se verán afectados negativamente, mientras que los cefalópodos y los crustáceos permanecerán prácticamente indemnes. Los cambios en los hábitats reducirán la producción de marisco de los arrecifes de coral. NO todas las especies de moluscos se van a ver afectadas por este proceso, Littorina littorea -> Temperatura. Aunque la adaptación pueden mitigar algunos efectos de la acidificación, los futuros platos de marisco tendrán un aspecto bastante diferente a menos que se frenen las emisiones de CO2. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Mytilus californianus Bathymodiolus brevior Littorina littorea Pinctada fucata Haliotis coccoradiata ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) La evidencia del cambio en los ecosistemas: 1. Tropicalización de las capturas pesqueras. 2. Cambios en la distribución de especies marinas. 3. “Comprensión” del hábitat pelágico oceánico. 4. Estudios basados de meta-análisis a nivel global. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Cambios en el MTC y la TSM de 52 LME entre 1970 y 2006 MTC (ºC): Índice de Temperatura Media de Captura. Temperatura de preferencia de las especies al momento de la captura, ponderada por el valor total de captura anual. Un aumento del MTC -> capturas de especies de aguas cálidas, las capturas de especies de aguas frías disminuyen. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Cambios en el MTC y la TSM de 52 LME entre 1970 y 2006 MTC (ºC): Índice de Temperatura Media de Captura. Cyr : Capturas de la especie i para el año yr. Ti (ºC): Temperatura media o mediana de preferencia de la especie i. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Ejemplo de cálculo MTC para el LME de la corriente de Humboldt. Condrictios Chile. Corriente de Humboldt Temperatura media preferencia de la especie ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Contextualización de la pesquería del género Pagellus: una visión integradora de las capturas reconstruidas de las áreas FAO 27 y 34 desde 1950 a 2014 ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Áreas FAO 27 34 ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) El número de especies explotadas cuyas capturas fueron significativas, es decir, superiores a un nivel mínimo, convencionalmente establecido igual a 0.5% del promedio anual de las capturas totales de los últimos 10 años. Índice de diversidad de Shannon: 0 si solo hay una especie, y alcanza su valor máximo cuando todas las categorías están igualmente representadas. H = Índice de Shannon. Pi = Abundancia relativa. Ln = Logaritmo neperiano. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Índice de diversidad de Simpson: Un valor de D cercano a 0 indica alta diversidad (mucha riqueza y equitatividad). Un valor cercano a 1 indica baja diversidad (poca riqueza y/o equitatividad). El índice se puede expresar como 1 – D (índice de diversidad) o 1/D (índice de dominancia). 1 – D varía entre 0 y 1, donde valores cercanos a 1 indican alta diversidad. 1/D varía entre 1 y el número total de especies, donde valores mayores indican alta diversidad. D = Diversidad. Pi = Abundancia relativa. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Índice de Margalef (Dm): Un valor más alto indica una mayor diversidad, lo que implica un ecosistema más saludable y equilibrado. Un valor más bajo sugiere una menor diversidad, lo que podría indicar estrés ecológico o dominancia de unas pocas especies. S = Número total de especies. N = Número total de individuos. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) 1735 respuestas observadas al cambio climático a partir de 208 estudios mono y multiespecíficos. Los datos mostrados incluyen los cambios que se atribuyen al cambio climático, cambios incompatibles con el cambio climático y ningún cambio. Los estudios abarcan zonas que van desde lugares aislados (por ejemplo, colonias de cría de aves marinas) hasta grandes regiones oceánicas. Resultados: Cambio climático repercusiones en distribución, abundancia y fenología de las especies. Riqueza y composición de la comunidad (desde el plancton hasta los grandes depredadores). 81% dirección coherente con las respuestas teóricas al cambio climático. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Colonización del Mar del Norte por el salmonete de roca en apenas 2 décadas. Cambios drásticos en la distribución de la caballa en el Atlántico Norte. Cambios en la distribución de la anchoveta en Perú. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Los movimientos hacia los polos posiblemente vinculados al cambio climático. En Europa disputa entre países por los derechos de pesca. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Como consecuencia del cambio climático la temperatura del mar viene incrementándose. Eventos extremos como El Niño, muestran aumentos de temperatura de mar drásticos, ocasionando cambios en el comportamiento de las especies pelágicas. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Durante El Niño cambios en la distribución de la anchoveta. Cambios en la estructura por tamaños, predominando, los adultos durante el Niño y reclutas post Niño se incrementó. Durante El Niño, disminuye la intensidad de desove de la anchoveta, aumentando, por otro lado la actividad reproductiva de otras especies: sardina. Alternancia con sardina, que domina la pesquería en ausencia de anchoa. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Biomasa Captura ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Hemos visto que el cambio climático está teniendo impactos en la pesca. Que hacer para hacer frente a estos impactos, la integración del cambio climático en la política y gestión pesquera nacional es fundamental. Se necesita fortalecer la política pública sectorial en materia de cambio climático, promoviendo el fortalecimiento institucional, mejorando el conocimiento científico y la capacidad de adaptación del sector pesca al cambio climático. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Parece que la variabilidad en la biomasa de peces se relaciona con el clima. Hasta ahora hemos visto correlación, y eso no sirve para predecir ni para gestionar. Es necesario conocer mejor los mecanismos que conectan clima y pesquerías. ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) Algunas preguntas: ¿Podemos reproducir en modelos que combinen fluctuaciones de la variabilidad climática con principios ecológicos simples? Stocks que aparecen a grandes distancias fluctúan de modo similar (en la misma fase o en fase contraria). ¿Son los mismos procesos actuando en diferentes regiones? En algunos casos, el reclutamiento del stock no se recupera en condiciones favorables ¿Esto se debe a que el stock quedó mermado,a reemplazo por otras especies, a cambios de régimen del sistema completo, a tendencia de calentamiento global…? ECOLOGÍA Y DINÁMICA POBLACIONAL DE RECURSOS ACUÁTICOS (MGR-611) ¡Si tienes confianza en ti mismo, has ganado antes de empezar! (Marcus Garvey)
