1: Ecosistemas y Humanos

La ciencia ambiental y su contexto

Cada uno de nosotros está sostenido por diversos tipos de recursos naturales, como alimentos, materiales y energía que se cosechan o extraen del medio ambiente. Nuestra necesidad de esos recursos es absoluta —no podemos sobrevivir sin ellos. Además, lo mismo ocurre con todas las demás especies —cada organismo es un componente de un ecosistema que proporciona los medios de subsistencia.

Colectivamente, las necesidades y actividades de las personas comprenden una economía humana. Esa economía opera a diversas escalas, que van desde una persona individual, a una familia, a comunidades como pueblos y ciudades, estados-nación (como Canadá), y en última instancia, la empresa humana global. Si bien un número enorme (y de rápido crecimiento) de personas son apoyadas por la economía global, también se están causando muchos daños ambientales. Los daños más importantes son el agotamiento de recursos naturales vitales, diversos tipos de contaminación (incluido el cambio climático), y la destrucción generalizada de hábitats naturales en la medida en que la supervivencia de muchos de los ecosistemas naturales y especies de la Tierra están en grave riesgo.

Estos temas son de vital importancia para todas las personas, y para toda la vida del planeta. Su tema proporciona el contexto para un amplio campo de conocimiento llamado estudios ambientales, un campo de conocimiento extremadamente amplio que examina los aspectos científicos, sociales y culturales de los temas ambientales. Como tal, el tema de los estudios ambientales involucra todas las formas de comprensión que son relevantes para identificar, comprender y resolver problemas ambientales. Dentro de ese contexto, la ciencia ambiental examina las implicaciones de las cuestiones ambientales relacionadas con la ciencia (esto se explica con más detalle en la siguiente sección). El tema de la ciencia ambiental es el foco de este libro.

Los temas relacionados con los problemas ambientales son extremadamente diversos e interactúan de innumerables maneras. A pesar de esta complejidad, los temas ambientales pueden estudiarse agregándolos en tres amplias categorías:

1. las causas y consecuencias del rápido crecimiento de la población humana
2. el uso y agotamiento de los recursos naturales
3. daños causados por la contaminación y las perturbaciones, incluido el peligro de la biodiversidad

Estos son temas extremadamente grandes —su resolución sustentable plantea grandes desafíos a las personas y su economía a todas las escalas. Sin embargo, es importante entender que el estudio de los temas ambientales no debe considerarse como una tarea sombría de entender problemas horribles, sino que el objetivo principal es identificar los problemas y encontrar formas prácticas de repararlos y evitar que ocurran otros. Estas son acciones valiosas y necesarias que representan un progreso real hacia una economía ecológicamente sustentable. Como tal, las personas que entienden y trabajan hacia la resolución de los problemas ambientales pueden lograr altos niveles de satisfacción con su contribución, que es algo que ayuda a que la vida valga la pena vivirla.

Entre las preguntas típicas que podrían examinarse en la ciencia ambiental se incluyen las siguientes:

1. ¿Qué tan grande es probable que esté la población humana en Canadá, o en la Tierra, en 50 o 200 años?
2. ¿Cómo se puede integrar el uso de los combustibles fósiles en una economía sustentable, en vista de que son recursos no renovables que no se regeneran?
3. ¿Cómo podemos cosechar recursos renovables (que sí tienen el potencial de regenerarse) de formas que no degraden sus poblaciones, como el bacalao en el Atlántico de Canadá, el salmón salvaje en Columbia Británica, el trigo y otros granos en las provincias de la Pradera, y los recursos forestales en gran parte del país?
4. ¿Qué daños ecológicos son causados por diversos tipos de contaminación, como lluvia ácida, ozono, pesticidas y dióxido de azufre, y cómo se pueden prevenir o reparar estos efectos?
5. ¿Afectan las influencias humanas al clima global y, de ser así, cuáles son las causas y consecuencias de este efecto?
6. ¿Dónde y con qué rapidez las especies y los hábitats naturales se ponen en peligro o se extinguen, y cómo se pueden prevenir estas calamidades?

Los especialistas que examinan estas y otras cuestiones relacionadas con temas ambientales pueden provenir de muchas áreas de estudio específicas, cada una de las cuales se denomina disciplina. Sin embargo, las diversas formas de entender cada tema pueden integrarse en estudios integrales de la materia, razón por la cual los estudios ambientales se denominan campo interdisciplinario. Para las ciencias ambientales, las materias más relevantes son las ciencias atmosféricas, biología, química, informática, ecología, geografía, geología, matemáticas, ciencias médicas, oceanografía, física y estadística. Esto se ilustra en la Figura 1.1, que sugiere que todos los campos del conocimiento científico son relevantes para comprender las causas, consecuencias y resolución de problemas ambientales.

Este libro trata sobre las áreas temáticas clave de la ciencia ambiental. En cierta medida, sin embargo, también se examinan ciertos temas no científicos porque son vitales para comprender y resolver los problemas ambientales. Estos campos no científicos incluyen la ética, la filosofía y la economía.

De todas las disciplinas académicas, la ecología es la más relevante para la ciencia ambiental, y de hecho los términos suelen confundirse. La ecología puede definirse simplemente como el estudio de las relaciones de los organismos con su entorno. La ecología es en sí misma un campo de estudio altamente interdisciplinario; en su mayoría involucra biología, pero también es importante el conocimiento de la química, la informática, las matemáticas, la física, la geología y otros campos. La geografía es otro campo interdisciplinario que es central en la ciencia ambiental. La geografía puede definirse simplemente como el estudio de las características naturales de la superficie de la Tierra, incluyendo el clima, el suelo, la topografía y la vegetación, así como las intersecciones con la economía humana. Obviamente, la ecología y la geografía son campos estrechamente relacionados.

Cada vez más científicos están estudiando las influencias humanas (o antropogénicas) en los ecosistemas, que ocurren como resultado de la contaminación, las perturbaciones y otros factores estresantes. Ejemplos de las principales áreas temáticas son:

1. La extracción, procesamiento y uso de recursos no renovables, como los combustibles fósiles y los metales, de manera que no causen daños inaceptables al medio ambiente, al tiempo que moderan su agotamiento en algún grado posible (por ejemplo, reciclando ciertos materiales)
2. La recolección y manejo de los recursos biológicos, como los de la agricultura, la pesca y la silvicultura, de manera que les permita regenerarse completamente para que sus poblaciones puedan mantenerse en el futuro
3. El crecimiento de las fuentes de energía renovables, como las diversas formas de energía solar (incluidos los combustibles de biomasa, hidroelectricidad, fotovoltaica y eólica), como una forma de reemplazar los combustibles fósiles no renovables y con ello hacer que la economía energética sea más sustentable
4. La prevención y reparación de daños ecológicos, como los relacionados con la biodiversidad amenazada, la degradación de la tierra o el agua, y el manejo de los gases de efecto invernadero

Un científico ambiental es un generalista que utiliza conocimientos relacionados con la ciencia relevantes para la calidad ambiental, como la química del aire o del agua, la modelización climática o los efectos ecológicos de la contaminación. Varios conocidos científicos ambientales que han trabajado en Canadá son: William Rees de la Universidad de Columbia Británica, quien estudia economía ecológica y huellas, David Schindler de la Universidad de Alberta, quien estudia los efectos de la contaminación y el cambio climático en los lagos, Bridget Stutchbury de York University, quien examina los factores que afectan la conservación de las aves, y Andrew Weaver, de la Universidad de Victoria, quien estudia las causas y consecuencias del cambio climático.

Otro grupo de personas, conocido como ambientalistas, también está involucrado en este tipo de temas, especialmente en el sentido de la incidencia. Esto implica tomar una fuerte postura pública sobre un tema ambiental particular, en términos de la necesidad de abordar el problema. David Suzuki es quizás el ambientalista más famoso de Canadá, porque ha influido de manera tan efectiva en las actitudes de las personas a través de los libros, la televisión y otros medios de comunicación. Elizabeth May es otra conocida ambientalista canadiense, que ha trabajado para tratar muchos temas como directora del Sierra Club de Canadá, y más recientemente como jefa del Partido Verde de Canadá y diputada al Parlamento. Un último ejemplo es Paul Watson, un ambientalista de acción directa que ha trabajado a través de la Sea Shepherd Society. Ha estado involucrado en acciones no gubernamentales “policiales”, como el sabotaje de embarcaciones dedicadas a la caza ilegal de ballenas y pesca.

No obstante, a cualquier persona se le puede llamar ambientalista si se preocupa por la calidad del medio ambiente y trabaja hacia cambios que ayuden a resolver el problema. Los ecologistas pueden trabajar como individuos, y a menudo persiguen su incidencia a través de organizaciones no gubernamentales (ONG; véase el capítulo 27 para una explicación del papel de las ONG en Canadá e internacionalmente).

Enfoque canadiense 1.1. David Suzuki — Un ambientalista canadiense
David Suzuki nació en Vancouver en 1936. En 1964, se convirtió en profesor de biología en la Universidad de Columbia Británica, donde estudió la genética de las moscas de la fruta. A partir de mediados de la década de 1970, Suzuki se involucró en empresas mediáticas diseñadas para popularizar el conocimiento sobre temas científicos importantes para la sociedad, especialmente a través de las series Quirks and Quarks (radio) y Nature of Things (televisión) de la Canadian Broadcasting Corporation.

A través de estos esfuerzos mediáticos, así como sus numerosos libros, artículos de revistas y periódicos, y conferencias públicas, Suzuki ha sido fundamental para informar a un amplio público en Canadá y otros países sobre la gravedad de los problemas ambientales, incluidas sus dimensiones científicas y socioeconómicas. Esto no quiere decir que todos coincidan con su interpretación de los temas ambientales. Tales temas siempre son polémicos, y hay gente que cree que algunos problemas ambientales —incluso el cambio climático y los efectos de los plaguicidas— no son importantes. Pero a pesar de este desacuerdo, David Suzuki es un portavoz muy respetado en una amplia gama de temas ambientales. Su trabajo ahora se está avanzando a través de las actividades de la Fundación David Suzuki, una organización de incidencia e investigación fundada en 1990 con el objetivo de potenciar el progreso hacia una economía humana ecológicamente sustentable (ver http://www.davidsuzuki.org/). Suzuki ha construido un seguimiento mundial de una amplia circunscripción de personas preocupadas por el daño ambiental y la equidad social. Al hacer esto, ha contribuido en gran medida a la identificación y resolución de problemas ambientales en Canadá y en el mundo.

Tierra, Vida y Ecosistemas

El universo consta de miles de millones de miles de millones de estrellas y probablemente un número aún mayor de planetas asociados. Nuestra Tierra es un planeta en particular, ubicado dentro de un sistema solar aparentemente ordinario, que consiste en el Sol, ocho planetas, tres planetas “enanos”, y cuerpos orbitantes adicionales, como asteroides y cometas.

La Tierra es el tercer planeta más cercano al sol, orbitando esa estrella de tamaño mediano cada 365 días a una distancia promedio de 149 millones de kilómetros, y girando sobre su propio eje cada 24 horas. La Tierra es un cuerpo esférico con un diámetro de 12.700 kilómetros. Alrededor del 70% de su superficie está cubierta de agua líquida, y el área terrestre restante de tierra expuesta y roca está cubierta principalmente de vegetación. Con gran parte de su superficie cubierta de agua, uno podría preguntarse por qué nuestro planeta no fue llamado “Agua” en lugar de “Tierra”.

La característica más singularmente excepcional de la Tierra es el hecho de que ciertas cualidades de su entorno han llevado a la génesis y posterior evolución de organismos y ecosistemas. Estos factores ambientales favorables incluyen aspectos de la química de la Tierra, la temperatura superficial y la fuerza de la gravedad.

El inicio de la vida ocurrió hace unos 3.5 mil millones de años, solo mil millones de años después del origen de la Tierra durante la formación del sistema solar. No se sabe exactamente cómo la vida evolucionó primero a partir de la materia inanimada, aunque se cree que fue un evento espontáneo. En otras palabras, la génesis de la vida ocurrió de manera natural, como resultado directo de condiciones físicas y químicas apropiadas.

Aparte de las reflexiones de la ciencia ficción, la Tierra se celebra como el único lugar del universo que se sabe que sustenta la vida y sus procesos ecológicos asociados. Por supuesto, esta observación simplemente refleja nuestro estado actual de conocimiento. En realidad no sabemos que los organismos no existen en otra parte —solo que la vida o sus señales aún no han sido descubiertas en ningún otro lugar del universo. De hecho, muchos científicos creen que debido a la extraordinaria diversidad de ambientes que deben existir entre los innumerables planetas de los multitudinarios sistemas solares del universo, es probable que las formas de vida se hayan desarrollado en otros lugares. Sin embargo, el hecho es que la Tierra es el único planeta que definitivamente se sabe que soporta organismos y ecosistemas. Esto convierte a la Tierra en un lugar extraordinariamente especial. Podemos considerar el universo en varios niveles jerárquicos (Figura 1.2). La escala va desde las extremadamente pequeñas, como las partículas subatómicas y los fotones, hasta las fantásticamente grandes, como las galaxias y, en última instancia, el universo.

Figura 1.2. Organización Jerárquica del Universo.

La vida en la Tierra ocupa niveles intermedios de esta jerarquía. El ámbito de la ecología abarca los siguientes niveles:

1. organismos individuales, que son entidades vivientes que son genética y físicamente discretos
2. poblaciones, o individuos de la misma especie que ocurren juntos en el tiempo y el espacio
3. comunidades, o poblaciones de diversas especies, también concurrentes al mismo tiempo y lugar
4. paisajes y paisajes marinos (colectivamente, estos son ecopaisajes), que son integraciones espaciales de diversas comunidades sobre grandes áreas
5. y la biosfera en su totalidad, que está compuesta por toda la vida y los ecosistemas de la Tierra

Especies y Ecosistemas

Una especie se define como individuos y poblaciones que potencialmente pueden cruzarse y producir descendencia fértil (ver Capítulo 7). La palabra ecosistema es un término genérico que se utiliza para describir una o más comunidades de organismos que interactúan con su entorno como una unidad definida. Como tal, los ecosistemas pueden organizarse en una jerarquía —pueden variar desde pequeñas unidades que ocurren en microhábitats discretos (como un ecosistema acuático contenido dentro de una planta de jarra o en un jardín rodeado de pavimento) hasta escalas mucho más grandes (como un paisaje o un paisaje marino). Incluso la biosfera puede ser vista como un ecosistema único.

Las interpretaciones ecológicas del mundo natural consideran las conexiones tipo web entre los muchos componentes de los ecosistemas de una manera holística. Este enfoque ecosistémico no ve al sistema como una agrupación aleatoria de individuos, poblaciones, especies, comunidades y ambientes. Más bien, confirma que todos estos están intrínsecamente conectados y mutuamente dependientes, aunque en diversos grados, y también como que tienen propiedades emergentes (En Detalle 1.1).

Un principio ecológico importante es que todas las especies son sustentadas por los recursos ambientales: los “bienes y servicios” que son proporcionados por su ecosistema. Todos los organismos requieren necesidades específicas de vida, como nutrientes inorgánicos, alimentos y hábitat con cualidades biológicas y físicas particulares. Las plantas verdes, por ejemplo, necesitan acceder a un suministro adecuado de humedad, nutrientes inorgánicos (como nitrato y fosfato), luz solar y espacio. Los animales requieren alimentos adecuados de biomasa vegetal o animal (materia orgánica), junto con requisitos de hábitat que difieren para cada especie.

Es importante entender que los humanos no son diferentes a este respecto de otras especies. Aunque esta dependencia no siempre parezca ser inmediatamente evidente a medida que vivimos nuestra vida diaria, sin embargo dependemos de recursos ambientales como alimentos, energía, refugio y agua para sostenernos a nosotros mismos y a nuestras economías más grandes.

De ello se deduce que el desarrollo y crecimiento de las personas individuales, sus poblaciones y sus sociedades y culturas están limitados en cierta medida por factores ambientales. Ejemplos de tales limitaciones incluyen condiciones climáticas excesivamente frías o secas, terrenos montañosos o inhóspitos, y otros factores que influyen en la producción de alimentos por medio de la agricultura o la caza.

Sin embargo, los humanos a menudo son capaces de manipular favorablemente sus circunstancias ambientales. Por ejemplo, la productividad de los cultivos puede incrementarse mediante el riego de tierras agrícolas, la aplicación de fertilizantes o el manejo de plagas. De hecho, los humanos son enormemente más capaces de superar sus limitaciones ambientales que cualquier otra especie. Esta habilidad es una característica distintiva de nuestra especie.

La especie humana está etiquetada con el término científico Homo sapiens, un nombre de dos palabras (o binomio) que es latino para “hombre sabio”. En efecto, los humanos son los más inteligentes de todas las especies, con una enorme capacidad cognitiva (es decir, una aptitud para resolver problemas). Cuando los humanos y sus sociedades perciben una restricción ambiental, como la escasez de recursos, a menudo han sido capaces de comprender los factores limitantes y luego utilizar la perspicacia y las herramientas para manipular el medio ambiente en consecuencia. Las soluciones inteligentes generalmente han implicado el manejo del medio ambiente u otras especies en beneficio de los humanos, o el desarrollo de sistemas sociales y tecnologías que permitan una explotación más eficiente de los recursos naturales.

Los humanos no son la única especie que puede hacer frente a las limitaciones ecológicas de manera inteligente. Algunas otras especies han aprendido a utilizar herramientas rudimentarias para explotar los recursos de su entorno de manera más eficiente. Por ejemplo, el pinzón pájaro carpintero de las Islas Galápagos utiliza espinas de cactus para sacar su alimento de insectos de las fisuras en la corteza y la madera podrida. Los chimpancés modifican las ramitas y las utilizan para extraer termitas, un alimento favorito, de los montículos de termitas. Los buitres egipcios recogen piedras en su pico y las dejan caer sobre huevos de avestruz, rompiéndolas y permitiendo el acceso a la rica comida que hay en su interior.

Incluso se han observado algunas innovaciones o “descubrimientos” de otras especies. Hace unos 60 años en Inglaterra, la leche se entregaba en mano a los hogares en botellas de vidrio que tenían un compartimento bulboso en la parte superior para recoger la crema a medida que se separaba. Algunas grandes tetas (aves parecidas a garbanzos) descubrieron que podían alimentarse de la crema desgarrando un agujero en la tapa de cartón de la botella. Otras grandes tetas observaron esta novedad conductual y la adoptaron. La táctica de alimentación se generalizó e incluso fue adoptada por varias otras especies, como el carbonero. Comer crema fue una innovación inteligente, permitiendo el acceso a un nuevo y valioso recurso alimentario.

Si bien otras especies han desarrollado cambios de comportamiento que permiten una explotación más eficiente de su entorno, ninguna se ha acercado al número y variedad de innovaciones desarrolladas por los humanos. Además, ninguna otra especie ha desarrollado una experiencia acumulada para explotar una gama tan amplia de recursos. Y ninguna otra especie ha logrado difundir estas capacidades adaptativas tan extensamente como lo han hecho los humanos, en una cultura cada vez más global. Desafortunadamente, los humanos también han desarrollado una capacidad inigualable para degradar recursos y ecosistemas y provocar la extinción de otras especies. El intenso daño causado por los humanos y nuestra economía es, por supuesto, un elemento importante de la materia de la ciencia ambiental.

En Detalle 1.1. Sistemas y complejidad
El concepto de sistemas es importante en la organización jerárquica de la ciencia ambiental. Para ello, un sistema puede definirse como un grupo o combinación de elementos que interactúan regularmente e interdependientes que forman una entidad colectiva, pero uno que sea más que la mera suma de sus constituyentes. Un sistema puede ser aislado para fines de estudio. Los sistemas ocurren en diversas esferas de la vida, entre ellos los siguientes: • biosistemas, los cuales están representados por cualquiera de los niveles de organización de la vida, que van desde la bioquímica hasta la biosfera • ecosistemas, que son biosistemas que consisten en comunidades ecológicas que interactúan con su entorno como unidad definida • sistemas económicos, o actividades integradas que producen bienes y servicios en una economía • sistemas socioculturales, que consisten en formas en que las personas especializadas, la información y las tecnologías se organizan para lograr algún objetivo • y muchos otros, incluyendo sinfonías musicales, arte físico como como pinturas, y para el caso, las palabras y los datos de este libro

Obsérvese, sin embargo, que estos diversos sistemas no son mutuamente excluyentes. Por ejemplo, un agroecosistema incluye elementos de biosistemas, ecosistemas y sistemas socioculturales.

Los sistemas tienen propiedades colectivas, las cuales se basan en la suma de sus partes. Una de esas propiedades podría ser el número total de organismos presentes en un área definida, que podría medirse como la suma de todas las plantas, animales y microorganismos individuales que se estima que están presentes.

Los sistemas también tienen propiedades emergentes, las cuales se revelan solo cuando sus componentes interactúan para desarrollar atributos funcionales que no existen en niveles más simples e inferiores. Por ejemplo, las armonías y melodías son propiedades emergentes de la música, como ocurre cuando vocalistas, un baterista, un bajista y guitarrista principal, y un teclista de una banda de rock integran sus actividades para interpretar una canción. Las propiedades emergentes son complejas y pueden ser difíciles de predecir o manejar.

Los sistemas biológicos proporcionan numerosos ejemplos de propiedades emergentes (ver Capítulo 9). Por ejemplo, ciertos tipos de hongos y algas se unen como una forma de vida conocida como líquenes, que es una relación íntima, mutuamente beneficiosa (un mutualismo). Las propiedades biológicas de un liquen son diferentes a las de las especies asociadas (que no pueden vivir separadas en la naturaleza), y son imposibles de predecir con base únicamente en el conocimiento de la alga y el hongo.

De igual manera, los ensamblajes de diversas especies que ocurren en el mismo lugar y tiempo (una comunidad ecológica) desarrollan propiedades emergentes basadas en interacciones tales como competencia, enfermedad, herbivoría y depredación. Esta complejidad dificulta la predicción de los cambios causados por la introducción de una nueva enfermedad o depredador en una comunidad (incluida la recolección de ciertas especies por parte de los humanos). Los ensamblajes de comunidades sobre grandes áreas, conocidos como ecopaisajes, también tienen propiedades emergentes, al igual que la biosfera en su conjunto.

Las propiedades emergentes son extremadamente difíciles de predecir y a menudo emergen como “sorpresas”, por ejemplo, cuando los ecosistemas están estresados por alguna influencia humana. Las interconexiones dentro de los sistemas son particularmente importantes: cualquier efecto sobre componentes particulares afectará inevitablemente a todos los demás. Esta extrema complejidad es uno de los atributos definitorios de la vida y los ecosistemas, en contraste con los sistemas físicos (o no biológicos), que son menos complejos.

El análisis de sistemas es el estudio de las características de los sistemas, incluyendo sus componentes, las relaciones entre esos elementos y sus propiedades colectivas y emergentes. El análisis de sistemas se utiliza para estudiar operaciones comerciales, industriales y científicas, generalmente con el objetivo de mejorar su eficiencia. También se puede aplicar para mejorar el manejo de los ecosistemas explotados para proporcionar bienes y servicios para su uso por la economía humana. Los ecologistas también utilizan el análisis de sistemas para comprender mejor la organización y el funcionamiento de los ecosistemas naturales, independientemente de cualquier relación directa con la cosecha de los recursos naturales. Un resultado clave de muchos de estos análisis es que la complejidad del sistema a menudo impide predicciones precisas.

Para ver un notable ejemplo de un sistema musical con propiedades emergentes, eche un vistazo al video, Stringfever Bolero en http://www.youtube.com/watch?v=H5MLNMgpywk

Factores estresantes y respuestas

El desarrollo y la productividad de organismos, poblaciones, comunidades y ecosistemas están naturalmente limitados por factores ambientales. Estas restricciones pueden ser vistas como estresantes ambientales (o estresantes). Por ejemplo, una planta individual puede estar estresada por una nutrición inadecuada, tal vez por suelo infértil o competencia con plantas cercanas por escasos recursos. El acceso menos que óptimo a nutrientes, agua o luz solar resulta en estrés fisiológico, lo que hace que la planta sea menos productiva de lo que es genéticamente capaz de ser. Un resultado de esta relación estrés-respuesta es que la planta puede desarrollar relativamente pocas semillas durante su vida útil. Debido a que el éxito reproductivo (y evolutivo) está relacionado con el número de progenie que produce un organismo para llevar a cabo su linaje genético, el éxito realizado de esta planta individual es menor que su potencial.

De igual manera, el desarrollo y la productividad de un animal (incluido cualquier humano) están limitados por las condiciones ambientales en las que vive. Por ejemplo, un individuo puede tener que lidiar con el estrés causado por la escasez de alimentos o por interacciones difíciles con otros animales a través de depredación, parasitismo o competencia por recursos escasos.

Los ambientes naturales más benignos (o menos estresantes) se caracterizan por condiciones en las que factores como la humedad, los nutrientes y la temperatura no son excesivamente limitantes, mientras que las alteraciones asociadas con enfermedades, incendios forestales, tormentas de viento u otros cataclismos son raras. Este tipo de condiciones relativamente benévolas permiten que se desarrollen los ecosistemas más complejos y biodiversos, a saber, la selva tropical de crecimiento antiguo y los arrecifes de coral. Otros ambientes, sin embargo, se caracterizan por condiciones que son más estresantes, lo que limita su desarrollo a ecosistemas menos complejos, como la pradera, la tundra o el desierto.

Todos los ecosistemas son dinámicos, en el sentido de que cambian profundamente, y de manera bastante natural, con el paso del tiempo. Muchos ecosistemas son especialmente dinámicos, ya que regularmente experimentan grandes cambios en sus especies, cantidades de biomasa y tasas de productividad y ciclo de nutrientes. Por ejemplo, los ecosistemas que se presentan en climas estacionales suelen tener una temporada de crecimiento discreta, a la que le sigue un período latente en el que se produce poco o ningún crecimiento. En diversos grados, todos los ecosistemas naturales de Canadá son estacionalmente dinámicos: una temporada de crecimiento cálido es seguida por un período de inactividad fría cuando no se produce productividad o crecimiento de la planta. Los animales pueden sobrevivir a los tiempos difíciles del invierno migrando, hibernando o alimentándose de la biomasa vegetal restante de la temporada de crecimiento anterior.

Los ecosistemas que recientemente han sido afectados por una perturbación (un episodio de destrucción) son particularmente dinámicos porque están atravesando un proceso de recuperación ecológica conocido como sucesión. La sucesión ocurre en respuesta a cambios asociados con perturbaciones naturales como incendios forestales, tormentas de viento o epidemia de insectos o enfermedades. Estos estresores cataclísmicos matan a muchos de los organismos dominantes en un ecosistema, creando oportunidades para especies de vida relativamente corta, que pueden dominar los primeros años de la recuperación post-perturbación. La sucesión también ocurre después de disturbios antropogénicos, como un incendio forestal encendido deliberadamente o un corte claro de madera madura.

La dinámica de las perturbaciones naturales puede ser de gran alcance, afectando en algunos casos extensos paisajes. Por ejemplo, en la mayoría de los años, millones de hectáreas del bosque boreal del norte de Canadá son perturbadas por incendios forestales. De igual manera, grandes áreas pueden verse afectadas por aumentos repentinos del gusano del abeto, una polilla que puede matar a la mayoría de los árboles maduros en el bosque de abetos y abetos, o por el escarabajo del pino de montaña, que mata a los pinos. Un cataclismo aún más extenso terminó hace unos 12 mil años, cuando la glaciación cubrió prácticamente todo Canadá con enormes capas de hielo de hasta varios kilómetros de espesor. Sin embargo, las perturbaciones también pueden ser de escala local. Por ejemplo, la muerte de un árbol grande dentro de un bosque por lo demás intacto crea una zona local de daño, denominada microperturbación. Esta perturbación a pequeña escala induce una sucesión local de plantas que crecen vigorosamente que intentan lograr el éxito individual ocupando la nueva brecha disponible en el dosel del bosque.

Incluso los ecosistemas altamente estables como la selva tropical y las comunidades de regiones profundas de los océanos cambian inexorablemente con el tiempo. Aunque las perturbaciones catastróficas pueden afectar a esos ecosistemas estables, son raras en condiciones naturales. Sin embargo, al igual que con todos los ecosistemas, estos tipos estables están influenciados por cambios generalizados en el clima y por otras dinámicas a largo plazo, como la evolución.

De hecho, los cambios naturales ambientales y ecológicos han provocado la extinción de casi todas las especies que alguna vez han vivido en la Tierra desde que comenzó la vida hace unos 3.5 mil millones de años. Muchas de las extinciones ocurrieron porque determinadas especies no podían hacer frente al estrés de los cambios climáticos o en interacciones biológicas como la competencia, la enfermedad o la depredación. Sin embargo, muchas de las extinciones parecen haber ocurrido sincrónicamente (aproximadamente al mismo tiempo) y presumiblemente fueron causadas por una catástrofe impredecible, como un meteorito que choca con la Tierra. (Ver Capítulos 7 y 26 para las descripciones de las extinciones naturales y las causadas por influencias humanas.)

Los estresores y perturbaciones ambientales siempre han sido un contexto importante y natural para la vida en la Tierra. Así, también, han sido las respuestas ecológicas resultantes, incluyendo cambios en las especies y la dinámica de sus comunidades y ecosistemas.

Las actividades humanas son estresantes ambientales

En estos días, por supuesto, los ecosistemas están influenciados no solo por factores estresantes ambientales “naturales”. En muchas situaciones, las influencias antropogénicas se han convertido en la influencia restrictiva más importante en la productividad de las especies y en los ecosistemas de manera más general. Estas influencias directas e indirectas se han intensificado enormemente en los tiempos modernos.

Los seres humanos afectan a los ecosistemas y especies de tres maneras directas: (a) cosechando biomasa valiosa, como árboles y animales cazados; (b) causando daños a través de la contaminación; y (c) convirtiendo ecosistemas naturales en usos de la tierra para fines de agricultura, industria o urbanización.

Estas acciones también generan muchos efectos indirectos. Por ejemplo, la cosecha de árboles altera las condiciones de hábitat para la diversidad de plantas, animales y microorganismos que requieren hábitat boscoso, afectando así a sus poblaciones. Al mismo tiempo, la recolección de madera cambia indirectamente las propiedades funcionales del paisaje, como la erosión, la productividad y la cantidad de agua que fluye en los arroyos. Tanto los efectos directos como indirectos de los seres humanos sobre los ecosistemas son importantes.

Los humanos siempre han dejado “huellas” en la naturaleza —hasta cierto punto, siempre han influido en los ecosistemas de los que eran componentes. Durante la mayor parte de los más de 100 mil años de evolución del Homo sapiens moderno, esa huella ecológica fue relativamente poco profunda. Esto se debió a que la capacidad de los humanos para explotar su entorno no era muy diferente de la de otros animales grandes, igualmente abundantes. Sin embargo, durante la evolución cultural de los humanos, los cambios ecológicos asociados a nuestras actividades se intensificaron progresivamente. Este proceso de evolución cultural se ha caracterizado por el descubrimiento y uso de métodos, herramientas y organizaciones sociales cada vez más sofisticados para asegurar recursos explotando el medio ambiente y otras especies.

Ciertas innovaciones que ocurren durante la evolución cultural de los humanos representaron aumentos particularmente grandes en la capacidad. Debido a su gran influencia en el éxito humano, estos avances se denominan “revoluciones”. Los siguientes son ejemplos de las primeras revoluciones tecnológicas:

• el descubrimiento de formas de fabricar armas mejoradas para los animales de caza
• domesticación del perro, lo que también facilitó enormemente la caza
• domesticación del fuego, que proporcionó calor y permitió alimentos cocinados y más digeribles
• formas de cultivar y domesticar plantas y ganado, lo que resultó en enormes aumentos en la disponibilidad de alimentos
• técnicas para trabajar metales en bruto en herramientas, que eran mucho mejores que las de madera, piedra o hueso La tasa de nuevos descubrimientos ha aumentado enormemente con el tiempo. Las revoluciones tecnológicas más recientes incluyen las siguientes:
• métodos de uso de máquinas y energía para realizar trabajos previamente realizados por humanos o animales de tiro
• nuevos avances en la domesticación y cultivo de plantas y animales
• descubrimientos en medicina y saneamiento
• avances extraordinarios en las tecnologías de comunicaciones y procesamiento de información

Estas y otras innovaciones revolucionarias condujeron a aumentos sustanciales en la capacidad de los humanos para explotar los recursos de su entorno y lograr el crecimiento poblacional (Capítulo 10). Desafortunadamente, la mejora de la explotación rara vez ha ido acompañada del desarrollo de una ética compensadora que fomente la conservación de los recursos necesarios para la supervivencia. Incluso las primeras sociedades de caza de hace más de 10 mil años parecen haber provocado la extinción de especies que fueron cazadas con demasiada eficacia (Capítulo 26).

Los diversos efectos de las actividades humanas sobre la calidad ambiental son temas vitales, y serán examinados en detalle en capítulos posteriores. Por ahora, enfatizamos el mensaje de que el intenso estrés ambiental asociado a diversas actividades humanas se ha convertido en el principal factor causante de cambios ecológicos en la Tierra. Muchos de los cambios están degradando la capacidad del medio ambiente y los ecosistemas para sostener a los humanos y sus economías. Las actividades antropogénicas también están causando enormes daños a los ecosistemas naturales, incluidos los hábitats necesarios para apoyar a la mayoría de las otras especies.

De hecho, el daño ambiental y ecológico causado por los humanos se ha vuelto tan grave que una metáfora apropiada para la empresa humana puede ser la de una malignidad, o cáncer. Esta es una imagen aleccionadora. Es útil detenerse en él para que su significado no escapa a nuestra comprensión. Los seres humanos y sus actividades están poniendo en peligro las especies y los ecosistemas naturales a una escala y tasa tan tremendas que la integridad de los sistemas de soporte vital de la Tierra está en riesgo.

Desde una perspectiva ecológica, el ritmo y la intensidad de estos cambios son asombrosos. Además, el daño empeorará sustancialmente antes de que (ojalá) se emprendan acciones correctivas para revertir el daño y permitir que se haga posible una empresa humana ecológicamente sustentable. Desde un punto de vista pesimista, sin embargo, puede resultar más allá de la capacidad de las sociedades humanas para actuar eficazmente para reparar el daño y diseñar e implementar soluciones para la sustentabilidad.

Estas son, por supuesto, solo opiniones, aunque las opiniones informadas de muchos especialistas ambientales. Anticipar el futuro siempre es incierto, y las cosas pueden resultar menos sombrías de lo que ahora se predice comúnmente. Por ejemplo, podríamos estar equivocados acerca de la disponibilidad de recursos clave necesarios para sostener a las futuras generaciones de humanos. Aún así, los claros indicios de los patrones recientes de cambio son que la crisis ambiental es severa y que empeorará en un futuro previsible.

Pero no todo este daño es inevitable. Existe la sincera esperanza y expectativa de que las sociedades humanas hagan los ajustes apropiados y opten por buscar opciones que sean más sostenibles que muchas de las que se están siguiendo ahora. De hecho, ningún otro resultado podría considerarse aceptable.

Ética y visiones del mundo

La elección que hacen las personas puede influir en la calidad ambiental de muchas maneras, al afectar la disponibilidad de recursos, causar contaminación y hacer que las especies y los ecosistemas naturales se pongan en peligro. Las decisiones que influyen en la calidad ambiental están influenciadas por dos tipos de consideraciones: el conocimiento y la ética.

En el presente libro de contexto, el conocimiento se refiere a la información y comprensión sobre el mundo natural, y la ética se refiere a la percepción del bien y al mal y al comportamiento apropiado de las personas entre sí, otras especies y naturaleza. Por supuesto, las personas pueden optar por interactuar con el medio ambiente y los ecosistemas de diversas maneras. Por un lado, el conocimiento brinda orientación sobre las consecuencias de elecciones alternativas, entre ellos los daños que se pudieran ocasionar y las acciones que se podrían tomar para evitar ese efecto. Por otro lado, la ética brinda orientación sobre qué acciones alternativas deben favorecerse o incluso permitirse que ocurran.

Debido a que los humanos modernos tienen un enorme poder para utilizar y dañar el medio ambiente, la influencia del conocimiento y la ética en las elecciones es una consideración vital. Y podemos elegir entre diversas alternativas. Por ejemplo, las personas individuales pueden decidir si tienen hijos, comprar un automóvil o comer carne, mientras que la sociedad puede elegir si permitir la caza de ballenas, la tala clara de bosques o la construcción de centrales nucleares. Todas estas opciones tienen implicaciones para la calidad ambiental.

Las percepciones de valor (de mérito o importancia) también influyen profundamente en cómo se interpretan las consecuencias de las acciones humanas. Los valores ambientales se pueden dividir en dos clases amplias: utilitario e intrínseco.

1. El valor utilitario (también conocido como valor instrumental) se basa en la importancia conocida de algo para el bienestar de las personas (véase también la discusión de la cosmovisión antropocéntrica, a continuación). En consecuencia, los componentes del medio ambiente y los ecosistemas se consideran importantes solo si son recursos necesarios para sostener a los humanos, es decir, si otorgan beneficios económicos, proporcionan medios de vida y contribuyen al sistema de soporte vital. En efecto, las personas cosechan materiales de la naturaleza porque tienen valor utilitario. Estas necesidades incluyen agua, madera, peces y animales cazados en lugares silvestres, y cultivos agrícolas cultivados en ecosistemas manejados.

   Los valores ecológicos son valores utilitarios algo más amplios, se basan en las necesidades de los humanos, pero también en las de otras especies y ecosistemas naturales. Los valores ecológicos suelen tener una visión a largo plazo. Los valores estéticos también son utilitarios pero se basan en una apreciación de la belleza, pero son subjetivos e influenciados por perspectivas culturales. Por ejemplo, la estética ambiental podría valorar la naturaleza silvestre sobre los ecosistemas dominados por los humanos, las ballenas que viven libremente sobre la carne de ballena y los grandes árboles en pie sobre el papel higiénico. Por otro lado, la estética fuertemente influenciada por consideraciones más antropogénicas podría dar lugar a las preferencias opuestas. Mantener valores estéticos puede proporcionar importantes beneficios culturales, sociales, psicológicos y económicos.

2. El valor intrínseco se basa en la creencia de que los componentes del entorno natural (como las especies y los ecosistemas naturales) tienen un valor inherente y un derecho a existir, independientemente de cualquier relación positiva, negativa o neutra con los humanos. Bajo este sistema, sería incorrecto que las personas trataran cruelmente a otras criaturas, que tomaran acciones que provoquen que las entidades naturales se pongan en peligro o se extingan, o que no eviten tales ocurrencias.

Como se señaló anteriormente, la ética se refiere a la percepción del bien y del mal y a los valores y reglas que deben regir la conducta humana. Claramente, la ética de todo tipo depende de los valores que la gente cree que son importantes. La ética ambiental se ocupa de las responsabilidades de los humanos presentes tanto para con las generaciones futuras como con otras especies para garantizar que el mundo continúe funcionando de una manera ecológicamente saludable, y para proporcionar recursos y medios de vida adecuados (este es también un aspecto clave del desarrollo sostenible; ver el última sección de este capítulo). Los valores ambientales descritos anteriormente subyacen a este sistema de ética. Aplicar la ética ambiental a menudo significa analizar y equilibrar estándares que pueden entrar en conflicto, porque los valores estéticos, ecológicos, intrínsecos y utilitarios rara vez coinciden (ver En Detalle 1.2).

También hay tensión entre las consideraciones éticas que son individualistas y las que son holísticas. Por ejemplo, los activistas por los derechos de los animales están muy preocupados por temas relacionados con el tratamiento de organismos individuales. Los ecologistas, sin embargo, suelen estar más preocupados por los valores holísticos, como una población, una especie o un ecosistema. Como tal, un ecologista podría abogar por un sacrificio de ciervos sobreabundantes en un parque para favorecer la supervivencia de poblaciones de plantas en peligro de extinción, mientras que esa acción podría ser resistida por un activista por los derechos de los animales.

Los valores y la ética, a su vez, apoyan sistemas más grandes conocidos como visiones del mundo. Una visión del mundo es una filosofía integral de la vida humana y del universo, y de la relación entre las personas y el mundo natural. Las visiones del mundo incluyen religiones tradicionales, filosofías y ciencia, así como otros sistemas de creencias. En un contexto ambiental, las visiones del mundo generalmente importantes se conocen como antropocéntricas, biocéntricas y ecocéntricas, mientras que las visiones fronterizas y sustentables del mundo están más relacionadas con el uso de los recursos. La cosmovisión antropocéntrica considera al ser humano como el centro de la consideración moral. Se considera que las personas son más dignas que cualquier otra especie y como singularmente desconectadas del resto de la naturaleza. Por lo tanto, la cosmovisión antropocéntrica juzga la importancia y dignidad de todo, incluidas otras especies y ecosistemas, en términos de las implicaciones para el bienestar humano.

La cosmovisión biocéntrica se centra en las entidades vivientes y considera que todas las especies (e individuos) tienen valor intrínseco. Los humanos son considerados una especie única y especial, pero no como más dignos que otras especies. Como tal, la cosmovisión biocéntrica rechaza la discriminación contra otras especies, o el especismo (término similar al racismo o al sexismo).

La cosmovisión ecocéntrica considera que las conexiones directas e indirectas entre las especies dentro de los ecosistemas son invaluables. También incluye consideración para entidades no vivientes, como rocas, suelo y agua. Incorpora la visión biocéntrica del mundo pero va mucho más allá al enfatizar la importancia de las funciones ecológicas interdependientes, como la productividad y el ciclo de nutrientes.

La cosmovisión fronteriza afirma que los humanos tienen derecho a explotar la naturaleza consumiendo recursos naturales en cantidades ilimitadas. Esta visión del mundo afirma que las personas son superiores y tienen derecho a explotar la naturaleza. Además, la oferta de recursos para sostener a los humanos se considera ilimitada, ya que siempre se pueden encontrar nuevas poblaciones, o se descubren sustitutos. El consumo de recursos se considera bueno porque permite que las economías crezcan. Se debe permitir que las naciones y los individuos consuman recursos de manera agresiva, siempre y cuando no haya personas lastimadas en el proceso.

La cosmovisión sustentable reconoce que los humanos deben tener acceso a recursos vitales, pero la explotación de esas necesidades debe regirse por valores ecológicos, intrínsecos y estéticos apropiados. La visión del mundo de la sustentabilidad puede asumir diversas formas. La visión del mundo de la nave espacial es bastante antropocéntrica. Se enfoca solo en sostener los recursos que necesitan las personas, y asume que los humanos pueden ejercer un gran grado de control sobre los procesos naturales y pueden pilotar de manera segura “nave espacial Tierra”. En contraste, la sustentabilidad ecológica es más ecocéntrica. Considera a las personas dentro de un contexto ecológico y se enfoca en sostener todos los componentes del sistema de soporte vital de la Tierra al prevenir acciones humanas que las degradarían. En una economía ecológicamente sustentable, los bienes y servicios naturales deben ser utilizados únicamente de manera que no comprometan su disponibilidad futura y no pongan en peligro la supervivencia de especies o ecosistemas naturales.

Las actitudes de las personas y sus sociedades hacia otras especies, ecosistemas naturales y recursos tienen enormes implicaciones para la calidad ambiental. Los daños extraordinarios han sido legitimados por actitudes basadas en la creencia en el derecho inalienable de los humanos a cosechar lo que deseen de la naturaleza, sin considerar la contaminación, las amenazas a las especies, o la disponibilidad de recursos para las generaciones futuras. Claramente, una de las claves para resolver la crisis ambiental es lograr una adopción generalizada de visiones del mundo ecocéntricas y sustentables ecológicas.

Cuestiones Ambientales 1.1. Bosque Viejo: Valores en Competencia La ética y los valores están muy influenciados por las actitudes culturales. Debido a que las actitudes de las personas varían considerablemente, las propuestas para explotar los recursos naturales como mercancías económicas suelen dar lugar a una intensa controversia. Esto puede ilustrarse con el caso de la selva tropical de crecimiento antiguo en la isla de Vancouver.

Los bosques viejos de la zona costera de la Columbia Británica contienen muchos árboles antiguos, algunos de los cuales tienen cientos de años de antigüedad y de gigantescas altura y contorno (ver Capítulo 23). La estética catedralística del bosque antiguo es inspiradora para muchas personas, proporcionando una experiencia profundamente natural, incluso espiritual. Elementos de la cultura de las Primeras Naciones de la costa de la Columbia Británica se basan en valores asociados al bosque viejo. Cualquiera que sea su cultura, sin embargo, pocas personas no se inspiran en un paseo por un tramo de bosque antiguo en la isla de Vancouver. El bosque viejo también es un tipo especial de ecosistema natural, diferente de otros bosques, y sustenta especies que no pueden sobrevivir en otros lugares. Estas cualidades ecológicas dan al bosque costero viejo un valor intrínseco que no se replica en ninguna otra parte de Canadá. Este ecosistema representa un elemento distinto de nuestro patrimonio natural.

El bosque viejo también es un recurso extremadamente valioso porque contiene árboles grandes que se pueden cosechar y fabricar en madera o papel. Si se utiliza de esta manera, los bosques viejos pueden proporcionar medios de vida a las personas e ingresos para las economías locales, provinciales y nacionales. Los bosques viejos también apoyan otros valores económicos, entre ellos los venados que pueden ser cosechados por los cazadores, y el salmón por los pescadores, así como aves y flores silvestres que atraen a los ecoturistas a visitar estos hábitats especiales. El bosque intacto de crecimiento antiguo también brinda otros servicios valiosos, como los flujos de agua potable de arroyo y la asistencia en la regulación de las concentraciones atmosféricas de gases vitales como el dióxido de carbono y el oxígeno. En un momento, el bosque viejo estaba muy extendido en la isla de Vancouver, pero ahora está en peligro tanto allí como en casi todas partes de Canadá. Esto ha ocurrido en gran parte porque el bosque viejo ha sido ampliamente cosechado y reemplazado por rodales más jóvenes de segundo crecimiento. El bosque secundario se cosecha tan pronto como llega a madurar económicamente, lo que ocurre mucho antes de que pueda convertirse en una condición de crecimiento viejo. El resultado neto es una superficie de bosque envejecido que disminuye rápidamente y pone en peligro tanto el ecosistema como algunas de sus especies dependientes.

Obviamente, los diferentes valores relativos a los bosques viejos en la isla de Vancouver se encuentran en grave conflicto. Los esquemas industriales para cosechar árboles viejos para su fabricación en madera o papel son incompatibles con otras propuestas para proteger este ecosistema especial en parques y áreas silvestres. Las percepciones contradictorias de los valores han resultado en enfrentamientos emocionales entre madereros y conservacionistas, en algunos casos resultando en desobediencia civil, detenciones y penas de cárcel. En última instancia, este tipo de controversias solo pueden resolverse encontrando un equilibrio entre los valores utilitarios, ecológicos, estéticos e intrínsecos del bosque viejo, y asegurando que todos estos valores sean sostenidos.

La Crisis Ambiental

La crisis ambiental moderna abarca muchos temas. Sin embargo, en gran parte podemos clasificar los temas en tres categorías: población, recursos y calidad ambiental. En esencia, estos temas son de lo que trata este libro. Sin embargo, el núcleo de sus áreas temáticas es el siguiente:

• Población

  En 2015, la población humana ascendía a más de 7.300 millones, incluyendo alrededor de 34 millones en Canadá. A nivel mundial, la población humana ha ido en aumento debido al exceso de las tasas de natalidad sobre las tasas de mortalidad. El reciente crecimiento explosivo de la población, y la pobreza de tanta gente, es una causa fundamental de gran parte de la crisis ambiental. Directa o indirectamente, los grandes aumentos de la población dan como resultado una deforestación extensa, la expansión de los desiertos, la degradación de la tierra por erosión, la escasez de agua, el cambio en el clima regional y global, el peligro y la extinción de especies, y otros grandes problemas ambientales. Considerados en conjunto, estos daños representan cambios en el carácter de la biosfera que son tan cataclísmicos como eventos geológicos importantes, como la glaciación. Discutiremos la población humana con más detalle en los Capítulos 10 y 11.

• Recursos

  Se pueden distinguir dos tipos de recursos naturales. Un recurso no renovable está presente en una cantidad finita. A medida que estos recursos se extraen del medio ambiente, en un proceso denominado minería, sus existencias se ven inexorablemente disminuidas y así están disponibles en cantidades cada vez más pequeñas para las generaciones futuras. Los recursos no renovables incluyen metales y combustibles fósiles como el petróleo y el carbón. En contraste, un recurso renovable puede regenerarse después de la cosecha, y si se administra adecuadamente, puede proporcionar un suministro que sea sustentable para siempre. Sin embargo, para ser renovables, la capacidad del recurso para regenerarse no puede verse comprometida por una cosecha excesiva o prácticas de manejo inadecuadas. Ejemplos de recursos renovables incluyen el agua dulce, la biomasa de árboles y plantas agrícolas y ganado, y animales cazados como peces y venados. En última instancia, una economía sustentable debe ser apoyada por recursos renovables. Con demasiada frecuencia, sin embargo, los recursos potencialmente renovables no se utilizan de manera responsable, lo que perjudica su renovación y representa un tipo de minería. El área temática de los recursos naturales se examina en detalle en los Capítulos 12, 13 y 14.

• Calidad Ambiental

  Esta área temática aborda la contaminación antropogénica y las perturbaciones y sus efectos en las personas, sus economías, otras especies y ecosistemas naturales. La contaminación puede ser causada por gases emitidos por centrales eléctricas y vehículos, pesticidas o agua caliente descargada a los lagos. Los ejemplos de perturbaciones incluyen tala clara, pesca e incendios forestales. En los Capítulos 15 a 26 se examinan las consecuencias de la contaminación y perturbación para la biodiversidad, el cambio climático, la disponibilidad de recursos, los riesgos para la salud humana y otros aspectos de la calidad ambiental.

Impactos Ambientales de los Humanos

En un sentido general, el impacto acumulativo de los humanos en la biosfera es una función de dos factores principales: (1) el tamaño de la población y (2) el impacto ambiental per cápita (per persona). La población humana varía mucho entre y dentro de los países, al igual que el impacto per cápita, que depende del tipo y grado de desarrollo económico que se haya producido.

Paul Ehrlich, ecologista estadounidense, ha expresado esta sencilla relación usando una “fórmula de impacto”, de la siguiente manera: I = P × A × T, donde

• I es el impacto ambiental total de una población humana
• P es el tamaño de la población
• A es una estimación de la afluencia per cápita en términos de uso de recursos
• T es el grado de desarrollo tecnológico de la economía, sobre una base per cápita

Los cálculos basados en esta sencilla fórmula PAT muestran que las sociedades ricas y tecnológicas tienen un impacto ambiental per cápita mucho mayor que las más pobres.

¿Cómo se compara el impacto de Canadá en el medio ambiente con el de países más poblados, como China e India? Podemos examinar esta cuestión observando dos simples indicadores del impacto ambiental tanto de las personas individuales como de las economías nacionales: a) el tamaño de la población humana, b) el uso de la energía y c) el producto interno bruto (PIB, o el valor anual de todos los bienes y servicios producidos por un país). El uso de la energía es un indicador ambiental útil porque se necesita energía eléctrica para llevar a cabo prácticamente todas las actividades en una sociedad moderna, incluyendo conducir vehículos, calefacción o refrigeración de edificios, fabricación de productos industriales y funcionamiento de computadoras. El PIB representa todas las actividades económicas de un país, cada una de las cuales genera algún grado de impacto ambiental.

Una de las principales influencias en el impacto ambiental de cualquier población humana es el número de personas (el tamaño de la población). En este sentido, Canadá tiene una población mucho menor (35.1 millones en 2015) en comparación con China (1.3 mil millones), India (1.1 mil millones) o Estados Unidos (321 millones) (Figura 1.3a).

Sin embargo, por persona, las personas que viven en Canadá o Estados Unidos tienen impactos ambientales mucho mayores que los que viven en China o la India, como lo indican tanto el uso de energía per cápita (Figura 1.3c) como el PIB per cápita (Figura 1.3e). Esta diferencia es una consecuencia inevitable de la naturaleza próspera del estilo de vida de los norteamericanos y otras personas más ricas, que sobre una base per cápita se logra consumiendo cantidades relativamente grandes de recursos naturales y energía, al tiempo que se genera una gran cantidad de materiales de desecho. A veces este efecto ambiental de una población más rica se conoce como “afluencia”.

Sin embargo, el impacto ambiental per cápita es solo una parte de la influencia ambiental de un país, o de cualquier población humana. Para determinar el efecto nacional, el valor per cápita debe multiplicarse por el tamaño de la población. Cuando esto se hace para la energía, China y Estados Unidos tienen, con mucho, los valores más grandes, mientras que Canadá e India son mucho menores (Figura 1.3b). Aún así, es notable que el uso nacional de energía de Canadá, con su población relativamente pequeña, es cercano al de la India y dentro de un orden de magnitud de China, que tiene poblaciones enormemente mayores. El mismo patrón es cierto de nacional los PIB de esos países.

Estas observaciones llevan a casa el hecho de que el impacto ambiental de cualquier población humana es una función tanto de (a) el número de personas como de (b) el impacto ambiental por persona. Debido a este contexto, países relativamente ricos como Canadá tienen impactos ambientales mucho mayores de lo que podrían predecirse basándose únicamente en el tamaño de su población. Por otro lado, los impactos ambientales de los países más pobres son menores de lo que podría predecirse en función de su población. Podemos concluir que la crisis ambiental se debe tanto a la superpoblación como al consumo excesivo de recursos.

Imagen 1.4. Los lugares donde las personas viven, trabajan, cultivan alimentos y cosechan recursos naturales se ven afectados por muchos tipos de factores estresantes antropogénicos. Estos dan como resultado ecosistemas de carácter poco natural, como el pavimento y los bordes herbosos de esta importante carretera de Toronto. Fuente: B. Freedman.

Desarrollo Ecológicamente Sustentable

El desarrollo sustentable se refiere al desarrollo de un sistema económico que utilice los recursos naturales de manera que no los agote ni comprometa de otra manera su disponibilidad para las generaciones futuras. En este sentido, la economía humana actual es claramente insostenible. La razón de esta afirmación audaz es que la economía actual logra un rápido crecimiento económico a través del vigoroso agotamiento de los recursos tanto no renovables como renovables (ver Capítulos 12-14). El crecimiento económico y el desarrollo son fenómenos diferentes. El crecimiento económico se refiere a aumentos en el tamaño de una economía debido a las expansiones tanto de la población como del uso de recursos per cápita. Este crecimiento se logra típicamente incrementando el consumo de recursos naturales, particularmente los no renovables como los combustibles fósiles y los metales. El uso rápido da como resultado un agotamiento agresivo de recursos vitales no renovables, e incluso renovables. En Canadá, por ejemplo, se está logrando un crecimiento económico considerable gracias a las enormes inversiones de capital necesarias para extraer y procesar los grandes recursos de petróleo y arena del norte de Alberta (ver Canadian Focus 13.1). En contraste, una escala comparable de inversión en iniciativas de energía renovable, como la energía eólica o solar, o en la conservación de energía, habría contribuido más al desarrollo sustentable.

Casi todas las economías nacionales han ido creciendo rápidamente en los últimos tiempos. Además, la mayoría de los políticos, planificadores económicos y empresarios esperan un crecimiento adicional de la actividad económica, con el fin de generar más riqueza y brindar una mejor vida a los ciudadanos. Al mismo tiempo, sin embargo, la mayoría de los líderes de la sociedad han afirmado públicamente su apoyo al desarrollo sustentable. Sin embargo, están confundiendo el desarrollo sustentable con el “crecimiento económico sustentable”. Desafortunadamente, el crecimiento económico continuo no es sustentable porque existen límites bien conocidos por las reservas finitas de recursos naturales, así como una limitada capacidad de la biosfera para absorber desechos y daños ecológicos sin sufrir una degradación irreversible. Este límite es un principio fundamental de la economía ecológica (ver Capítulo 12).

El desarrollo económico es bastante diferente del crecimiento económico. El desarrollo implica una mejora progresiva de la eficiencia en el uso de materiales y energía, proceso que refleja la evolución socioeconómica hacia una economía más sustentable. Dentro de ese contexto, los llamados países desarrollados tienen una infraestructura económica relativamente bien organizada y un alto ingreso per cápita promedio (debido a su última característica, también pueden denominarse países de altos ingresos). Los ejemplos incluyen Canadá, Estados Unidos, Japón, países de Europa occidental y Australia. En contraste, los países menos desarrollados o de bajos ingresos tienen mucha menos infraestructura económica y bajos ingresos per cápita. Los ejemplos incluyen Afganistán, Bolivia, Myanmar y Zimbabue. Un tercer grupo está compuesto por países de rápido desarrollo o de ingresos medios, como Brasil, Chile, China, India, Malasia, Rusia y Tailandia.

Una economía sustentable debe estar sustentada fundamentalmente por el uso racional de los recursos renovables, lo que significa que no se utilizan con mayor rapidez que su tasa de regeneración. Por estas razones, el término desarrollo sustentable debe referirse únicamente a los avances que se están realizando hacia un sistema económico sustentable. El progreso en el desarrollo sustentable implica los siguientes tipos de cambios deseables:

• aumentar la eficiencia en el uso de los recursos no renovables, por ejemplo, mediante el reciclaje cuidadoso de los metales y la optimización del uso de la energía
• aumento del uso de fuentes renovables de energía y materiales en la economía (para sustituir a las fuentes no renovables)
• mejorar la equidad social, con el objetivo último de ayudar a todas las personas (y no solo a una minoría privilegiada) a tener un acceso razonable a las necesidades y comodidades básicas de la vida

A pesar de la abundante retórica pública, nuestra sociedad aún no ha avanzado mucho hacia la verdadera sustentabilidad. Esto ha ocurrido porque la mayoría de las acciones emprendidas por gobiernos y empresas han apoyado el crecimiento económico, más que el desarrollo sustentable. Seguiremos examinando estos temas en el Capítulo 12 y otras partes de este libro.

El desarrollo sustentable es un objetivo elevado y necesario que debe perseguir la sociedad. Pero si no se logra una economía humana sustentable, entonces la no sustentable se quedará sin recursos y podría colapsar. Esto causaría una terrible miseria para un gran número de personas y daños colosales a la biosfera.

La noción de sustentabilidad puede extenderse aún más a la de desarrollo ecológicamente sustentable. Esta idea incluye el aspecto habitual del desarrollo sustentable en el que los países se desarrollan sin agotar su base esencial de recursos naturales, esencialmente basando su economía en el uso racional de fuentes renovables de energía y materiales. Más allá de eso, sin embargo, una economía ecológicamente sustentable corre sin causar una pérdida irrecuperable de ecosistemas naturales o extinciones de especies, al tiempo que mantiene importantes servicios ambientales, como la provisión de aire y agua limpios. La sustentabilidad ecológica es una extensión razonable de la sustentabilidad, que solo se enfoca en la economía humana. Al expandirse para abarcar los intereses de otras especies y ecosistemas naturales, la sustentabilidad ecológica proporciona una visión inclusiva para una empresa verdaderamente armoniosa de los humanos en el planeta Tierra. Identificar y resolver las barreras a la sustentabilidad ecológica son los objetivos fundamentales y objeto de los estudios ambientales. Proporciona un marco para todo lo que hacemos.

Conclusiones

La ciencia ambiental es un campo altamente interdisciplinario que se ocupa de temas asociados con el rápido aumento de la población humana, el uso y disminución de las reservas de recursos naturales, los daños causados por la contaminación y perturbación, y los efectos sobre la biodiversidad y la biosfera. Se trata de temas sumamente importantes, pero involucran sistemas complejos y poco entendidos. También entablan conflictos entre los intereses humanos directos y los de otras especies y el mundo natural.

En última instancia, el diseño e implementación de una economía humana ecológicamente sustentable requerirá una adopción generalizada de nuevas visiones del mundo y actitudes culturales que se basen en la ética ambiental y ecológica, que incluyan la consideración de las necesidades de las generaciones futuras de personas así como de otras especies y ecosistemas naturales. Esta será la mejor manera de enfrentar la llamada “crisis ambiental”, un fenómeno moderno que se asocia con un rápido crecimiento poblacional, agotamiento de recursos y daños ambientales. Esta crisis es causada por los efectos combinados del incremento poblacional y una intensificación del daño ambiental per cápita.

Por último, hay que entender que el estudio de los temas ambientales no se trata sólo de la triste tarea de entender los terribles problemas. Más bien, una parte importante del tema es encontrar formas de reparar muchos de los daños que se han causado, y prevenir otros que aún pudieran ocurrir. Estas son acciones útiles y esperanzadoras, y representan el avance necesario hacia una economía ecológicamente sustentable.

Referencias citadas y lecturas adicionales

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