Pastizales naturales

1. Pastizales naturales

2. ¿Qué es un pastizal? • Comunidades vegetales dominadas por gramíneas (Poaceae) en su clímax climático (Rzedowski 2006) • Generalmente ocupan zonas planas, de transición entre bosques templados y matorrales xerófilos Gentry (1957)

3. Otras características de los pastizales • Típicamente presentan veranos cálidos, inviernos fríos y lluvia moderada (200-1300 mm) • La precipitación determina la altura/biomasa de los pastos, así como la proporción árboles:pastos • Presentan ciclos periódicos de sequía • Los incendios son comunes • Presentan altas densidades de herbívoros Los pastos parecen estar adaptados a estos factores: mantienen partes vivas subterráneas (Anderson 2006)

4. Origen de los pastizales • Pastizales norteamericanos (Anderson 2006): • El surgimiento de montañas creó un clima favorable (más seco) para los pastos hace unos 25 millones de años (Mioceno-Plioceno) • Los bosques ancestrales declinaron y los pastizales se extendieron • A finales del Pleistoceno (era postglacial) los pastizales se expandieron conforme los climas se hicieron más secos y cálidos • Probablemente los pastos coevolucionaron con los herbívoros • Pastizales tropicales y subtropicales (Bond 2008): • Las plantas C4 (más eficientes que las C3 para fijar carbono en ambientes cálidos) evolucionan en regiones calurosas en respuesta a una reducción de CO2 atmosférico a principios del Mioceno • Abrupta aparición de pastizales C4 en todo el mundo hace unos 6-8 millones de años, cuando se incrementó la aridez en todo el mundo

5. Algunas evidencias de la coevolución entre pastos y herbívoros • Presencia de sílica en células epidérmicas de pastos • Órganos perennes de crecimiento debajo del nivel del suelo • Producción de biomasa aérea mayor a la que se descompone en un sólo año • Surgimiento de hipsodontia en herbívoros • Evolución de animales corredores y saltadores (Anderson 2006)

6. Cambios recientes en la distribución de los pastizales • Las glaciaciones pleistocénicas destruyeron pastizales ancestrales y fueron reemplazados por bosques • Los períodos cálidos-secos e incendios propiciaron la expansión de pastizales hace unos 3,500-8,000 años Hace 15,000-18,000 años Hace 8,000 años Hace 5,000 años

7. Los pastizales en el mundo Sala et al. (ScientificCommitteeonProblems of theEnvironment 56) Ocupan 25-40% del área con cubierta vegetal

8. Tipos de pastizales en Norteamérica • Pastizal alto • Pastizal corto • Pastizal mixto • Pastizal macollado del NW • Pastizal de montaña • Pastizal desértico Sims et al. 1978

9. Pastizal macollado del NW Pastizal desértico Pastizal corto Pastizal mixto Pastizal alto Pastizal de montaña Pintura “Pastizales”, de Clint C. Swink

10. Alto • 625-1200 mm • Pastos de hasta 180-240 cm de altura • 260-375 mm • Pastos 30-50 cm de altura Corto • 375-625 mm • Pastos de 80-120 cm de altura Mixto

11. Los pastizales desérticos

12. Truettet al. (in press) Los pastizales desérticos • En los pastizales desérticos: • La precipitación anual y la productividad vegetal son más bajas • Los ciclos de sequía son más intensos • Hay más elementos arbustivos 438 mm 339 mm 561 mm 247 mm Pastizal desértico

13. Pastizales en México (Rzedowski 2006) • 10-12% del territorio nacional • Principalmente en regiones semiáridas de clima fresco • Precipitación: 300-600 mm (6-9 meses secos) • Zonas planas o con poca inclinación • De los 1,100 a los 2,500 m • Suelos generalmente volcánicos • Incluye: • Pastizal corto • Sabana (pastizal de clima caliente) • Páramo de altura • Zacatonal

14. Distribución de los pastizales en México SEMARNAT (2008)

15. Estructura y composición de los pastizales • Los pastos son las especies dominantes • El género Bouteloua es dominante en pastizales desérticos y cortos • Otros géneros comunes: Aristida, Eragrostis, Hilaria, Mulhenbergia, Panicum • La mitad de pastos son C3 y la otra mitad C4 Boutelouagracilis Aristida purpurea

16. Estructura y composición de los pastizales • 3-4 veces más especies de hierbas que de pastos • Especies perennes son 3-4 veces más numerosas que las anuales • Otras formas de crecimiento: suculentas (yucas, cactáceas, agaves), semi-arbustos, arbustos (p. ej. Prosopis) y árboles • En sitios muy pastoreados las anuales y hierbas pueden ser dominantes

17. Herbáceas más comunes en pastizales • Fabaceae(familia del frijol) • Asteraceae(familia del girasol) Artemisia sp. Hoffmanseggia glauca Prosopis glandulosa Gutierreziasarothrae

18. Biodiversidad: Mamíferos

19. Biodiversidad: Aves

20. Biodiversidad: Anfibios y reptiles

21. Procesos ecológicos

22. ¿Qué impide que se desarrolle un bosque en una zona de pastizal? • Las condiciones climáticas y edáficas parecen ser ideales para soportar bosques en donde hoy existen pastizales

23. Estructuración de pastizales • Factores abióticos (procesos bottom-up): • Clima (precipitación principalmente) • Suelo • Historia de manejo y uso de suelo • Factores bióticos (procesos top-down): • Fuego: Los pastos (secos) son muy flamables pero se recuperan rápidamente de los incendios, a diferencia de las plántulas de árboles • Competencia: Los pastos tienen un sistema de raíces más extenso y fibroso, desplazando a las plántulas de árboles • Herbivoría: Soportan una enorme biomasa de herbívoros, que depredan semillas y suprimen el crecimiento de plántulas leñosas Bond 2008; otros

24. ¿Son los pastizales ecosistemas “clímax”? • Son ecosistemas dinámicos • Expuestos a perturbaciones constantes (incendios, erosión, pastoreo, etc.) • Sin influencia de perturbaciones pueden mantenerse como pastizales o convertirse en sabanas y matorrales Whicker y Detling 1988

25. Consecuencias de la herbivoría • Acelera la tasa de mineralización de nutrientes inorgánicos, haciéndolos utilizables (p.ej. urea) • Remueve partes muertas de las plantas, lo que permite la rápida incorporación de materia en el ciclo de carbono así como la entrada de luz a partes en crecimiento • Favorece la concentración de nutrientes en las partes aéreas • Incrementa la diversidad (α y β) y la heterogeneidad ambiental

26. Ejemplo: los perritos de la pradera Concentración en raíces Whicker y Detling 1988

27. Hipótesis de la “sobrecompensación” • Establece que la herbivoría incrementa la producción de biomasa • La evidencia en favor de esta hipótesis es contradictoria • Consensos: 1) Las plantas están pre-adaptadas para compensar pérdidas de tejido; 2) El pastoreo excesivo reduce la biomasa • La respuesta de las plantas depende de: nivel de pastoreo, disponibilidad de nutrientes y agua en suelo, reservas de nutrientes en tejidos, cantidad de meristemos, etc.

28. ¿Facilitación o competencia por herbivoría? • Los bisontes prefieren pastar en lugares previamente visitados o en colonias de perritos de la pradera • En algunas circunstancias, los perritos de la pradera colonizan o se mueven hacia sitios con ganado • La productividad local podría definir el tipo de relación entre herbívoros • Áreas pastoreadas por mucho tiempo son abandonadas por favorecer spp. no palatables

29. Hipótesis de perturbación intermedia • Niveles moderados de perturbación incrementan la diversidad regional Whicker y Detling 1988

30. El perrito de la pradera: una especie clave • Proveen refugio para muchas especies • Sirven de alimento a depredadores especialistas • Remueven el suelo y nutrientes • Favorecen la filtración de agua • Crean parches de alimento rico en nitrógeno • Incrementan la heterogeneidad ambiental

31. Conservación y manejo

32. Los pastizales en México • Ocupan el 5% del territorio nacional (SEMARNAT 2008)

33. Bienes y servicios ambientales • Mantienen animales silvestres y domésticos que proporcionan carne, leche y otros productos • Los principales cereales de consumo humano se originaron en los pastizales • Producen forraje para la ganadería intensiva • Las plantas de energía eólica suelen ser colocadas en pastizales • Proporcionan especies ornamentales (césped) • Los carrizos son usados para muebles, construcción y artesanías • Almacenan cerca del 34% de las reservas terrestres de carbono (en el suelo)

34. Cambios en la cobertura de pastizal Expansión ganadera En 2008 sólo quedaba el 62% del pastizal original

35. Causas de la pérdida de pastizales • Sobrepastoreo • Expansión de la agricultura • Invasión de plantas leñosas (supresión de incendios, extinción local de herbívoros, dispersión de semillas por ganado, ciclos de sequía) • Invasión de especies exóticas (p. ej. rodadoras) • Erosión: un 5% de pastizales presenta suelo desnudo o casi desnudo

36. El sobrepastoreo afecta al 95% de los pastizales (SEMARNAT 2008)

37. La erosión eólica es la más importante en pastizales (SEMARNAT 2008)

38. Amenazas en el largo plazo (Sala et al. 2000) • Cambios en el uso del suelo por demanda creciente de productos agropecuarios • Cambio climático: incremento de CO2, temperatura y ciclos de sequía más intensos

39. Impacto de la ganadería en los pastizales • Reducción de biomasa para especies nativas • Aceleración de procesos de erosión • Compactación del suelo por pisoteo • Dispersión de semillas de especies leñosas • Dispersión de especies exóticas • Reducción de biodiversidad • Limitación del movimiento de especies nativas por cercado • Riesgo de transmisión de enfermedades a especies nativas

40. ¿Tiene el ganado efectos “positivos” en el ecosistema? • Remueve una gran proporción de tejido vegetal muerto • Los pastizales sin pastorear tienen 50% y 150% más tejido seco que los pastizales pastoreados • Las plantas pastoreadas presentan mayor concentración de nitrógeno • Ayudan a mantener pastizales abiertos para especies que requieren buena visibilidad

41. Pleistocenerewilding: ¿un ejemplo de restauración ecológica? (Donlan et al. 2006) • Tortugas gigantes, caballos, elefantes y guepardoshabitabanlaspraderasnorteamericanashaceunos 13,000 años • Estasespeciesdesempeñabanfincionesecológica claves: depredación, herbivoría, etc. • La pérdida de megafauna conduce al colapso de los ecosistemas y a la pérdida de biodiversidad • Puede ser la únicaopciónparasalvaralgunasespecies de la extinción

42. ¿Pasado y futuro de las praderas en NA?