Gestión Adaptativa de Recursos Naturales y Ecosistemas
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CAESCG (UAL) 28.01.2011
Pablo Fernández MéndezLaboratorio de Ecología Espacial (IMEDEA)
Gestión Adaptativa de Recursos Naturales y Ecosistemas
Oportunidades y Retos a Nivel Institucional
Contenidos
• ¿Para qué?• Evaluación y gestión adaptativa• Casos de implementación en la Columbia Británica (y
Doñana)• Conclusiones
¿Para qué?
• Abordar la toma de decisiones dada la complejidad adaptativa de los ecosistemas
• Mejorar la evaluación ambiental por equipos multidisciplinares, y la comunicación y la transferencia de conocimiento
• Más tarde en el tiempo: desarrollarla como una alternativa a formas tradicionales de gestión de recursos naturales y ecosistemas
La gestión adaptativa en el tiempo
Desarrollomatemático
1960’s
Predador/presaRespuesta funcional
Dominio y controlPatología gestión
RRNN
Conceptualización
MEEResiliencia
Talleres
1969
GIRLS
1973
Talleres
AEAM
1978
Expansión
Avances en modelado
Ciclo adaptativo
1986
Estudios de caso
1995
Nivel regionalCiclo adaptativo
Expansión
PanarquíaCiclo adaptativo
Conceptualización
1996 2002
Aplicación práctica
Publicacionescolaborativas
2000’s
Asentamiento
Stockholm RCGestión de la
resiliencia
2007
Ciclos de desarrollo teórico y evaluación empírica
¿Para qué? – Complejidad adaptativa
• La incertidumbre es inevitable, las implicaciones para la teoría y la gestión son enormes
• Los ecosistemas son entidades momentáneas en pausa en tránsito hacia diferentes estados (lapsos cortos y tiempo evolutivo)
• Resiliencia equilibrio vs. Resiliencia ecosistémica (Holling 1973)
• Existe evidencia de múltiples estados estables, aunque son difíciles de demostrar
Desarrollomatemático
1960’s
Predador/presaRespuesta funcional
Conceptualización
MEEResiliencia
Talleres
1969
GIRLS
1973
Talleres
AEAM
1978
Expansión
Avances en modelado
Ciclo adaptativo
1986
• Dominios de estabilidad
• No linealidad / umbrales
• Resiliencia ecosistémica
• Incertidumbre
• Algunos ejemplos
Múltiples estados estables
(Scheffer et al. 2001 Nature)
Lagos someros
(Scheffer et al. 2001 Nature)
Aguas claras
Ricos en vegetación
Aguas turbias
Ricos en fitoplancton
Plantas incrementan la claridad, reduciendo la biomasa de fitoplancton y la turbidez auto-estabilidad- Reducción de nutrientes de la columna de agua- Protección de los predadores del fitoplancton (Daphnia) frente a sus propios predadores (peces)- Prevención de la resuspensión de sedimentos
Peces son claves en el mantenimiento del estado alternativo - Control de Daphnia en ausencia de vegetación- Aumento concentración nutrientes y biomasa algal- Eutrofización (a veces el trigger es antrópico)- Pérdida de vegetación y biodiversidad animal
Marisma de Doñana
• Factores clave:
- Vegetación sumergida- Aves acuáticas (herbívoras y flamencos desestabilización del
sedimento en aguas claras, procesos de dispersión-colonización plantas e invertebrados acuáticos en aguas turbias)
- Ciclo hidrológico (driver a gran escala)
Bosques templados
(Ludwig, Jones and Holling 1978 / Peterson 2011 TSF)
Baja densidadChoristoneura
fumiferana
Alta densidadbrote
Tras un brote- Vuelta a las condiciones de baja densidad de gusano- Bosque degradado- Dosel maduro, alta probabilidad de fuego en años secos
Baja alta densidad- Crecimiento forestal y aumento de la densidad de gusano- Disminución de la resiliencia del estado de baja densidad- Mayor probabilidad de alta densidad debido a fluctuaciones- Crecimiento del dosel, disminución de la intensidad de predación
Zonas semiáridas
(Scheffer et al. 2001 Nature)
Zonas con vegetación
Zonasdesiertas
Presencia de cubierta vegetal / ambiente húmedo- Permite absorción del agua por las capas superiores del suelo y su asimilación por las plantas- Gran escala (Sahel/Sahara): ausencia de vegetación previene la precipitación
Pérdida de la cobertura vegetal / ambiente seco- Aumento de escorrentía, el agua penetra rápidamente el suelo lejos del alcance de las raíces- Escorrentía y erosión eliminan la capa más fértil de suelo y crean un ambiente hostil para recolonización- Gran escala: la ausencia de vegetación inhibe la precipitación
Incertidumbre – tres tipos básicos
• Incertidumbre pura:
- Respuestas desconocidas y sorpresas que emergen de la complejidad y el carácter dinámico de los ecosistemas
- Respuestas desconocidas de estos a las perturbaciones (catástrofes antrópicas o naturales) que no tienen precedentes
• Incertidumbre basada en el desconocimiento: conocimiento incompleto acerca de los principios sobre los que los modelos de funcionamiento ecológico tienen que ser construidos (¿variables?)
• El error: datos pobres, series históricas incompletas, sesgos de muestreo, errores analíticos…
(Hilborn 1987)
¿Para qué? – Evaluación ambiental multidisciplinar, comunicación y transferencia de conocimiento
Principales problemas
• Atomización de la evaluación – desintegración de tareas o subcontratación del trabajo (no trabajo de equipo)
• Creación de equipos interdisciplinares demasiado grandes – resultados demasiado complejos, poco aplicados al problema de gestión, demasiado detallados y difíciles de entender
• Comunicación y transferencia de conocimiento – Mito de la Máquina
¿Para qué? – Alternativa a modelos tradicionales
La gestión adaptativa en el tiempo
• Caracterización de las formas tradicionales de gestión
• Asunción equilibrio único (“clímax”), estabilidad global y capacidad de carga fija
• Reducción de variabilidad de los sistemas afectados – incremento de predecibilidad y estabilidad, y validez para satisfacer las necesidades humanas (bienes y servicios) – maximización de la rentabilidad de la inversión
Dominio y controlPatología gestión
RRNN
Estudios de caso
1995
Nivel regionalCiclo adaptativo
Conceptualización
1996
Conclusiones
• En todos los casos de estudio aparecía el mismo patrón:
- Definición limitada y escasa de los problemas, aplicando los métodos correctivos más coste-efectivos
- La evolución, de forma desconocida, del sistema
- Cambios lentos y no detectados, y disminución de la resiliencia, en general, debida a una disminución de la heterogeneidad espacial
- En definitiva, las expectativas de certidumbre se convertían en sorpresas y crisis
(Light et al. 1995, Holling and Meffe 1996)
Ejemplos
• Monocultivos vs. bosque primario un monocultivo es más sensible a los efectos de las sequías, las inundaciones, las plagas o las variaciones en el mercado
(Holling and Meffe 1996)
Ejemplos
• Disminución de la variación del flujo lateral natural en grandes estuarios (inundaciones periódicas de planicies aluviales) pérdida de resiliencia del sistema ribereño social y ecológico combinado, a los eventos extremos climáticos o externos (Mississipi, Doñana)
(Holling and Meffe 1996, Méndez et al. in prep)
Contenidos
• ¿Para qué?• Evaluación y gestión adaptativa• Casos de implementación en la Columbia Británica (y
Doñana)• Conclusiones
Evaluación y gestión adaptativas
• Frente a la complejidad y la incertidumbre:
- ¿Cómo se puede definir un problema para que sea gestionable?
- ¿Cómo se puede aplicar el conocimiento experto de la mejor forma posible?
- ¿Cómo pueden se pueden transferir de forma efectiva a la gestión y al público los resultados o recomendaciones?
(Holling 1978)
Un modelo heurístico y general
0. Inicio – formación equipo
• Grupo núcleo (analistas, y expertos y gestores clave)- Organización talleres- Modelado y análisis intensivos
• Grupos de expertos por disciplinas- Investigación interdisciplinar- Recopilación información (publicada yplanes investigación)
• Gestores y decisor alto nivel
(Holling 1978, Walters 1986, Lee 1993)
Un modelo heurístico y general1. Reunión preliminar
• Grupo núcleo
• Outline del problema- Ámbito y foco- Determinación preliminar de los límites- Rango de objetivos de gestión (p.ej.maximización económica vs. preservación)
• Sistematización (a priori) de laparticipación
• Selección de la estrategia, las técnicas y la tecnología para el modelado
• Determinación (a priori) delas responsabilidades
• Forma general del modelo
• Previsión de alternativas al proceso
Un modelo heurístico y general
2. Primer taller (2-3 días)
• Grupo núcleo, expertos, gestores ydecisor último
• Definición y delimitación del problema- Límites geográficos- Análisis institucional - Objetivos de gestión - Resolución espaciotemporal
• Selección de variables e indicadores“Looking outward”
• Diseño del marco del modelo
• Necesidades de información
• Outline de los planes de investigación
Puntos clave
• Toda la información y materiales necesarios para desarrollar el modelo deben ser identificados (estructura del modelo y estimas apróximadas de los parámetros)
• Firme entendimiento por el grupo núcleo de los datos necesarios para la modificación y refinamiento del modelo (sensible al problema de gestión)
• Implicación máxima del decisor último (que es el que seguramente haya encargado la evaluación o recibirá las recomendaciones de gestión del proyecto)
• Los expertos comienzan a desarrollar un sentido sistémico de su sub-modelo (“outputs”, situación con respecto al sistema completo) y una apreciación del problema de gestión
• Liderazgo para organizar, coordinar y facilitar los talleres (modelado, discusiones, etc.)
Un modelo heurístico y general
2 3
• Grupo núcleo:- Desarrollo de la primera versiónfuncional del modelo- Estrategias de gestión alternativas(policies) para comparar
• Grupos expertos:- Recopilación de información existente- Borradores de planes de investigación (información inexistente)
Un modelo heurístico y general3. Segundo taller (2-3 días)
• Grupo núcleo y grupos expertos.
• Antes del taller: incorporaciónla información existente en elmodelo
• Taller dedicado a comunicación intensiva
• Ejecución del modelo, exploracióny evaluación de alternativas yescenarios c/gestores y decisoresclave
• Revisión colectiva de los planesde investigación y versión final
• Conjunto final de opciones deopciones de gestión
•Modelo incompleto, planes deinvestigación aún no ejecutados
Un modelo heurístico y general
3 4
• Grupo núcleo
• Simplificación, validación y evaluación del modelo
• Incorporación progresiva de la nueva información
• El modelo puede servir de apoyoa los planes de investigación
Un modelo heurístico y general
4. Tercer taller (5 días)
• Grupo núcleo y grupos expertos
• Antes del taller: incorporación totalde la nueva información y las revisiones del modelo
• Juego con el modelo y evaluaciónde las estrategias alternativas yopciones de gestión
• A esta última parte se incorporan los gestores y decisores clave
Un modelo heurístico y general
4 5
• Comunicación proactiva y estructurada (Web 2.0)
• Grupo núcleo termina la evaluaciónfinal:- Paquetes de información- Gráficas- Descripciones detalladas de los resultados de las opciones de gestión- Demostraciones generosas con elmodelo a los decisores finales
• El objetivo es apoyar la toma dedecisiones, máxima creatividad
5. Redacción y entrega del informefinal
Un modelo heurístico y general
El momento de la gestión
• Las decisiones últimas las toma el gestor
• Directrices:- Participación del usuario crítica- Grupo local de técnicos y gestores expertos en el uso del modelo- Análisis y transferencia totalmente transparente e interactivo- Uso extensivo y adecuado de herramientas de comunicación
• Científicos y gestores interaccionan intercambiando experiencias y asunciones
• Permite entendimiento crítico de las fortalezas, debilidades y limitaciones del análisis y del modelo
• Creatividad, mucha creatividad
• Tiempo y paciencia
• Transferencia bottom-up (confianza) y completa (juicio del gestor, no de la máquina rendimiento de cuentas y trazabilidad de las decisiones)
• Éxito y fracaso son relativos, pero colectivos
TALLERES – EVALUACIÓN ADAPTATIVA
POLICYMAKER
GESTIÓNOPERACIONAL
INVESTIGACIÓNAPLICADA
INVESTIGACIÓN
Recapitulemos - Apoyo a la decisión del cliente
EXPERTOS
EXPERTOS
EXPERTOS
EXPERTOS
NÚCLEO
GESTIÓN
Investigación para resolver problemas de gestión
Contenidos
• ¿Para qué?• Evaluación y gestión adaptativa• Casos de implementación en la Columbia Británica
(y Doñana)• Conclusiones
Casos de implementación
• Gestión de bosques costeros• Construcción de un complejo turístico• Planes de gestión de aguas• Proyecto Doñana 2005
Gestión bosques costeros Bosque húmedo de clima templado
• BC Coast Forest Strategy (MacMillan Bloedel, Weyerhaeuser and WFP Inc.)
• Experimentos de retención variable en un marco de gestión adaptativa:- Retención a largo plazo- Tipo, cantidad y patrón espacial variables- Adapta modelos de silvicultura tradicionales
Gestión bosques costeros Bosque húmedo de clima templado
• Introducción escalonada en la compañía (1999-2003)
• Objetivos generales:- Mantener la rentabilidad y la seguridad del negocio frente a la presión del
mercado por madera certificada por paneles científicos (SFM)- Considerar concienciación pública – efectos negativos de la tala total
(licencia social) y los derechos constitucionales de las Primeras Naciones- Mantener el bosque primario y la diversidad biológica
(Beese 2008 Weyerhaeuser)
Gestión bosques costerosBosque húmedo de clima templado
• Indicadores ecológicos – efectividad de las acciones de gestión:- Representación ecosistémica en reservas a nivel de paisaje (reservas
ribereñas, áreas hábitats salvajes, terrenos sensibles, bosques primarios)- Heterogeneidad de hábitat a nivel de sección (mayor reserva de bosque
primario e implementación de RV)- Poblaciones productivas de determinadas especies
11000 km237 veces Almería
Gestión bosques costeros Bosque húmedo de clima templado
Gestión bosques costeros Bosque húmedo de clima templado
• Creación de dos grupos de trabajo (RV y GA)
• Grupo GA: investigadores (académicos, consultores, empleados locales, compañías adyacentes y representantes gubernamentales)
Desarrollo de un marco de acción, metodología y protocolos seguimiento
Alternativas de gestión
• Grupo RV: gestores, decisores y operariosImplementación de planes y prácticasVerdadera innovación para la implementación y la funcionalidad
Gestión bosques costerosBosque húmedo de clima templado
• Experimentos alternativas de gestión: 3 réplicas de cada área (100ha)
Gestión bosques costerosBosque húmedo de clima templado
Oportunidades:
- Incremento de la presión del mercado (SFM)
- Procedimientos de RV
- Colaboración con los académicos (desarrollo de objetivos posibles y realistas, e indicadores fiables)
- Compromiso y apoyo ejecutivo (“top-down”)
Retos:
- Adquisición e interpretación de datos de especies individuales
- Compromiso a largo plazo para el desarrollo y éxito del marco de GA
- Presión de fuerzas externas (también el mercado) para la rentabilidad
- El mantenimiento de la participación pública
Proceso tipo, de largo plazo
Construcción de un complejo turísticoJumbo Glacier Alpine Resort (1/2 Whistler area)
• Construcción de un complejo vacacional
• Impacto sobre la población local de osos Grizzly
• Evaluación ambiental: 15 años
Construcción de un complejo turísticoJumbo Glacier Alpine Resort (1/2 Whistler area)
• Tras quince años el gobierno provincial declaró que el proyecto no tendría efectos sobre la población de osos
• ¿Por qué gestión adaptativa?
- Baja participación pública y gran preocupación por una especie clave
- Incertidumbre – necesidad de aprender (mantenimiento de los flujos genéticos y la viabilidad poblacional hasta los EEUU)
- Urgencia – necesidad de acción (presiones socioeconómicas)
(Marmorek, Robinson, Murray and Greig 2006)
Construcción de un complejo turísticoJumbo Glacier Alpine Resort (1/2 Whistler area)
• Muy importante: Whistler es un área sagrada de los osos para las Primeras Naciones (“where the Spirit of the Grizzly bear resides”)
Construcción de un complejo turísticoJumbo Glacier Alpine Resort (1/2 Whistler area)
• 2006: taller evaluación adaptativa- Identificación y mitigación de impactos asociados al JGAR- Exploración de los componentes biológicos para el plan de gestión y
seguimiento- Punto de referencia para un refinamiento posterior (aspectos
culturales y socioeconómicos)
• Objetivo: asegurar la resiliencia de la población de osos de Central Purcell en el área más amplia (la unidad de población)
Oportunidades:
- Introducción de intereses en el marco de GA y su conexión con las decisiones y acciones
- Diálogo estructurado e informado alrededor del compromiso entre múltiples objetivos
- Entendimiento de los investigadores del rol de sus inputs en el balance del gestor
- El reconocimiento del valor de la GA (aprendizaje comparativo, mejora de hipótesis y capacidad predictiva)
- Acuerdo por adelantado de umbrales de impacto bien definidos
Retos:
- Superposición de responsabilidades
- Baja agilidad institucional
- Confusión entre ciencia (hechos) y valores
- Ausencia de compromiso en la financiación del seguimiento
- Oportunidad limitada para la participación pública de los grupos de interés y las Primeras Naciones
- Ausencia de un formato estructurado para resolver conflictos de conocimiento
Proceso con compromiso entre incertidumbre y urgencia
Construcción de un complejo turísticoJumbo Glacier Alpine Resort (1/2 Whistler area)
Planes de gestión de aguasBC Hydro and Power Authority
• Crown company (empresa pública)
• Objetivo general: encontrar un balance entre usos energéticos y no energéticos para cumplir con los estándares actuales de la gestión de recursos hídricos
BC Hydro Facilities
- 42 instalaciones- 23 cuencas- ~9800 MW capacidad- +100 licencias de desvío
- $25M presupuesto planes- 5 años - Exención por pérdidas $50M
• La gestión adaptativa establecida como estrategia política preferida para manejar ámplias escalas temporales e incertidumbres
Planes de gestión de aguasBC Hydro and Power Authority
• Gestión adaptativa como política preferida sin modificar los derechos constitucionales y legales de la empresa (generar electricidad)
• Fases:- Elaboración de temas e intereses en términos de objetivos de uso
del agua- Recopilación de información acerca del impacto de los caudales
de agua sobre cada objetivo- Creación de alternativas operativas para cumplir con los
diferentes intereses- Evaluación de los trade-offs entre las diferentes alternativas en
términos de objetivos- Determinar las áreas de consenso y desacuerdo- Seguimiento del cumplimiento de los planes y revisión continua
Planes de gestión de aguasBC Hydro and Power Authority
Oportunidades:
- La comparación entre la gestión adaptativa (largo plazo) y otras estrategias de gestión ambiental (corto plazo) – coste de oportunidad
- Un adecuado compromiso entre las consecuencias de la información y el aprendizaje sobre la gestión y la oportunidad misma de recopilar dicha información
Retos:
- Rigideces sistémicas
- La producción costosa de decisiones de gestión, en relación al aplazamiento de decisiones difíciles
Proceso que embebe la gestión adaptativa en un marco más amplio
Planes de gestión de aguasBC Hydro and Power Authority
Scientific Interest
Manag. Relevance
Wishful thinkingBad Idea
Consequences of information
Chan
ce o
f G
aini
ng
Info
rmat
ion
(Failing et al. 2004)
Proyecto Doñana 2005Restauración hidroecológica de las marismas de Doñana
• Recuperar las aportaciones hídricas asegurando su calidad y cantidad a favor de la dinámica hidrológica de la marisma
• Mantener la permeabilidad entre la marisma y el estuario del Guadalquivir
• Frenar la degradación, favoreciendo la restauración ecológica y paisajística del entorno
• Establecer un sistema de seguimiento y evaluación que permita conocer el grado de cumplimiento de las acciones, promoviendo la investigación y la divulgación de sus objetivos
• Evitar la afección de la marisma por aguas contaminantes, protegiendo la calidad de los acuíferos y del consumo humano
Proyecto Doñana 2005Restauración hidroecológica de las marismas de Doñana
- Actuación nº6: “Finca de Caracoles”- Diseño robusto – aprendizaje
Proyecto Doñana 2005Restauración hidroecológica de las marismas de Doñana
25.04Aznalcóllar
1998
Plan de Actuación / “Doñana 2005”Corredor Verde del Guadiamar
Complejidad institucional
20052002
Recomendaciones sobre gestión adaptativa Fusión de los
comitéscientíficos
2007
InvestigaciónBC
Complejidad institucional
Competencias estatalesy autonómicas
Dimensiones
Stakeholders
Interfaz investigación-gestión
Contenidos
• ¿Para qué?• Evaluación y gestión adaptativa• Casos de implementación en la Columbia Británica (y
Doñana)• Conclusiones
Principios generales de la gestión adaptativa
• Errores como posibilidades de aprendizaje, no rutas hacia el fracaso
• Las formas tradicionales de gestión no son inútiles, pueden constituir una base sólida para introducir flexibilidad e innovación
• No es prueba y error, está basado en la modelización del sistema y la declaración, a priori, de alternativas de gestión
• Depende del trabajo coordinado y estructurado, en los talleres, del grupo núcleo, los expertos, los gestores y los decisores de alto nivel
• Reconocimiento explícito de que no todos los elementos del sistema evaluado son relevantes, son relativos al problema
• La agenda de participación es exhaustiva
• El presupuesto debe ser adecuado al problema de gestión (coste-efectividad)
Conclusiones finales
• La gestión adaptativa requiere de forma crítica:- La comprensión de la aproximación (ventajas e inconvenientes) y su
marco teórico- Incremento de la capacidad organizacional (agentes proactivos,
campeones internos, entendimiento a todos los niveles) - Acumulación de proyectos piloto exitosos (apoyo top-down de la
innovación bottom-up o “think big, start small”) - Desarrollo de la estructura legal y administrativa
• Un proceso de cambio hacia la gestión adaptativa puede ser catalizado aplicando lo aprendido por otros profesionales, pero requiere la elaboración de una estrategia mediante un análisis a priori cuidadoso y transparente
• No será una transformación simple y limpia, sino una transición compleja y revuelta (casi dos generaciones en BC, Canada)
• Entender la lógica de la acción colectiva
La lógica de la acción colectiva
• Las personas participarán de forma activa y no se aprovecharán del esfuerzo de los demás si se incentiva su proactividad
• La división en pequeños grupos (grupo núcleo, grupos de expertos y gestores) incrementará la ganancia per cápita y promoverá la acción colectiva
• Pero hay que prevenir la dominancia de un sub-grupo sobre los demás:
- Los grupos expertos deben reconocer el papel organizador, coordinador y facilitador del grupo núcleo
- El grupo núcleo debe reconocer el papel especialista de los grupos expertos y desaparecer progresivamente conforme los gestores y técnicos locales controlen y entiendan el modelo (apoyo a la decisión)
- Los gestores y el decisor último deben reconocer y confiar en el rol del grupo núcleo en su acción para aplicar la investigación a sus problemas de gestión
(Olson 1965)
Gracias
Proyecto financiado por:International Council for Canadian Studies, Government of CanadaMinisterio de Medio Ambiente, Gobierno de España