La ecología urbana es el estudio científico de la relación de los organismos vivos entre sí y con su entorno en un entorno urbano . Un entorno urbano se refiere a entornos dominados por edificios residenciales y comerciales de alta densidad , superficies pavimentadas y otros factores relacionados con la ciudad que crean un paisaje único. El objetivo de la ecología urbana es lograr un equilibrio entre la cultura humana y el entorno natural. [1] [2]
La ecología urbana es un campo de estudio reciente en comparación con la ecología. Actualmente, la mayor parte de la información en este campo se basa en especies de mamíferos y aves más fáciles de estudiar. Para cerrar la brecha de conocimiento, se debe prestar atención a todas las especies del espacio urbano, como los insectos y los peces. Este estudio también debería expandirse a espacios suburbanos con su combinación única de desarrollo y naturaleza circundante. [3] Los métodos y estudios de la ecología urbana son un subconjunto de la ecología. El estudio de la ecología urbana tiene una importancia cada vez mayor porque más del 50% de la población mundial vive hoy en zonas urbanas. [4] También se estima que dentro de los próximos 40 años, dos tercios de la población mundial vivirán en centros urbanos en expansión. [5] Los procesos ecológicos en el entorno urbano son comparables a los que ocurren fuera del contexto urbano. Sin embargo, los tipos de hábitats urbanos y las especies que los habitan están poco documentados por lo que se deberían realizar más investigaciones en ecología urbana.
Históricamente, la ecología se ha centrado en los entornos naturales, pero en la década de 1970 muchos ecólogos comenzaron a centrar su interés en las interacciones ecológicas que tienen lugar y son causadas por entornos urbanos. En el siglo XIX, naturalistas como Malthus , De Candolle , Lyell y Darwin descubrieron que la competencia por los recursos era crucial para controlar el crecimiento demográfico y es un factor de extinción. [6] Este concepto fue la base de la ecología evolutiva. El libro de Jean-Marie Pelt de 1977 The Re-Naturalized Human , [7] la publicación de Brian Davis de 1978 Urbanización y la diversidad de insectos , [8] y el artículo de Sukopp et al. de 1979 "El suelo, la flora y la vegetación de Berlín Wastelands" [9] son algunas de las primeras publicaciones en reconocer la importancia de la ecología urbana como una forma separada y distinta de ecología de la misma manera que uno podría ver la ecología del paisaje como diferente de la ecología de poblaciones . El libro de Forman y Godron de 1986, Landscape Ecology, distinguió por primera vez los entornos y paisajes urbanos de otros paisajes dividiendo todos los paisajes en cinco tipos amplios. Estos tipos se dividieron según la intensidad de la influencia humana, desde entornos naturales prístinos hasta centros urbanos . [10] [ se necesita una mejor fuente ]
Los primeros ecólogos definieron la ecología como el estudio de los organismos y su entorno. Con el paso del tiempo, la ecología urbana fue reconocida como un concepto diverso y complejo cuya aplicación difiere entre América del Norte y Europa. El concepto europeo de ecología urbana examina la biota de las áreas urbanas, el concepto norteamericano ha examinado tradicionalmente las ciencias sociales del paisaje urbano, [11] así como los flujos y procesos de los ecosistemas, [12] y el concepto latinoamericano examina la efecto de la actividad humana sobre la biodiversidad y los flujos de los ecosistemas urbanos. En la década de 1990 se produjo un renacimiento en el desarrollo de la ecología urbana que fue iniciado por la Ciencia Nacional de EE. UU. al financiar dos centros de investigación ecológica urbana a largo plazo y esto promovió el estudio de la ecología urbana. [13]
Dado que la ecología urbana es un subcampo de la ecología, muchas de las técnicas son similares a las de la ecología. Las técnicas de estudio ecológico se han desarrollado a lo largo de siglos, pero muchas de las técnicas utilizadas para la ecología urbana se han desarrollado más recientemente. Los métodos utilizados para estudiar la ecología urbana implican técnicas químicas y bioquímicas, registro de temperatura, sensores remotos de mapas de calor y sitios de investigación ecológica a largo plazo.
Se pueden utilizar técnicas químicas para determinar las concentraciones de contaminantes y sus efectos. Las pruebas pueden ser tan simples como sumergir una tira reactiva fabricada, como en el caso de la prueba de pH, o ser más complejas, como en el caso de examinar la variación espacial y temporal de la contaminación por metales pesados debido a la escorrentía industrial . [14] En ese estudio en particular, se trituraron hígados de aves de muchas regiones del Mar del Norte y se extrajo mercurio . Además, se extrajo mercurio unido a plumas tanto de aves vivas como de especímenes de museo para analizar los niveles de mercurio a lo largo de muchas décadas. A través de estas dos mediciones diferentes, los investigadores pudieron hacerse una idea compleja de la propagación del mercurio debido a la escorrentía industrial, tanto espacial como temporalmente.
Otras técnicas químicas incluyen pruebas de nitratos , fosfatos , sulfatos , etc. que se asocian comúnmente con contaminantes urbanos como fertilizantes y subproductos industriales. Estos flujos bioquímicos se estudian en la atmósfera (por ejemplo, gases de efecto invernadero ), en los ecosistemas acuáticos y en los nematodos del suelo . [15] Los efectos de amplio alcance de estos flujos bioquímicos se pueden observar en varios aspectos de los ecosistemas urbanos y rurales circundantes.
Los datos de temperatura se pueden utilizar para varios tipos de estudios. Un aspecto importante de los datos de temperatura es la capacidad de correlacionar la temperatura con varios factores que pueden estar afectando o ocurriendo en el medio ambiente. A menudo, la Oficina de Investigaciones Oceánicas y Atmosféricas (OAR) recopila datos de temperatura a largo plazo y los pone a disposición de la comunidad científica a través de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). [16] Los datos se pueden superponer con mapas de terreno, características urbanas y otras áreas espaciales para crear mapas de calor. Estos mapas de calor se pueden utilizar para ver tendencias y distribución en el tiempo y el espacio. [16] [17]
La teledetección es la técnica mediante la cual se recopilan datos de lugares distantes mediante el uso de imágenes satelitales, radares y fotografías aéreas. En ecología urbana, la teledetección se utiliza para recopilar datos sobre el terreno, los patrones climáticos, la luz y la vegetación. Una aplicación de la teledetección a la ecología urbana es detectar la productividad de un área midiendo las longitudes de onda fotosintéticas de la luz emitida. [18] Las imágenes de satélite también se pueden utilizar para detectar diferencias en temperatura y diversidad de paisajes para detectar los efectos de la urbanización. [17]
Los sitios de investigación ecológica a largo plazo (LTER) son sitios de investigación financiados por el gobierno que han recopilado datos confiables a largo plazo durante un período prolongado para identificar tendencias climáticas o ecológicas a largo plazo. Estos sitios proporcionan datos temporales y espaciales a largo plazo, como temperatura promedio, precipitaciones y otros procesos ecológicos. El objetivo principal de los LTER para los ecólogos urbanos es la recopilación de grandes cantidades de datos durante largos períodos de tiempo. Estos conjuntos de datos a largo plazo pueden luego analizarse para encontrar tendencias relacionadas con los efectos del entorno urbano en diversos procesos ecológicos, como la diversidad y abundancia de especies a lo largo del tiempo. [18] Otro ejemplo es el examen de las tendencias de temperatura que van acompañadas del crecimiento de los centros urbanos. [19] Actualmente hay dos LTER urbanos activos: Central Arizona-Phoenix (CAP), lanzado por primera vez en 1997 y ubicado en la Universidad Estatal de Arizona [20] y Minneapolis-St. Área Metropolitana de Pablo (MSP). [21] El Estudio del Ecosistema de Baltimore (BES) se financió originalmente en 1998 como un LTER urbano, pero ya no lo financia la Fundación Nacional de Ciencias a partir de 2021. [22] [23]
Los seres humanos son la fuerza impulsora de la ecología urbana e influyen en el medio ambiente de diversas maneras; la urbanización es un ejemplo clave. La urbanización está ligada a procesos sociales, económicos y ambientales. Hay seis aspectos centrales: la contaminación del aire, los ecosistemas, el uso de la tierra, los ciclos biogeoquímicos, la contaminación del agua, la gestión de residuos sólidos y el clima. La urbanización fue impulsada por la migración a las ciudades y las rápidas implicaciones ambientales que conllevaba; aumento de las emisiones de carbono, consumo de energía, deterioro de la ecología; todo principalmente negativo. A pesar de los impactos, la percepción actual de la urbanización está cambiando de desafíos a soluciones. Las ciudades albergan una gran cantidad de iniciadores innovadores, conocedores y financieramente acomodados que están aumentando la participación de la ciencia en los procesos y conceptos de políticas urbanas. La intersección del enfoque de procesos múltiples/sistemas integrados que puede surgir fácilmente dentro de una ciudad incluye cinco características que pueden enfatizar este cambio fundamental a un bajo costo. Estas soluciones son enfoques integrados, integrales y multifuncionales que abordan los contextos sociales, económicos y culturales de las ciudades. Toman en cuenta los aspectos químicos, biofísicos y ecológicos que definen los sistemas urbanos, incluidas las opciones de estilo de vida que están interrelacionadas con la cultura de una ciudad. Sin embargo, a pesar de adaptar las oportunidades en las que una ciudad puede participar, los resultados de los conceptos que han desarrollado los investigadores siguen siendo inciertos. [24]
Los seres humanos exigen mucho terreno no sólo para construir centros urbanos, sino también para construir áreas suburbanas circundantes para viviendas. También se asignan tierras para la agricultura para sostener a la creciente población de la ciudad. Las ciudades y áreas suburbanas en expansión requieren la correspondiente deforestación para satisfacer los requisitos de uso de la tierra y recursos de la urbanización. Ejemplos clave de esto son la deforestación en Estados Unidos y Europa . [25]
Junto con la manipulación de la tierra para satisfacer las necesidades humanas, los recursos hídricos naturales como ríos y arroyos también se modifican en los establecimientos urbanos. La modificación puede venir en forma de represas, canales artificiales e incluso la inversión de ríos. Revertir el flujo del río Chicago es un ejemplo importante de modificación ambiental urbana. [26] Las áreas urbanas en entornos desérticos naturales a menudo traen agua de áreas lejanas para mantener a la población humana y probablemente tendrán efectos en el clima desértico local. [18] La modificación de los sistemas acuáticos en áreas urbanas también resulta en una menor diversidad de corrientes y un aumento de la contaminación. [27]
Tanto el transporte marítimo local como el comercio de larga distancia son necesarios para satisfacer las demandas de recursos importantes para el mantenimiento de las áreas urbanas. Las emisiones de dióxido de carbono procedentes del transporte de mercancías también contribuyen a la acumulación de gases de efecto invernadero y depósitos de nutrientes en el suelo y el aire de los entornos urbanos. Además, el transporte marítimo facilita la propagación involuntaria de organismos vivos y los introduce en entornos en los que no habitarían naturalmente. Las especies introducidas o exóticas son poblaciones de organismos que viven en un área en la que no evolucionaron naturalmente debido a una actividad humana intencional o involuntaria. El aumento del transporte entre centros urbanos fomenta el movimiento incidental de especies animales y vegetales. Las especies exóticas a menudo no tienen depredadores naturales y representan una amenaza sustancial para la dinámica de las poblaciones ecológicas existentes en el entorno en el que se introducen. Las especies invasoras tienen éxito cuando son capaces de tener una reproducción proliferativa debido a ciclos de vida cortos, contener o adaptarse para tener rasgos que se adaptan al medio ambiente y aparecen en altas densidades. [28] Estas especies invasoras son numerosas e incluyen gorriones domésticos , faisanes de cuello anillado , estorninos europeos , ratas pardas , carpas asiáticas , ranas toro americanas , barrenador esmeralda del fresno , enredaderas de kudzu y mejillones cebra , entre muchos otros, sobre todo animales domesticados. Las ratas marrones son una especie altamente invasora en entornos urbanos y se ven comúnmente en las calles y el metro de la ciudad de Nueva York, donde plantean múltiples efectos negativos para la infraestructura, las especies nativas y la salud humana. [29] Las ratas marrones son portadoras de varios tipos de parásitos y patógenos que posiblemente pueden infectar a humanos y otros animales. [30] En la ciudad de Nueva York, un estudio genético que exploraba la variación del genoma concluyó que varias ratas eran originarias de Gran Bretaña. [29] En Australia, se ha descubierto que eliminar la Lantana ( L. camara , una especie exótica) de los espacios verdes urbanos puede tener impactos negativos en la diversidad de aves a nivel local, ya que proporciona refugio para especies como el hada soberbia ( Malurus cyaneus ) y ojo plateado ( Zosterops lateralis ), en ausencia de plantas nativas equivalentes. Sin embargo, parece haber un umbral de densidad en el que demasiada Lantana (y por lo tanto homogeneidad en la cubierta vegetal) puede conducir a una disminución en la riqueza o abundancia de especies de aves.
Algunos animales urbanos pueden tener un impacto positivo en la vida de los humanos. Los estudios demuestran que la presencia de animales domésticos puede reducir el estrés, la ansiedad y la soledad. Además, algunos animales urbanos actúan como depredadores de animales como insectos, etc., que pueden ser perjudiciales para los humanos [31]. Además, las especies urbanas pueden servir para muchos más propósitos, incluidos la agricultura, el transporte y la protección.
Algunas especies urbanas tienen un impacto negativo en los humanos. Por ejemplo, la orina de las plagas, la materia fecal y los fragmentos de piel pueden propagar gérmenes si los humanos los ingieren [32] Las enfermedades causadas por plagas o insectos pueden ser fatales. Incluyen: salmonella , meningitis , enfermedad de Weil , enfermedad de Lyme , etc. [32] Algunas personas son alérgicas a ciertos insectos como las abejas y las avispas y, por lo tanto, la exposición a ellos provocará respuestas alérgicas graves (erupciones cutáneas, por ejemplo).
Según Seth Magle, los ataques de la vida silvestre en un entorno urbano, aunque son raros, son perjudiciales para la visión social sobre la vida silvestre. Debido a la cobertura mediática de estos raros ataques, las poblaciones urbanas asumen que estas interacciones son más comunes de lo que realmente son, lo que afecta aún más la tolerancia de la vida silvestre urbana. [33]
La urbanización genera una gran demanda de uso de productos químicos por parte de la industria, la construcción, la agricultura y los servicios de suministro de energía. Estas demandas tienen un impacto sustancial en los ciclos biogeoquímicos , dando lugar a fenómenos como la lluvia ácida , la eutrofización y el calentamiento global . [15] Además, los ciclos biogeoquímicos naturales en el entorno urbano pueden verse obstaculizados debido a superficies impermeables que impiden que los nutrientes regresen al suelo, al agua y a la atmósfera. [34]
La demanda de fertilizantes para satisfacer las necesidades agrícolas ejercida por los centros urbanos en expansión puede alterar la composición química del suelo. Estos efectos suelen dar lugar a concentraciones anormalmente altas de compuestos como azufre, fósforo, nitrógeno y metales pesados. Además, el nitrógeno y el fósforo utilizados en los fertilizantes han causado graves problemas en forma de escorrentía agrícola , que altera la concentración de estos compuestos en los ríos y arroyos locales, lo que a menudo produce efectos adversos sobre las especies nativas. [35] Un efecto bien conocido de la escorrentía agrícola es el fenómeno de la eutrofización. Cuando los fertilizantes químicos procedentes de la escorrentía agrícola llegan al océano, se produce una proliferación de algas que luego mueren rápidamente. [35] La biomasa de algas muertas es descompuesta por bacterias que también consumen grandes cantidades de oxígeno, que obtienen del agua, creando una "zona muerta" sin oxígeno para los peces u otros organismos. Un ejemplo clásico es la zona muerta en el Golfo de México debido a la escorrentía agrícola hacia el río Mississippi .
Así como los contaminantes y las alteraciones en el ciclo biogeoquímico alteran los ecosistemas fluviales y oceánicos, también ejercen efectos en el aire. Algunos surgen de la acumulación de productos químicos y de la contaminación y, a menudo, se manifiestan en entornos urbanos, lo que tiene un gran impacto en las plantas y animales locales. Debido a que los centros urbanos a menudo se consideran fuentes puntuales de contaminación, las plantas locales se han adaptado para resistir tales condiciones. [15]
Se ha descubierto que los entornos urbanos y las áreas periféricas exhiben temperaturas locales, precipitaciones y otras actividades características únicas debido a una variedad de factores como la contaminación y los ciclos geoquímicos alterados. Algunos ejemplos de los efectos urbanos sobre el clima son la isla de calor urbana , el efecto oasis , los gases de efecto invernadero y la lluvia ácida . Esto suscita aún más el debate sobre si las áreas urbanas deberían considerarse un bioma único . A pesar de las tendencias comunes entre todos los centros urbanos, el entorno local circundante influye en gran medida en gran parte del clima. Un ejemplo de diferencias regionales se puede ver a través del efecto oasis y isla de calor urbano. [19]
La isla de calor urbana es un fenómeno en el que las regiones centrales de los centros urbanos exhiben temperaturas medias más altas que las áreas urbanas circundantes. [36] Gran parte de este efecto se puede atribuir al bajo albedo de la ciudad , el poder reflectante de una superficie y el aumento de la superficie de los edificios para absorber la radiación solar. [19] Las superficies de hormigón , cemento y metal en las zonas urbanas tienden a absorber la energía térmica en lugar de reflejarla, lo que contribuye al aumento de las temperaturas urbanas. Brazel et al. [19] encontraron que el efecto isla de calor urbano demuestra una correlación positiva con la densidad de población en la ciudad de Baltimore. El efecto isla de calor tiene las correspondientes consecuencias ecológicas para las especies residentes. [15] Sin embargo, este efecto sólo se ha observado en climas templados .
Las emisiones de gases de efecto invernadero permiten a los humanos habitar la tierra porque capturan el calor del sol para hacer que el clima sea adecuado. En 1896, el científico sueco Svante Arrhenius estableció que los combustibles fósiles provocaban emisiones de dióxido de carbono (el gas de efecto invernadero más abundante y nocivo). [37] En el siglo XX, el científico climático estadounidense James E. Hansen concluyó que el efecto invernadero está empeorando el clima. [37]
El dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero más abundante y representa 3/4 de las emisiones. [37] Se emite al quemar carbón, petróleo, gas, madera y otros materiales orgánicos. Otro gas de efecto invernadero es el metano. puede provenir de vertederos, gases naturales o industrias petroleras. El óxido nitroso representa aproximadamente el 6% de las emisiones y puede provenir de fertilizantes, estiércol, quema de residuos agrícolas o combustible. [37] Finalmente, los gases fluorados representan el 2% de las emisiones de gases de efecto invernadero y pueden provenir de refrigerantes, disolventes, etc. La emisión excesiva de gases de efecto invernadero es responsable de gran parte de los daños que se pueden observar hoy en día, incluido el calentamiento global, las enfermedades respiratorias debidas a la contaminación, extinción o migración de determinadas especies, etc. [37] Estos problemas pueden reducirse, si no se resuelven, eliminando el uso de combustibles fósiles en favor de fuentes de energía renovables.
Los procesos relacionados con las áreas urbanas dan como resultado la emisión de numerosos contaminantes, que cambian los correspondientes ciclos de nutrientes de carbono, azufre, nitrógeno y otros elementos. [38] Los ecosistemas dentro y alrededor del centro urbano están especialmente influenciados por estas fuentes puntuales de contaminación. Las altas concentraciones de dióxido de azufre resultantes de las demandas industriales de la urbanización hacen que el agua de lluvia se vuelva más ácida . [39] [40] Se ha descubierto que tal efecto tiene una influencia significativa en las poblaciones afectadas localmente, especialmente en ambientes acuáticos. [40] Los desechos de los centros urbanos, especialmente los grandes centros urbanos de las naciones desarrolladas, pueden impulsar ciclos biogeoquímicos a escala global. [15]
El entorno urbano ha sido clasificado como un bioma antropogénico , [41] que se caracteriza por el predominio de ciertas especies y tendencias climáticas, como las islas de calor urbana, en muchas áreas urbanas. [42] [43] Ejemplos de especies características de muchos entornos urbanos incluyen gatos, perros, mosquitos, ratas, moscas y palomas, todos los cuales son generalistas . [44] Muchos de ellos dependen de la actividad humana y se han adaptado en consecuencia al nicho creado por los centros urbanos. Sin embargo, la gran cantidad de especies silvestres que se están descubriendo en áreas urbanas de todo el mundo sugiere que una sorprendente diversidad de vida puede considerar las áreas urbanas su hogar. La relación entre urbanización y diversidad de vida silvestre puede no ser tan sencilla como se imaginaba anteriormente. Este cambio de imaginación ha sido posible gracias a la cobertura de un número mucho mayor de ciudades en diversas partes del mundo, que ahora muestra que las tendencias y supuestos pasados se debieron en gran medida a un sesgo en la cobertura de ciudades de países desarrollados y templados.
Las investigaciones en países de zonas templadas indican que, en pequeña escala, la urbanización a menudo aumenta la biodiversidad de especies no nativas al tiempo que reduce la de especies nativas. Esto normalmente da como resultado una reducción general de la riqueza de especies y un aumento de la biomasa total y la abundancia de especies . La urbanización reduce la diversidad a gran escala en las ciudades de los países desarrollados, pero en las ciudades tropicales y subtropicales , a pesar de las altas densidades humanas, pueden conservar una diversidad muy alta si se conservan pequeñas áreas de hábitats en toda la ciudad. [45] [46] Incluso las propiedades domésticas urbanas y suburbanas cerca de centros urbanos de alta densidad pueden albergar más de mil especies de macroorganismos, muchas de las cuales a menudo son nativas. [47] Estos paisajes urbanos también pueden soportar muchas interacciones complejas de ecosistemas. [47] Sin embargo, la urbanización altera muchas otras interacciones de especies que ocurrirían en hábitats naturales no desarrollados. [48]
El síndrome de los arroyos urbanos es un rasgo constantemente observado de la urbanización caracterizado por una alta concentración de nutrientes y contaminantes, morfología alterada de los arroyos, mayor dominio de las especies dominantes y disminución de la biodiversidad [27] [49] Las dos causas principales del síndrome de los arroyos urbanos son la escorrentía de aguas pluviales y Efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales . [15] [49]
La diversidad normalmente se reduce en niveles intermedios-bajos de urbanización, pero siempre se reduce en niveles altos de urbanización. Estos efectos se han observado en vertebrados e invertebrados, mientras que las especies de plantas tienden a aumentar con niveles intermedios-bajos de urbanización [50] [51] pero estas tendencias generales no se aplican a todos los organismos dentro de esos grupos. Por ejemplo, la revisión de McKinney (2006) [50] no incluyó los efectos de la urbanización en los peces y de los 58 estudios sobre invertebrados, 52 incluyeron insectos mientras que sólo 10 incluyeron arañas. También existe un sesgo geográfico, ya que la mayoría de los estudios se realizaron en América del Norte o Europa.
Los efectos de la urbanización también dependen del tipo y variedad de recursos utilizados por el organismo. [52] [53] [54] Es probable que las especies generalistas, aquellas que utilizan una amplia gama de recursos y pueden prosperar en una amplia gama de condiciones de vida, sobrevivan en ambientes uniformes. Es poco probable que las especies especializadas , aquellas que utilizan una gama limitada de recursos y sólo pueden hacer frente a una gama limitada de condiciones de vida, puedan hacer frente a ambientes uniformes. [53] Probablemente habrá un efecto variable en estos dos grupos de organismos a medida que la urbanización altere la uniformidad del hábitat. [50] Se ha informado que especies de plantas en peligro de extinción se encuentran en una amplia gama de ecosistemas urbanos, muchos de ellos ecosistemas nuevos. [55]
Un estudio de 463 especies de aves informó que las especies urbanas comparten rasgos dietéticos. Específicamente, las especies urbanas eran más grandes, consumían más vertebrados y carroña , se alimentaban con mayor frecuencia en el suelo o en el aire, y también tenían dietas más amplias que las especies no urbanas. [56]
El entorno urbano puede disminuir la diversidad mediante la eliminación de hábitats y la homogeneización de especies: la creciente similitud entre dos comunidades biológicas previamente distintas. La degradación y fragmentación del hábitat [54] reduce la cantidad de hábitat adecuado mediante el desarrollo urbano y separa parches adecuados por terrenos inhóspitos como carreteras , barrios y parques abiertos. [57] Aunque este reemplazo de hábitat adecuado por hábitat inadecuado resultará en la extinción de especies nativas, se pueden crear artificialmente algunos refugios que promuevan la supervivencia de especies no nativas (por ejemplo, nidos de gorriones y ratones domésticos ). [52] La urbanización promueve la homogeneización de las especies a través de la extinción de especies endémicas nativas y la introducción de especies no nativas que ya tienen una abundancia generalizada. [52] Los cambios en el hábitat pueden promover tanto la extinción de especies endémicas nativas como la introducción de especies no nativas. [58] Los efectos del cambio de hábitat probablemente serán similares en todos los entornos urbanos, ya que todos los entornos urbanos están construidos para satisfacer las necesidades de los seres humanos. [52]
La vida silvestre en las ciudades es más susceptible a sufrir efectos nocivos por la exposición a tóxicos (como metales pesados y pesticidas). [59] En China, los peces que estuvieron expuestos a aguas residuales industriales tenían una peor condición corporal; La exposición a sustancias tóxicas puede aumentar la susceptibilidad a las infecciones. [59] Los seres humanos tienen el potencial de inducir una distribución irregular de alimentos, lo que puede promover la agregación animal al atraer un gran número de animales a fuentes de alimentos comunes; “Esta agregación puede aumentar la propagación de parásitos transmitidos por contacto cercano; deposición de parásitos en el suelo, el agua o los comederos artificiales; y el estrés a través de la competencia inter e intraespecífica”. [59] Los resultados de un estudio realizado por Maureen Murray (et al.), en el que se realizó un metanálisis filogenético de 516 comparaciones de la condición general de la vida silvestre informada en 106 estudios, confirmaron estos resultados; "Nuestro metanálisis sugiere una relación negativa general entre la urbanización y la salud de la vida silvestre, impulsada principalmente por cargas tóxicas considerablemente más altas y una mayor abundancia de parásitos, una mayor diversidad de parásitos y/o una mayor probabilidad de infección por parásitos transmitidos a través de contacto cercano". [59]
El entorno urbano también puede aumentar la diversidad de varias maneras. Muchos organismos extraños se introducen y dispersan de forma natural o artificial en las zonas urbanas. Las introducciones artificiales pueden ser intencionales, cuando los organismos tienen alguna forma de uso humano, o accidentales, cuando los organismos se adhieren a vehículos de transporte . [52] Los seres humanos proporcionan fuentes de alimento (por ejemplo, semillas para comederos de pájaros , basura, abono de jardín ) [50] y reducen el número de grandes depredadores naturales en entornos urbanos, [54] permitiendo que se mantengan grandes poblaciones donde la comida y la depredación normalmente limitarían la población. tamaño. Hay una variedad de hábitats diferentes disponibles dentro del entorno urbano como resultado de las diferencias en el uso del suelo [50], lo que permite albergar más especies que hábitats más uniformes.
Las ciudades deben planificarse y construirse de tal manera que se minimicen los efectos urbanos en el entorno circundante (isla de calor urbana, precipitaciones, etc.), así como se optimice la actividad ecológica. Por ejemplo, aumentar el albedo , o poder reflectante, de las superficies en áreas urbanas puede minimizar la isla de calor urbana, [60] [61], lo que resulta en una menor magnitud del efecto de isla de calor urbana en áreas urbanas. Al minimizar estas tendencias anormales de temperatura y otras, la actividad ecológica probablemente mejoraría en el entorno urbano. [42] [62]
De hecho, la urbanización ha tenido un profundo efecto en el medio ambiente, tanto a escala local como global. Las dificultades para construir activamente corredores de hábitat y restablecer los ciclos biogeoquímicos a la normalidad plantean la cuestión de si tales objetivos son factibles. Sin embargo, algunos grupos están trabajando para devolver áreas de terreno afectadas por el paisaje urbano a un estado más natural. [63] Esto incluye el uso de la arquitectura paisajística para modelar sistemas naturales y restaurar ríos a estados preurbanos. [63]
Se está volviendo cada vez más crítico que se implementen acciones de conservación dentro de los paisajes urbanos. El espacio en las ciudades es limitado; El relleno urbano amenaza la existencia de espacios verdes . Los espacios verdes que están muy cerca de las ciudades también son vulnerables a la expansión urbana . Es común que el desarrollo urbano se produzca a costa de terrenos valiosos que podrían albergar especies de vida silvestre. Los recursos naturales y financieros son limitados; Se debe prestar mayor atención a las oportunidades de conservación que tengan en cuenta la viabilidad y la maximización de los beneficios esperados. [64] Dado que asegurar la tierra como área protegida es un lujo que no puede implementarse ampliamente, se deben explorar enfoques alternativos para evitar la extinción masiva de especies. [65] Borgström et al. 2006 sostienen que los ecosistemas urbanos son especialmente propensos a "desajustes de escala", por lo que el curso de acción correcto depende en gran medida del tamaño de las especies. Para algunas especies, la conservación se puede lograr en un solo jardín aislado porque su pequeño tamaño permite una gran población, por ejemplo, microorganismos del suelo . Mientras tanto, esa es la escala incorrecta para especies que son más móviles y/o más grandes, por ejemplo, polinizadores y dispersores de semillas , que requerirán espacios más grandes y/o conectados. [66]
La necesidad de buscar resultados de conservación en ambientes urbanos es más pronunciada para las especies cuya distribución global está contenida dentro de un paisaje modificado por el hombre. [67] El hecho es que muchas especies de vida silvestre amenazadas prevalecen en tipos de tierra que originalmente no estaban destinadas a la conservación. [67] De las 39 especies amenazadas restringidas a zonas urbanas de Australia, 11 especies se encuentran en los bordes de las carreteras, 10 especies se encuentran en tierras privadas, 5 especies se encuentran en tierras militares, 4 especies en escuelas, 4 especies en campos de golf, 4 especies en servidumbres de servicios públicos (como como ferrocarriles), 3 especies en aeropuertos y 1 especie en hospitales. [67] La especie de flor de arroz con púas Pimelea spicata persiste principalmente en un campo de golf, mientras que la flor de guinea hibbertia puberula glabrescens se conoce principalmente en los terrenos de un aeropuerto. [67] Los paisajes no convencionales como tales son los que deben priorizarse. El objetivo de la gestión de estas áreas es lograr una situación en la que todos ganen, donde se practiquen esfuerzos de conservación sin comprometer el uso original del espacio. Si bien estar cerca de grandes poblaciones humanas puede representar riesgos para las especies en peligro de extinción que habitan entornos urbanos, dicha cercanía puede resultar una ventaja siempre que la comunidad humana sea consciente y participe en los esfuerzos de conservación locales.
La reintroducción de especies en entornos urbanos puede ayudar a mejorar la biodiversidad local previamente perdida; sin embargo, se deben seguir las siguientes pautas para evitar efectos no deseados. [68] [69]
Con las demandas cada vez mayores de recursos que requiere la urbanización, han cobrado impulso campañas recientes para avanzar hacia un consumo sostenible de energía y recursos , como la certificación LEED de edificios, electrodomésticos con certificación Energy Star y vehículos de cero emisiones . La sostenibilidad refleja técnicas y consumos que garantizan un uso razonablemente bajo de recursos como componente de la ecología urbana. También se pueden utilizar técnicas como la recaptura de carbono para secuestrar compuestos de carbono producidos en los centros urbanos, en lugar de emitir continuamente más gases de efecto invernadero . [70] El uso de otros tipos de energía renovable como la bioenergía , la energía solar , la energía geotérmica y la energía eólica también ayudaría a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. [71]
Las áreas urbanas pueden convertirse en áreas más propicias para albergar vida silvestre mediante la aplicación de infraestructura verde . Aunque se han reconocido las oportunidades de la infraestructura verde (IG) para beneficiar a las poblaciones humanas, también existen oportunidades para conservar la diversidad de la vida silvestre. La infraestructura verde tiene el potencial de apoyar la solidez de la vida silvestre al proporcionar un hábitat más adecuado que la infraestructura “gris” convencional, así como ayudar en la gestión de aguas pluviales y la purificación del aire. [64] [72] La IG se puede definir como características que fueron diseñadas con elementos naturales o características naturales. [72] Esta constitución natural ayuda a prevenir la exposición de la vida silvestre a tóxicos artificiales. [59] Aunque la investigación sobre los beneficios de la IG para la biodiversidad ha aumentado exponencialmente en la última década, estos efectos rara vez se han cuantificado. En un estudio realizado por Alessandro Filazzola (et al.), se examinaron y metaanalizaron 1.883 manuscritos publicados en referencia a 33 estudios relevantes para determinar el efecto del IG en la vida silvestre. Aunque hubo variabilidad en los hallazgos, se determinó que la implementación de IG mejoró la biodiversidad en comparación con la infraestructura convencional. [72] En algunos casos, la IG incluso preservó medidas de biodiversidad comparables a las de los componentes naturales. [72]
En la planificación del uso del suelo , los espacios verdes urbanos son áreas de espacios abiertos reservadas para parques y otros "espacios verdes", incluida la vida vegetal, las fuentes de agua (también conocidas como espacios azules ) y otros tipos de entornos naturales. [75] La mayoría de los espacios abiertos urbanos son espacios verdes, pero ocasionalmente incluyen otros tipos de áreas abiertas. El paisaje de los espacios abiertos urbanos puede variar desde campos de juego hasta ambientes altamente mantenidos y paisajes relativamente naturales .
Generalmente considerados abiertos al público, los espacios verdes urbanos a veces son de propiedad privada, como campus de educación superior , parques/jardines vecinales/comunitarios y terrenos institucionales o corporativos. Las áreas fuera de los límites de la ciudad, como los parques estatales y nacionales , así como los espacios abiertos en el campo, no se consideran espacios abiertos urbanos. Las calles, plazas, plazas y plazas urbanas no siempre se definen como espacios urbanos abiertos en la planificación del uso del suelo. Los espacios verdes urbanos tienen impactos positivos de amplio alcance en la salud de las personas y comunidades cercanas al espacio verde. [75]
Las políticas de ecologización urbana son importantes para revitalizar las comunidades, reducir las cargas financieras de la atención sanitaria y aumentar la calidad de vida. La mayoría de las políticas se centran en los beneficios para la comunidad y en la reducción de los efectos negativos del desarrollo urbano, como la escorrentía superficial y el efecto de isla de calor urbana . [76] Históricamente, el acceso a espacios verdes ha favorecido a las comunidades más ricas y privilegiadas, por lo que el enfoque reciente en la ecologización urbana se ha centrado cada vez más en preocupaciones de justicia ambiental y la participación de la comunidad en el proceso de ecologización. [77] En particular, en ciudades con declive económico, como el Rust Belt en los Estados Unidos, la ecologización urbana tiene amplios impactos de revitalización comunitaria. [77]
Las áreas urbanas se han expandido enormemente, lo que ha resultado en que más de la mitad de la población mundial se encuentre en zonas urbanas. [78] A medida que la población continúa creciendo, se prevé que este número será de dos tercios de las personas que vivirán en áreas urbanas para 2050. [78]Una barrera asociada con la búsqueda de la cantidad adecuada de espacio verde urbano es la variedad de espacio que necesitan las diferentes especies para completar sus ciclos de vida. Esto también se ve agravado por las barreras artificiales que rodean los espacios verdes y que pueden restringir el movimiento de ciertas especies desde otros espacios verdes urbanos ubicados cerca. [79]
Aumento de la conectividad del hábitat de vida silvestre
La implementación de corredores de vida silvestre en áreas urbanas (y entre áreas de vida silvestre) promovería la conectividad del hábitat de vida silvestre . La conectividad del hábitat es fundamental para la salud de los ecosistemas y la conservación de la vida silvestre, pero se ve comprometida por la creciente urbanización . El desarrollo urbano ha provocado que los espacios verdes se fragmenten cada vez más y ha provocado efectos adversos en la variación genética dentro de las especies, la abundancia de la población y la riqueza de especies. Los espacios verdes urbanos que están unidos por corredores ecosistémicos tienen una mayor salud ecosistémica y resiliencia al cambio ambiental global. [64] El empleo de corredores puede formar una red de ecosistemas que facilite el movimiento y la dispersión. [64] Sin embargo, la planificación de estas redes requiere un plan espacial integral.
Un enfoque es centrarse en ciudades “que se están reduciendo” (como Detroit, Michigan , EE. UU.) que tienen una gran cantidad de lotes y terrenos baldíos que podrían reutilizarse como vías verdes para proporcionar servicios ecosistémicos (aunque incluso las ciudades con poblaciones en crecimiento suelen tener también terrenos baldíos). ). [64] Sin embargo, incluso las ciudades con altas tasas de desocupación a veces pueden presentar desafíos sociales y ambientales. Por ejemplo, los terrenos baldíos que se encuentran sobre suelos contaminados pueden contener metales pesados o escombros de construcción ; esto debe abordarse antes de la reutilización. [64] Una vez que la tierra ha sido reutilizada para servicios ecosistémicos, se deben buscar vías que puedan permitir que esta tierra contribuya a la conectividad estructural o funcional.
La conectividad estructural se refiere a partes del paisaje que están conectadas físicamente. [64] La conectividad funcional se refiere a tendencias específicas de especies que indican interacción con otras partes del paisaje. [64] En toda la ciudad de Detroit, se detectaron patrones espaciales que podrían promover la conectividad estructural. [64] La investigación realizada por Zhang "integra la ecología del paisaje y la teoría de grafos , el modelado espacial y el diseño del paisaje para desarrollar una metodología para la planificación de infraestructura verde multifuncional que fomente la sostenibilidad y la resiliencia socioecológica". [64] Utilizando un índice de conectividad funcional, se encontró que había una alta correlación entre estos resultados (conectividad estructural y funcional), lo que sugiere que las dos métricas podrían ser indicadores entre sí y podrían guiar la planificación de espacios verdes. [64]
Aunque los corredores urbanos de vida silvestre podrían servir como una posible herramienta de mitigación, es importante que se construyan de manera que faciliten el movimiento de la vida silvestre sin restricciones. Como los seres humanos pueden ser percibidos como una amenaza, el éxito de los corredores depende de la proximidad de la densidad de población humana a las carreteras. [80] En un estudio realizado por Tempe Adams (et al.), se utilizaron cámaras trampa con sensores remotos y datos de collares GPS para evaluar si el elefante africano usaría o no corredores urbanos estrechos de vida silvestre. El estudio se realizó en tres tipos diferentes de uso del suelo predominantemente urbano (en Botswana , Sudáfrica) durante un lapso de dos años.
Los resultados del estudio indicaron que los elefantes tendían a moverse más rápidamente por áreas desprotegidas y pasaban menos tiempo en esas áreas. [80] Utilizando el tráfico vehicular como medida de la actividad humana, el estudio indicó que la presencia de elefantes era mayor durante los momentos en que la actividad humana era mínima. [80] Se determinó que “la protección formal y la designación de corredores urbanos por parte de los órganos rectores pertinentes facilitaría la coexistencia entre las personas y la vida silvestre en pequeñas escalas espaciales”. [80] Sin embargo, la única forma en que esta coexistencia podría ser factible es creando conectividad estructural (y promoviendo así la conectividad funcional) mediante la implementación de corredores de vida silvestre adecuados que faciliten el movimiento fácil entre parches de hábitat. [64] [80] Se ha demostrado que el uso de infraestructura verde conectada a hábitats naturales genera mayores beneficios para la biodiversidad que la IG implementada en áreas alejadas de los hábitats naturales. La IG cerca de áreas naturales también puede aumentar la conectividad funcional en entornos naturales. [72]
Mitigación de atropellos
En los Estados Unidos, los atropellos cobran la vida de cientos de miles a cientos de millones de mamíferos, aves y anfibios cada año. [81] La mortalidad por atropellos tiene efectos perjudiciales sobre la probabilidad de persistencia, la abundancia y la diversidad genética de las poblaciones de vida silvestre (más que la reducción del movimiento a través de parches de hábitat). [81] Los atropellos también tienen un efecto sobre la seguridad del conductor. [81] Si no se pueden reservar áreas verdes, se debe abordar la presencia de hábitats de vida silvestre en las proximidades de las vías urbanas. La situación óptima sería evitar la construcción de carreteras junto a estos hábitats naturales, pero se pueden aplicar otras medidas preventivas para reducir la mortalidad animal. Una forma de mitigar estos efectos es mediante la implementación de cercas para la vida silvestre en áreas prioritarias. Muchos países utilizan pasos inferiores y elevados combinados con cercas para la vida silvestre para reducir la mortalidad por atropellos en un intento de restaurar la conectividad del hábitat. No es realista intentar vallar redes de carreteras enteras debido a limitaciones financieras. Por lo tanto, se debe centrar la atención en las zonas en las que se producen las tasas más altas de mortalidad. [81]
La expansión urbana es una de las muchas formas en que las tierras de los pueblos indígenas son expropiadas y desarrolladas en las ciudades del norte global, por lo que el conocimiento íntimo del área nativa (ecología) a menudo se pierde debido a los efectos de la colonización o porque la tierra ha sido alterada de manera importante. . El desarrollo urbano se produce alrededor de áreas donde vivían los pueblos indígenas, ya que estas áreas son fáciles de transportar y el entorno natural es fructífero. Al desarrollar áreas de suelo urbano, la consideración debe ir hacia los niveles íntimos de conocimiento de los Pueblos Indígenas y la diversidad biocultural y lingüística del lugar. [82] La ecología urbana sigue los marcos científicos occidentales y compartimenta la naturaleza. La ecología urbana tiene la oportunidad de ser vista de una manera interconectada y holística, a través de la " visión con dos ojos " [83] e inclusiva del conocimiento ecológico tradicional que poseen los pueblos indígenas locales de la zona.
La ecología de la restauración urbana se enriquecería con asociaciones con los pueblos indígenas locales, si se hace de una manera respetuosa que aborde la relación actualmente inequitativa. [37] Los pueblos no indígenas pueden apoyar a sus comunidades indígenas locales aprendiendo sobre la historia de la tierra y los ecosistemas que se están restaurando o estudiando. [37] La restauración ecológica construida con sólidas asociaciones indígenas beneficia a la cultura e identidad indígenas, así como a todos los habitantes urbanos. [37] [84]
La urbanización produce una serie de efectos locales y de largo alcance sobre la biodiversidad , los ciclos biogeoquímicos , la hidrología y el clima , entre otras tensiones. Muchos de estos efectos no se comprenden completamente, ya que la ecología urbana ha surgido recientemente como una disciplina científica y aún queda mucho por investigar. La investigación sobre ciudades fuera de Estados Unidos y Europa sigue siendo limitada. Las observaciones sobre el impacto de la urbanización en la biodiversidad y las interacciones entre especies son consistentes en muchos estudios, pero aún no se han establecido mecanismos definitivos. La ecología urbana constituye un subcampo importante y muy relevante de la ecología, y se deben realizar más estudios para comprender mejor los efectos de las áreas urbanas humanas en el medio ambiente. [85]
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