Un ecosistema marino costero es un ecosistema marino que se produce donde la tierra se encuentra con el océano. Los ecosistemas marinos costeros incluyen muchos tipos muy diferentes de hábitats marinos , cada uno con sus propias características y composición de especies. Se caracterizan por altos niveles de biodiversidad y productividad.
Por ejemplo, los estuarios son áreas donde los ríos de agua dulce se encuentran con el agua salada del océano, creando un ambiente que alberga una amplia variedad de especies, incluidos peces, mariscos y aves. Las marismas son humedales costeros que prosperan en costas de baja energía en áreas templadas y de latitudes altas , pobladas de plantas tolerantes a la sal, como cordgrass y saúco de las marismas , que proporcionan importantes áreas de cría para muchas especies de peces y mariscos. Los bosques de manglares sobreviven en las zonas intermareales de las costas tropicales o subtropicales, poblados por árboles tolerantes a la sal que protegen el hábitat de muchas especies marinas, incluidos cangrejos, camarones y peces.
Otros ejemplos son los arrecifes de coral y las praderas marinas , que se encuentran en aguas costeras cálidas y poco profundas. Los arrecifes de coral prosperan en aguas pobres en nutrientes en costas de alta energía que son agitadas por las olas. Son ecosistemas submarinos formados por colonias de animales diminutos llamados pólipos de coral . Estos pólipos secretan esqueletos duros de carbonato de calcio que se acumulan con el tiempo, creando estructuras submarinas complejas y diversas. Estas estructuras funcionan como algunos de los ecosistemas con mayor biodiversidad del planeta, proporcionando hábitat y alimento para una amplia gama de organismos marinos. Las praderas de pastos marinos pueden estar adyacentes a los arrecifes de coral. Estas praderas son praderas submarinas pobladas por plantas marinas con flores que proporcionan hábitats de cría y fuentes de alimento para muchas especies de peces, cangrejos y tortugas marinas , así como para dugongos . En aguas un poco más profundas se encuentran los bosques de algas marinas , ecosistemas submarinos que se encuentran en aguas frías y ricas en nutrientes, principalmente en regiones templadas. Estos están dominados por una gran alga parda llamada kelp , un tipo de alga que crece varios metros de altura, creando densos y complejos bosques submarinos. Los bosques de algas proporcionan hábitats importantes para muchas especies de peces, nutrias marinas y erizos de mar .
Directa e indirectamente, los ecosistemas marinos costeros proporcionan una amplia gama de servicios ecosistémicos para los humanos, como el ciclo de nutrientes y elementos y la purificación del agua mediante el filtrado de contaminantes. Secuestran carbono como protección contra el cambio climático . Protegen las costas reduciendo los impactos de las tormentas, reduciendo la erosión costera y moderando los eventos extremos. Proporcionan viveros y zonas de pesca esenciales para la pesca comercial . Proporcionan servicios recreativos y apoyan el turismo.
Estos ecosistemas son vulnerables a diversas perturbaciones antropogénicas y naturales, como la contaminación , la sobrepesca y el desarrollo costero, que tienen impactos significativos en su funcionamiento ecológico y los servicios que brindan. El cambio climático está impactando los ecosistemas costeros con aumentos del nivel del mar , acidificación de los océanos y mayor frecuencia e intensidad de las tormentas. Cuando los ecosistemas marinos costeros resultan dañados o destruidos, puede haber graves consecuencias para las especies marinas que dependen de ellos, así como para la salud general del ecosistema oceánico. Se están llevando a cabo algunos esfuerzos de conservación para proteger y restaurar los ecosistemas marinos costeros, como el establecimiento de áreas marinas protegidas y el desarrollo de prácticas de pesca sostenibles .
Los mares costeros son sistemas altamente productivos que brindan una variedad de servicios ecosistémicos a la humanidad, como el procesamiento de efluentes de nutrientes de la tierra y la regulación del clima. [1] Sin embargo, los ecosistemas costeros están amenazados por presiones inducidas por el hombre, como el cambio climático y la eutrofización . En la zona costera, los flujos y transformaciones de nutrientes y carbono que sustentan las funciones y servicios de los ecosistemas costeros están fuertemente regulados por procesos biológicos y químicos bentónicos (es decir, que ocurren en el fondo marino ). [1]
Los sistemas costeros también contribuyen a la regulación del clima y los ciclos de nutrientes , al procesar eficientemente las emisiones antropogénicas de la tierra antes de que lleguen al océano. [2] [3] [4] [5] El alto valor de estos servicios ecosistémicos es obvio considerando que una gran proporción de la población mundial vive cerca de la costa. [6] [7] [1]
Actualmente, los mares costeros de todo el mundo están experimentando importantes cambios ecológicos impulsados por presiones inducidas por el hombre, como el cambio climático, los aportes antropogénicos de nutrientes, la sobrepesca y la propagación de especies invasoras . [8] [9] En muchos casos, los cambios alteran las funciones ecológicas subyacentes hasta tal punto que se logran nuevos estados y se modifican las líneas de base . [10] [11] [1]
En 2015, las Naciones Unidas establecieron 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible con el objetivo de alcanzar ciertas metas para 2030. Su declaración de misión para su objetivo número 14, Vida submarina , es "conservar y utilizar de manera sostenible los océanos, mares y recursos marinos para el desarrollo sostenible". ". [12] Las Naciones Unidas también han declarado el período 2021-2030 como el Decenio de las Naciones Unidas para la Restauración de los Ecosistemas , pero la restauración de los ecosistemas costeros no está recibiendo la atención adecuada. [13]
Hábitats costeros
Zona entre mareas
Zonas intermareales
Las zonas intermareales son las áreas que son visibles y expuestas al aire durante la marea baja y cubiertas por agua salada durante la marea alta. [14] Hay cuatro divisiones físicas de la zona intermareal y cada una tiene sus características y vida silvestre distintas. Estas divisiones son la zona de pulverización, la zona intermareal alta, la zona intermareal media y la zona intermareal baja. La zona de pulverización es una zona húmeda a la que normalmente sólo llega el océano y queda sumergida únicamente durante las mareas altas o las tormentas. La zona intermareal alta queda sumergida durante la marea alta, pero permanece seca durante largos períodos entre mareas altas. [14] Debido a la gran variación de condiciones posibles en esta región, está habitada por una vida silvestre resistente que puede resistir estos cambios, como percebes, caracoles marinos, mejillones y cangrejos ermitaños. [14] Las mareas fluyen sobre la zona intermareal media dos veces al día y esta zona tiene una mayor variedad de vida silvestre. [14] La zona intermareal baja está sumergida casi todo el tiempo excepto durante las mareas más bajas y la vida es más abundante aquí debido a la protección que brinda el agua. [14]
estuarios
estuarios
Los estuarios se encuentran donde hay un cambio notable en la salinidad entre las fuentes de agua salada y dulce. Esto generalmente se encuentra donde los ríos se encuentran con el océano o el mar. La vida silvestre que se encuentra dentro de los estuarios es única ya que el agua en estas áreas es salobre: una mezcla de agua dulce que fluye hacia el océano y agua de mar salada. [15] También existen otros tipos de estuarios que tienen características similares a los estuarios salobres tradicionales. Los Grandes Lagos son un excelente ejemplo. Allí, el agua del río se mezcla con el agua del lago y crea estuarios de agua dulce. [15] Los estuarios son ecosistemas extremadamente productivos de los que dependen muchos humanos y especies animales para diversas actividades. [16] Esto puede verse como, de las 32 ciudades más grandes del mundo, 22 están ubicadas en estuarios, ya que brindan muchos beneficios ambientales y económicos, como hábitat crucial para muchas especies y centros económicos para muchas comunidades costeras. [16] Los estuarios también brindan servicios ecosistémicos esenciales, como filtración de agua, protección del hábitat, control de la erosión, regulación del gas y ciclo de nutrientes, e incluso brindan oportunidades de educación, recreación y turismo a las personas. [17]
Laguna
lagunas
Las lagunas son áreas que están separadas del agua más grande por barreras naturales como arrecifes de coral o bancos de arena. Hay dos tipos de lagunas, costeras y oceánicas/atolones. [18] Una laguna costera es, según la definición anterior, simplemente una masa de agua que está separada del océano por una barrera. Una laguna de atolón es un arrecife de coral circular o varias islas de coral que rodean una laguna. Las lagunas de los atolones suelen ser mucho más profundas que las lagunas costeras. [19] La mayoría de las lagunas son muy poco profundas, lo que significa que se ven muy afectadas por los cambios en las precipitaciones, la evaporación y el viento. Esto significa que la salinidad y la temperatura son muy variadas en las lagunas y que pueden tener agua que varía desde dulce hasta hipersalina. [19] Las lagunas se pueden encontrar en las costas de todo el mundo, en todos los continentes excepto en la Antártida y son un hábitat extremadamente diverso que alberga una amplia gama de especies que incluyen aves, peces, cangrejos, plancton y más. [19] Las lagunas también son importantes para la economía, ya que proporcionan una amplia gama de servicios ecosistémicos además de ser el hogar de muchas especies diferentes. Algunos de estos servicios incluyen la pesca, el ciclo de nutrientes, la protección contra inundaciones, la filtración de agua e incluso la tradición humana. [19]
arrecifes
los arrecifes de coral
Los arrecifes de coral son uno de los ecosistemas marinos más conocidos del mundo, siendo el más grande la Gran Barrera de Coral . Estos arrecifes están compuestos por grandes colonias de coral de diversas especies que conviven juntas. Los corales mantienen múltiples relaciones simbióticas con los organismos que los rodean. [20] Los arrecifes de coral se están viendo gravemente afectados por el calentamiento global. Son uno de los ecosistemas marinos más vulnerables. Debido a las olas de calor marinas que tienen altos niveles de calentamiento, los arrecifes de coral corren el riesgo de sufrir un gran deterioro, pérdida de sus importantes estructuras y exposición a una mayor frecuencia de olas de calor marinas. [21]
Arrecife de coral
Distribución global de la diversidad de corales, manglares y pastos marinos
Un dugongo tímido pero amenazado pasta en una pradera de pastos marinos, fomentando el rebrote [22]
Los arrecifes de bivalvos brindan protección costera a través del control de la erosión y la estabilización de la costa, y modifican el paisaje físico mediante la ingeniería de ecosistemas , proporcionando así hábitat para especies al facilitar las interacciones con otros hábitats, como comunidades bentónicas de llanuras mareales , pastos marinos y marismas . [23]
Vegetado
Distribución global de pastos marinos, marismas y manglares [24]
Los ecosistemas costeros con vegetación se encuentran en todo el mundo, como se ilustra en el diagrama de la derecha. Los lechos de pastos marinos se encuentran desde las frías aguas polares hasta los trópicos. Los bosques de manglares se limitan a zonas tropicales y subtropicales, mientras que las marismas se encuentran en todas las regiones, pero más comúnmente en zonas templadas. Combinados, estos ecosistemas cubren alrededor de 50 millones de hectáreas y brindan una amplia gama de servicios ecosistémicos, como producción pesquera, protección costera, amortiguación de la contaminación, así como altas tasas de secuestro de carbono . [25] [24]
La rápida pérdida de ecosistemas costeros con vegetación debido al cambio de uso de la tierra ha ocurrido durante siglos y se ha acelerado en las últimas décadas. Las causas de la conversión de hábitat varían a nivel mundial e incluyen la conversión a la acuicultura, la agricultura, la sobreexplotación forestal, el uso industrial, las represas aguas arriba, el dragado, la eutrofización de las aguas suprayacentes, el desarrollo urbano y la conversión a aguas abiertas debido al aumento acelerado y el hundimiento del nivel del mar. [25] [24]
Los ecosistemas costeros con vegetación generalmente residen sobre sedimentos ricos en materia orgánica que pueden tener varios metros de profundidad y retienen efectivamente carbono debido a condiciones de bajo oxígeno y otros factores que inhiben la descomposición en profundidad. [26] Estas reservas de carbono pueden exceder varias veces las de los ecosistemas terrestres, incluidos los bosques. [27] [28] Cuando los hábitats costeros se degradan o se convierten a otros usos de la tierra, el carbono del sedimento se desestabiliza o se expone al oxígeno, y el aumento posterior de la actividad microbiana libera grandes cantidades de gases de efecto invernadero a la atmósfera o la columna de agua . [29] [26] [30] [31] [32] [33] Los posibles impactos económicos que se derivan de la liberación a la atmósfera de carbono azul costero almacenado se sienten en todo el mundo. Los impactos económicos de las emisiones de gases de efecto invernadero en general se derivan del aumento asociado de las sequías, el nivel del mar y la frecuencia de fenómenos climáticos extremos. [34] [24]
Diagrama conceptual de la vegetación estuarina.
Servicios ecosistémicos proporcionados por un ecosistema costero con vegetación. [35] Diagrama que muestra la conectividad entre un ecosistema costero con vegetación para el ciclo de vida del langostino peneido, lo que indica que las valoraciones de las áreas de captura pueden pasar por alto una importancia crítica dentro del ciclo de vida. [35]
Humedales costeros
Los manglares dominan en las regiones tropicales y las marismas en las regiones templadas [36] [37] La presencia de heladas parece controlar la demarcación: a los manglares no les gustan las heladas. [38] dominan los manglares dominan las marismas
Los humedales costeros se encuentran entre los ecosistemas más productivos de la Tierra y generan servicios vitales que benefician a las sociedades humanas de todo el mundo. La estabilización de sedimentos mediante humedales como marismas y manglares sirve para proteger a las comunidades costeras de las tormentas, las inundaciones y la erosión de la tierra. [39] Los humedales costeros también reducen la contaminación causada por desechos humanos, [40] [41] eliminan el exceso de nutrientes de la columna de agua, [42] atrapan contaminantes, [43] y secuestran carbono. [44] Además, los humedales cercanos a la costa actúan como hábitats de cría esenciales y zonas de alimentación para los peces de caza , sustentando a un grupo diverso de especies económicamente importantes. [45] [46] [47] [48] [49]
Bosques de manglares
Los manglares son árboles o arbustos que crecen en suelos con poco oxígeno cerca de las costas en latitudes tropicales o subtropicales. [50] Son un ecosistema extremadamente productivo y complejo que conecta la tierra y el mar. Los manglares están formados por especies que no están necesariamente relacionadas entre sí y a menudo se agrupan por las características que comparten más que por la similitud genética. [51] Debido a su proximidad a la costa, todos han desarrollado adaptaciones como la excreción de sal y la aireación de las raíces para vivir en agua salada y sin oxígeno. [51] Los manglares a menudo pueden reconocerse por su densa maraña de raíces que actúan para proteger la costa al reducir la erosión causada por marejadas ciclónicas, corrientes, olas y mareas. [50] El ecosistema de manglares también es una fuente importante de alimento para muchas especies, así como excelente para secuestrar dióxido de carbono de la atmósfera; el almacenamiento global de carbono de los manglares se estima en 34 millones de toneladas métricas por año. [51]
Marismas
Las marismas son una transición del océano a la tierra, donde se mezclan el agua dulce y salada. [52] El suelo de estos pantanos suele estar compuesto de barro y una capa de material orgánico llamado turba. La turba se caracteriza por ser materia vegetal en descomposición inundada y llena de raíces que a menudo causa niveles bajos de oxígeno (hipoxia). Estas condiciones hipóxicas provocan el crecimiento de bacterias que también dan a las marismas el olor sulfuroso por el que a menudo son conocidas. [53] Las marismas existen en todo el mundo y son necesarias para tener ecosistemas saludables y una economía saludable. Son ecosistemas extremadamente productivos y brindan servicios esenciales para más del 75 por ciento de las especies pesqueras y protegen las costas de la erosión y las inundaciones. [53] Las marismas generalmente se pueden dividir en marismas altas, marismas bajas y el borde de las tierras altas. La marisma baja está más cerca del océano y se inunda casi con todas las mareas, excepto con la marea baja. [52] El pantano alto se encuentra entre el pantano bajo y el borde de las tierras altas y, por lo general, solo se inunda cuando hay mareas más altas de lo habitual. [52] El borde de las tierras altas es el borde de agua dulce del pantano y generalmente se encuentra en elevaciones ligeramente más altas que el pantano alto. Esta región generalmente solo se inunda en condiciones climáticas extremas y experimenta condiciones de anegamiento y estrés salino mucho menores que otras áreas del pantano. [52]
Praderas de posidonia
Las praderas marinas forman densas praderas submarinas que se encuentran entre los ecosistemas más productivos del mundo. Proporcionan hábitats y alimento para una diversidad de vida marina comparable a los arrecifes de coral. Esto incluye invertebrados como camarones y cangrejos, bacalao y peces planos, mamíferos marinos y aves. Proporcionan refugio a especies en peligro de extinción como caballitos de mar, tortugas y dugongos. Funcionan como hábitats de cría para camarones, vieiras y muchas especies de peces comerciales. Las praderas de pastos marinos brindan protección costera contra las tormentas por la forma en que sus hojas absorben la energía de las olas cuando golpean la costa. Mantienen saludables las aguas costeras al absorber bacterias y nutrientes, y ralentizan la velocidad del cambio climático al secuestrar dióxido de carbono en los sedimentos del fondo del océano.
Las praderas marinas evolucionaron a partir de algas marinas que colonizaron la tierra y se convirtieron en plantas terrestres, y luego regresaron al océano hace unos 100 millones de años. Sin embargo, hoy en día las praderas marinas están siendo dañadas por actividades humanas como la contaminación por escorrentía terrestre, los barcos pesqueros que arrastran dragas o redes de arrastre por las praderas arrancando la hierba y la sobrepesca que desequilibra el ecosistema. Actualmente, las praderas marinas están siendo destruidas a un ritmo de aproximadamente dos campos de fútbol cada hora.
Pradera de pastos marinos
bosque de algas
Bosques de algas
Los bosques de algas se encuentran en todo el mundo en océanos costeros templados y polares . [54] En 2007, también se descubrieron bosques de algas marinas en aguas tropicales cerca de Ecuador . [55]
Los bosques de algas marinas, formados físicamente por macroalgas pardas , proporcionan un hábitat único para los organismos marinos [56] y son una fuente para comprender muchos procesos ecológicos. Durante el último siglo, han sido el foco de una extensa investigación, particularmente en ecología trófica , y continúan provocando ideas importantes que son relevantes más allá de este ecosistema único. Por ejemplo, los bosques de algas marinas pueden influir en los patrones oceanográficos costeros [57] y proporcionar muchos servicios ecosistémicos . [58]
Sin embargo, la influencia de los humanos a menudo ha contribuido a la degradación de los bosques de algas . De particular preocupación son los efectos de la sobrepesca en los ecosistemas cercanos a la costa, que puede liberar a los herbívoros de su regulación poblacional normal y resultar en un pastoreo excesivo de algas marinas y otras algas. [59] Esto puede resultar rápidamente en transiciones a paisajes áridos donde persisten relativamente pocas especies. [60] [61] Ya debido a los efectos combinados de la sobrepesca y el cambio climático , los bosques de algas casi han desaparecido en muchos lugares especialmente vulnerables, como la costa este de Tasmania y la costa del norte de California . [62] [63] La implementación de áreas marinas protegidas es una estrategia de gestión útil para abordar estos problemas, ya que puede limitar los impactos de la pesca y proteger el ecosistema de los efectos aditivos de otros factores estresantes ambientales.
Ecología costera
Redes alimentarias costeras
Las aguas costeras incluyen las aguas de los estuarios y las plataformas continentales . Ocupan alrededor del 8 por ciento del área total del océano [64] y representan aproximadamente la mitad de toda la productividad del océano. Los nutrientes clave que determinan la eutrofización son el nitrógeno en las aguas costeras y el fósforo en los lagos. Ambos se encuentran en altas concentraciones en el guano (heces de aves marinas), que actúa como fertilizante para el océano circundante o un lago adyacente. El ácido úrico es el compuesto nitrogenado dominante y durante su mineralización se producen diferentes formas de nitrógeno. [sesenta y cinco]
Los ecosistemas, incluso aquellos con fronteras aparentemente distintas, rara vez funcionan independientemente de otros sistemas adyacentes. [66] Los ecologistas reconocen cada vez más los importantes efectos que el transporte de energía y nutrientes entre ecosistemas tiene sobre las poblaciones y comunidades de plantas y animales. [67] [68] Un ejemplo bien conocido de esto es cómo las aves marinas concentran nutrientes de origen marino en islas de reproducción en forma de heces (guano), que contienen entre un 15% y un 20% de nitrógeno (N), así como un 10% de fósforo. [69] [70] [71] Estos nutrientes alteran drásticamente el funcionamiento y la dinámica del ecosistema terrestre y pueden respaldar una mayor productividad primaria y secundaria. [72] [73] Sin embargo, aunque muchos estudios han demostrado el enriquecimiento de nitrógeno de los componentes terrestres debido a la deposición de guano en varios grupos taxonómicos, [72] [74] [75] [76] solo unos pocos han estudiado su retroacción en los ecosistemas marinos y la mayoría de estos estudios se limitaron a regiones templadas y aguas ricas en nutrientes. [69] [77] [78] [79] En los trópicos, los arrecifes de coral se pueden encontrar adyacentes a islas con grandes poblaciones de aves marinas reproductoras, y podrían verse potencialmente afectados por el enriquecimiento de nutrientes locales debido al transporte de nutrientes derivados de aves marinas en aguas circundantes. Los estudios sobre la influencia del guano en los ecosistemas marinos tropicales sugieren que el nitrógeno del guano enriquece el agua de mar y los productores primarios de los arrecifes. [77] [80] [81]
Los corales formadores de arrecifes tienen necesidades esenciales de nitrógeno y, al prosperar en aguas tropicales pobres en nutrientes [82] donde el nitrógeno es un nutriente limitante importante para la productividad primaria, [83] han desarrollado adaptaciones específicas para conservar este elemento. Su establecimiento y mantenimiento se deben en parte a su simbiosis con dinoflagelados unicelulares, Symbiodinium spp. (zooxantelas), que pueden absorber y retener nitrógeno inorgánico disuelto (amonio y nitrato) de las aguas circundantes. [84] [85] [86] Estas zooxantelas también pueden reciclar los desechos animales y posteriormente transferirlos de regreso al huésped coralino como aminoácidos, [87] amonio o urea. [88] Los corales también pueden ingerir partículas de sedimentos ricos en nitrógeno [89] [90] y plancton. [91] [92] La eutrofización costera y el exceso de suministro de nutrientes pueden tener fuertes impactos en los corales, lo que lleva a una disminución en el crecimiento esquelético, [85] [93] [94] [95] [81]
Vías para que el nitrógeno derivado del guano ingrese a las redes alimentarias marinas [81]
Efectos previstos de los depredadores, o la falta de depredadores, sobre los servicios ecosistémicos (secuestro de carbono, protección costera y estabilidad de los ecosistemas) en las comunidades de plantas costeras. Se predice que los depredadores, a través de interacciones directas e indirectas con niveles tróficos más bajos , apoyan una mayor absorción de carbono en las plantas y los suelos, protegen las costas de las marejadas ciclónicas y las inundaciones, y apoyan la estabilidad y la resistencia. [96]
La teoría de la red alimentaria predice que la actual disminución global de los depredadores marinos podría generar consecuencias no deseadas para muchos ecosistemas marinos. En las comunidades de plantas costeras, como las algas marinas, las praderas marinas, los bosques de manglares y las marismas, varios estudios han documentado los efectos de gran alcance del cambio en las poblaciones de depredadores. En todos los ecosistemas costeros, la pérdida de depredadores marinos parece afectar negativamente a las comunidades de plantas costeras y los servicios ecosistémicos que brindan. [96]
La hipótesis del mundo verde predice que la pérdida de control de los depredadores sobre los herbívoros podría resultar en un consumo desbocado que eventualmente despojaría de vegetación un paisaje o un paisaje marino. [97] Desde el inicio de la hipótesis del mundo verde, los ecólogos han tratado de comprender la prevalencia de los efectos indirectos y alternos de los depredadores en los niveles tróficos inferiores ( cascadas tróficas ) y su impacto general en los ecosistemas. [98] Múltiples líneas de evidencia ahora sugieren que los principales depredadores son clave para la persistencia de algunos ecosistemas. [98] [96]
Con una pérdida de hábitat estimada superior al 50 por ciento, las comunidades de plantas costeras se encuentran entre los ecosistemas más amenazados del mundo. [99] [100] [101] Por más sombrío que sea este número, a los depredadores que patrullan los sistemas costeros les ha ido mucho peor. Varios taxones depredadores, incluidas especies de mamíferos marinos , elasmobranquios y aves marinas, han disminuido entre un 90 y un 100 por ciento en comparación con las poblaciones históricas. [10] [102] La disminución de los depredadores es anterior a la disminución del hábitat, [10] lo que sugiere que las alteraciones en las poblaciones de depredadores pueden ser un importante impulsor del cambio en los sistemas costeros. [103] [104] [96]
No hay duda de que el colapso de las poblaciones de depredadores marinos se debe a la sobreexplotación humana. Las disminuciones y extinciones localizadas de los depredadores costeros por parte de los humanos comenzaron hace más de 40.000 años con la recolección de subsistencia. [105] Sin embargo, para la mayoría de los depredadores marinos de gran tamaño ( ballenas dentadas , grandes peces pelágicos , aves marinas, pinnípedos y nutrias ), el comienzo de su fuerte declive global se produjo durante el último siglo, coincidiendo con la expansión de las poblaciones humanas costeras y Avances en la pesca industrial . [10] [106] Tras la disminución global de los depredadores marinos, comenzaron a surgir pruebas de cascadas tróficas en los ecosistemas costeros, [107] [108] [109] [110] con la inquietante constatación de que afectaban a algo más que a las poblaciones de especies tróficas inferiores. niveles. [98] [96]
La comprensión de la importancia de los depredadores en las comunidades de plantas costeras se ha visto reforzada por su capacidad documentada para influir en los servicios ecosistémicos. Múltiples ejemplos han demostrado que los cambios en la fuerza o dirección de los efectos de los depredadores en los niveles tróficos inferiores pueden influir en la erosión costera , [111] el secuestro de carbono , [112] [113] y la resiliencia de los ecosistemas . [114] La idea de que la extirpación de depredadores puede tener efectos de gran alcance en la persistencia de las plantas costeras y sus servicios ecosistémicos se ha convertido en una motivación importante para su conservación en los sistemas costeros. [98] [113] [96]
Ecología del paisaje marino
Ejemplo de conectividad de un paisaje marino entre diferentes tipos de parches en un paisaje marino tropical y el flujo de servicios ecosistémicos. Los vínculos ecológicos se representan con flechas: terrestres (marrón); manglares (verdes); pastos marinos (azul); y arrecifes de coral (rojo). También se muestran las posibles reacciones de los impactos humanos (flechas amarillas). [115] [116]
La ecología del paisaje marino es la versión marina y costera de la ecología del paisaje . [117] Actualmente está emergiendo como una ciencia ecológica interdisciplinaria y espacialmente explícita con relevancia para la gestión marina, la conservación y la restauración de la biodiversidad. [116] Los paisajes marinos son espacios oceánicos complejos, moldeados por patrones y procesos dinámicos e interconectados que operan en una variedad de escalas espaciales y temporales. [118] [119] [120] Los rápidos avances en las tecnologías geoespaciales y la proliferación de sensores, tanto por encima como por debajo de la superficie del océano, han revelado patrones y procesos ecológicos intrincados y científicamente intrigantes, [121] [122] [123] algunos de que son el resultado de las actividades humanas. [124] [125] A pesar del progreso en la recopilación, mapeo e intercambio de datos oceánicos, la brecha entre los avances tecnológicos y la capacidad de generar conocimientos ecológicos para la gestión marina y las prácticas de conservación sigue siendo sustancial. [126] [127] Por ejemplo, existen lagunas fundamentales en la comprensión de la estructura espacial multidimensional en el mar, [123] [120] [128] y las implicaciones para la salud planetaria y el bienestar humano. [127] Una comprensión más profunda de los vínculos a múltiples escalas entre la estructura, la función y el cambio ecológicos respaldará mejor el diseño de estrategias de todo el sistema para la preservación de la biodiversidad y reducirá la incertidumbre en torno a las consecuencias de la actividad humana. Por ejemplo, en el diseño y evaluación de áreas marinas protegidas (AMP) y la restauración de hábitats, es importante comprender la influencia del contexto espacial, la configuración y la conectividad, y considerar los efectos de escala. [129] [130] [131] [132] [116]
Migraciones de peces entre hábitats de arrecifes de coral, macroalgas, pastos marinos y manglares: [133] (a) migraciones de alimentación diel y de marea, (b) migración ontogenética de peces juveniles de arrecife de coral.
La cascada de ecosistemas para estructurar los pasos de inventario y análisis de escenarios en el proceso de planificación espacial marina. [134]
Interacciones entre ecosistemas
Principales interacciones entre manglares, pastos marinos y arrecifes de coral
El diagrama de la derecha muestra las principales interacciones entre manglares, pastos marinos y arrecifes de coral. [135] Los arrecifes de coral, las praderas marinas y los manglares protegen los hábitats más hacia el interior de las tormentas y los daños causados por las olas, además de participar en un intercambio trisistema de peces e invertebrados móviles. Los manglares y las praderas marinas son fundamentales para regular los flujos de sedimentos, agua dulce y nutrientes hacia los arrecifes de coral. [135]
El diagrama inmediatamente debajo muestra ubicaciones donde existen manglares, arrecifes de coral y lechos de pastos marinos a un kilómetro de distancia entre sí. La intersección amortiguada entre los tres sistemas proporciona tasas relativas de coocurrencia a escala global. Las regiones donde los sistemas se cruzan fuertemente incluyen América Central (Belice), el Caribe, el Mar Rojo, el Triángulo de Coral (particularmente Malasia), Madagascar y la Gran Barrera de Coral. [135]
Sinergias de servicios ecosistémicos entre manglares, pastos marinos y arrecifes de coral [135]
El diagrama de la derecha ilustra gráficamente las sinergias de servicios ecosistémicos entre manglares, pastos marinos y arrecifes de coral. Los servicios ecosistémicos proporcionados por arrecifes, pastos marinos y manglares intactos son muy valiosos y se mejoran mutuamente. La protección costera (atenuación de tormentas/olas) mantiene la estructura de los ecosistemas adyacentes y los servicios ecosistémicos asociados, en una dirección de mar a tierra. Las pesquerías se caracterizan por tener especies migratorias y, por lo tanto, proteger las pesquerías en un ecosistema aumenta la biomasa de peces en otros. El turismo se beneficia de la protección costera y de una pesca saludable procedente de múltiples ecosistemas. Aquí no trazamos conexiones dentro de los ecosistemas para enfatizar mejor las sinergias entre sistemas. [135]
Ecología de red
Red alimentaria intermareal que destaca nodos y vínculos de (A) pesca artesanal y (B) plancton [136]
Para complicar las cosas, la eliminación de biomasa del océano ocurre simultáneamente con muchos otros factores estresantes asociados al cambio climático que comprometen la capacidad de estos sistemas socioecológicos para responder a las perturbaciones. [137] [138] [139] Además de la temperatura de la superficie del mar, el cambio climático también afecta muchas otras características físico-químicas de las aguas marinas costeras (estratificación, acidificación, ventilación) [140] [141] así como los regímenes de viento que controlan la superficie productividad del agua a lo largo de los ecosistemas productivos de surgencia costera. [142] [143] [144] [145] [146] Los cambios en la productividad de los océanos se reflejan en cambios en la biomasa de plancton. El plancton aporta aproximadamente la mitad de la producción primaria mundial, sustenta las redes alimentarias marinas, influye en el proceso biogeoquímico en el océano y afecta fuertemente a la pesca comercial. [147] [148] [149] De hecho, se espera una disminución general de la productividad del plancton marino a escalas globales. [141] [147] [150] Ya se han producido aumentos y disminuciones a largo plazo en la productividad del plancton durante las últimas dos décadas [151] [152] a lo largo de extensas regiones del ecosistema de surgencia de Humboldt frente a Chile, y se espera que se propaguen hacia arriba. Redes alimentarias pelágicas y bentónicas. [136]
La ecología de redes ha avanzado en la comprensión de los ecosistemas al proporcionar un marco poderoso para analizar las comunidades biológicas. [153] Estudios anteriores utilizaron este marco para evaluar la solidez de la red alimentaria frente a la extinción de especies, definida como la fracción de especies iniciales que permanecen presentes en el ecosistema después de una extinción primaria. [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] Estos estudios mostraron la importancia para la persistencia de la red alimentaria de especies altamente conectadas (independiente de la posición trófica), [154] [157] [162] especies basales, [155] y especies altamente conectadas que, al mismo tiempo, sustentan tróficamente a otras especies altamente conectadas. [158] La mayoría de estos estudios utilizaron un enfoque estático, que surge de la teoría de redes y analiza los impactos de los cambios estructurales en las redes alimentarias representadas por nodos (especies) y enlaces (interacciones) que conectan nodos, pero ignora las fortalezas de la interacción y la dinámica poblacional de especies que interactúan. [154] Otros estudios utilizaron un enfoque dinámico, que considera no solo la estructura y la intensidad de las interacciones en una red alimentaria, sino también los cambios en las biomasas de las especies a lo largo del tiempo y los efectos indirectos que estos cambios tienen en otras especies. [155] [156] [163] [164] [165] [136]
Biogeoquímica costera
Procesos de vegetación y fauna que controlan los flujos biogeoquímicos bentónicos. [1] Flechas blancas: flujos de solutos, flechas negras: flujos de partículas. Producción primaria: absorción de nutrientes y CO 2 y liberación de oxígeno (1), sedimentación mejorada y estabilización de sedimentos por parte de los productores primarios bentónicos (2), absorción de alimentos (3), egestión/biodeposición de heces (4), excreción y respiración de nutrientes (5). y bioturbación, incluida la bioirrigación (6) y la mezcla de sedimentos (7).Procesos de fuente y sumidero de biomasa de animales bentónicos [1] con vínculos con los ciclos del carbono, nitrógeno, fósforo y oxígeno. POM = materia orgánica particulada . DIN, DIP = nitrógeno inorgánico y fósforo disueltos respectivamente.
A nivel mundial, la eutrofización es uno de los principales problemas ambientales en los ecosistemas costeros. Durante el último siglo, los aportes fluviales anuales de nitrógeno y fósforo a los océanos han aumentado de 19 a 37 megatoneladas de nitrógeno y de 2 a 4 megatoneladas de fósforo. [166] A nivel regional, estos aumentos fueron aún más sustanciales, como se observó en los Estados Unidos, Europa y China. En el Mar Báltico las cargas de nitrógeno y fósforo aumentaron aproximadamente en un factor de tres y seis, respectivamente. [167] El flujo de nitrógeno fluvial ha aumentado en un orden de magnitud hacia las aguas costeras de China en treinta años, mientras que la exportación de fósforo se ha triplicado entre 1970 y 2000. [168] [169] [1]
Los esfuerzos para mitigar la eutrofización mediante reducciones de la carga de nutrientes se ven obstaculizados por los efectos del cambio climático . [9] Los cambios en las precipitaciones aumentan la escorrentía de N, P y carbono (C) de la tierra, lo que, junto con el calentamiento y el aumento de la disolución de CO 2 , alteran los ciclos acoplados de nutrientes marinos y carbono. [170] [171] [1]
A diferencia del océano abierto , donde el ciclo biogeoquímico está dominado en gran medida por procesos pelágicos impulsados principalmente por la circulación oceánica , en la zona costera , los procesos pelágicos y bentónicos interactúan fuertemente y son impulsados por un entorno físico complejo y dinámico. [172] La eutrofización en las zonas costeras conduce a cambios hacia algas oportunistas de rápido crecimiento y, en general, a una disminución de la macrovegetación bentónica debido a la disminución de la penetración de la luz, el cambio de sustrato y una mayor cantidad de sedimentos reductores. [173] [174] El aumento de la producción y el calentamiento de las aguas han provocado una hipoxia en expansión en el fondo marino con la consiguiente pérdida de fauna bentónica . [175] [176] Los sistemas hipóxicos tienden a perder muchos organismos superiores de larga vida y los ciclos biogeoquímicos generalmente quedan dominados por procesos bacterianos bentónicos y un rápido recambio pelágico. [177] Sin embargo, si no se produce hipoxia, la fauna bentónica tiende a aumentar en biomasa con la eutrofización. [178] [179] [180] [1]
Los cambios en la biota bentónica tienen impactos de gran alcance en los ciclos biogeoquímicos en la zona costera y más allá. En la zona iluminada , los microfitos y macrófitos bentónicos median los flujos biogeoquímicos a través de la producción primaria , el almacenamiento de nutrientes y la estabilización de sedimentos y actúan como hábitat y fuente de alimento para una variedad de animales, como se muestra en el diagrama de arriba a la izquierda. Los animales bentónicos contribuyen a las transformaciones biogeoquímicas y a los flujos entre el agua y los sedimentos, tanto directamente a través de su metabolismo como indirectamente, reelaborando físicamente los sedimentos y sus aguas intersticiales y estimulando los procesos bacterianos. El pastoreo de materia orgánica pelágica y la biodeposición de heces y pseudoheces por parte de la fauna que se alimenta en suspensión aumenta las tasas de sedimentación de la materia orgánica. [181] [182] Además, los nutrientes y el carbono se retienen en la biomasa y se transforman de formas orgánicas a inorgánicas mediante procesos metabólicos. [183] [180] [184] La bioturbación , incluida la reelaboración de sedimentos y las actividades de ventilación de madrigueras ( bioirrigación ), redistribuye partículas y solutos dentro del sedimento y mejora los flujos de solutos entre sedimento y agua. [185] [186] La bioturbación también puede mejorar la resuspensión de partículas, un fenómeno denominado "bioresuspensión". [187] En conjunto, todos estos procesos afectan las condiciones físicas y químicas en la interfaz sedimento-agua, [188] e influyen fuertemente en la degradación de la materia orgánica. [189] Cuando se amplían al nivel del ecosistema, estas condiciones modificadas pueden alterar significativamente el funcionamiento de los ecosistemas costeros y, en última instancia, el papel de la zona costera en el filtrado y transformación de nutrientes y carbono. [1]
Los impactos humanos directos y el conjunto completo de impulsores del cambio global son la principal causa de la extinción de especies en los ecosistemas del Antropoceno , [190] [105] con consecuencias perjudiciales para el funcionamiento de los ecosistemas y sus servicios a las sociedades humanas. [191] [192] La crisis pesquera mundial es una de esas consecuencias, que trasciende las estrategias de pesca, las regiones oceánicas, las especies e incluye países que tienen poca regulación y aquellos que han implementado estrategias de cogestión basadas en derechos para reducir la sobreexplotación . [193] [194] [195] [196] [136]
Chile ha sido uno de los países que implementó Derechos de Uso Territorial (TURF) [197] [198] en una escala geográfica sin precedentes para gestionar los diversos recursos bentónicos costeros mediante una estrategia de cogestión. [199] [200] Estos TURFS se utilizan para la pesca artesanal. Estas pesquerías artesanales capturan activamente más de 60 especies bentónicas costeras, [201] y especies que se extraen de hábitats intermareales y submareales poco profundos. [202] [203] El sistema TURF chileno trajo mejoras significativas en la sostenibilidad de este complejo sistema socioecológico, ayudando a reconstruir las poblaciones de peces bentónicos , [201] [199] mejorando la percepción de los pescadores hacia la sostenibilidad y aumentando el cumplimiento9, además de mostrar efectos secundarios positivos sobre la conservación de la biodiversidad. [204] [205] Sin embargo, la situación de la mayoría de las pesquerías artesanales aún está lejos de ser sostenible, y muchas poblaciones de peces y ecosistemas costeros muestran signos de sobreexplotación y degradación de los ecosistemas, una consecuencia de los bajos niveles de cooperación y la escasa aplicación de las regulaciones TURF. lo que conduce a altos niveles de pesca ilegal y parasitismo . [206] [207] [208] Es imperativo mejorar la comprensión de los efectos de estas pesquerías artesanales de múltiples especies que capturan simultáneamente especies en todos los niveles tróficos, desde los productores primarios de algas marinas hasta los principales carnívoros. [203] [209] [136]
Sensores remotos
Las zonas costeras se encuentran entre las zonas más pobladas del planeta. [212] [213] A medida que la población continúa aumentando, el desarrollo económico debe expandirse para apoyar el bienestar humano. Sin embargo, este desarrollo puede dañar la capacidad del medio ambiente costero de continuar apoyando el bienestar humano para las generaciones actuales y futuras. [214] La gestión de complejos sistemas socioecológicos costeros y marinos requiere herramientas que proporcionen marcos con la capacidad de responder a problemas actuales y emergentes. [215] [210] Las tecnologías de recopilación remota de datos incluyen la teledetección por satélite , la teledetección aérea , los vehículos aéreos no tripulados , los vehículos de superficie no tripulados , los vehículos submarinos no tripulados y los sensores estáticos. [210]
Se han desarrollado marcos que intentan abordar e integrar estas cuestiones complejas, como el marco de Evaluación de Ecosistemas del Milenio que vincula los impulsores, los servicios de los ecosistemas y el bienestar humano [216] [210] Sin embargo, la obtención de los datos ambientales necesarios para utilizar dichos marcos es difícil, especialmente en países donde el acceso a datos confiables y su difusión son limitados o inexistentes [217] o incluso frustrados. [210] Las técnicas tradicionales de muestreo puntual y observación en el medio ambiente ofrecen un alto contenido de información, [218] pero son caras y a menudo no proporcionan una cobertura espacial y temporal adecuada, mientras que la teledetección puede proporcionar soluciones rentables, así como datos para ubicaciones donde no hay información o ésta es limitada. [219] [210]
Los sistemas de observación costera suelen estar financiados a nivel nacional y construidos en torno a prioridades nacionales. Como resultado, actualmente existen diferencias significativas entre países en términos de sostenibilidad, capacidad de observación y tecnologías, así como métodos y prioridades de investigación. [211] Los sistemas de observación de los océanos en las zonas costeras deben avanzar hacia sistemas integrados, multidisciplinarios y multiescala , donde se pueda explotar la heterogeneidad para ofrecer respuestas adecuadas a su propósito. [211] Los elementos esenciales de tales sistemas de observación distribuidos son el uso de comunicación de máquina a máquina , la fusión de datos y el procesamiento aplicando desarrollos tecnológicos recientes para el Internet de las cosas (IoT) hacia una ciberinfraestructura común . [211] Se ha argumentado que la estandarización que la IoT aporta a la detección inalámbrica revolucionará áreas como ésta. [220]
Las zonas costeras son las partes más dinámicas y productivas de los océanos, lo que las convierte en una fuente importante de recursos humanos y servicios. Las aguas costeras se encuentran en contacto inmediato con poblaciones humanas y expuestas a perturbaciones antropogénicas, lo que pone en peligro estos recursos y servicios. [221] Estas preocupaciones explican por qué, en varias regiones costeras, se ha implementado un número cada vez mayor de sistemas de observación en la última década. [222] La expansión de las observaciones costeras coherentes y sostenidas ha sido fragmentada e impulsada por políticas nacionales y regionales y, a menudo, se lleva a cabo a través de proyectos de investigación a corto plazo. [223] Esto da como resultado diferencias significativas entre países tanto en términos de sostenibilidad como de observación de tecnologías, métodos y prioridades de investigación. [211]
A diferencia del océano abierto, donde los desafíos están bastante bien definidos y las partes interesadas son menos y están bien identificadas, los procesos costeros son complejos y actúan en varias escalas espaciales y temporales, con usuarios y partes interesadas numerosos y diversificados, a menudo con intereses en conflicto. Para adaptarse a tal complejidad, el sistema de observación de los océanos costeros debe ser un sistema de sistemas integrado, multidisciplinario y multiescala. [224] [211]
Cambios de régimen
Diagrama de flujo del ecosistema de la plataforma continental portuguesa [225]
Los ecosistemas marinos se ven afectados por diversas presiones y, en consecuencia, pueden sufrir cambios significativos que pueden interpretarse como cambios de régimen . [225] Los ecosistemas marinos en todo el mundo se ven afectados por crecientes presiones naturales y antropogénicas y, en consecuencia, sufren cambios significativos a un ritmo sin precedentes. Afectados por estos cambios, los ecosistemas pueden reorganizarse y aún mantener la misma función, estructura e identidad. [226] Sin embargo, bajo algunas circunstancias, el ecosistema puede sufrir cambios que modifican la estructura y función del sistema y este proceso puede describirse como un cambio hacia un nuevo régimen. [226] [227] [228] [225]
Por lo general, un cambio de régimen es provocado por variaciones a gran escala inducidas por el clima, [229] una intensa explotación pesquera [230] o ambas. [231] Los criterios utilizados para definir los cambios de régimen varían y los cambios que deben ocurrir para considerar que un sistema ha sufrido un cambio de régimen no están bien definidos. [232] Normalmente, los cambios de régimen se definen como cambios de alta amplitud, baja frecuencia y, a menudo, abruptos en la abundancia de especies y la composición de la comunidad que se observan en múltiples niveles tróficos (TL). [233] Se espera que estos cambios ocurran a gran escala espacial y ocurran simultáneamente con cambios físicos en el sistema climático. [233] [228] [234 ] [235] [236] [237] [232] [225]
Se han descrito cambios de régimen en varios ecosistemas marinos, incluido el norte de Benguela , [238] el Mar del Norte, [239] y el Mar Báltico. [240] En los grandes ecosistemas de surgencia , es común observar fluctuaciones decenales en la abundancia de especies y sus reemplazos. [241] Estas fluctuaciones podrían ser irreversibles y podrían ser un indicador del nuevo régimen, como fue el caso en el ecosistema del norte de Benguela. [238] Sin embargo, los cambios en los sistemas de surgencias podrían interpretarse como fluctuaciones dentro de los límites de la variabilidad natural de un ecosistema, y no como un indicador del cambio de régimen. [234] El ecosistema de la plataforma continental portuguesa (PCSE) constituye la parte más septentrional del Sistema de Surgencia de la Corriente Canaria y se caracteriza por surgencias estacionales que se producen durante la primavera y el verano como resultado de los vientos constantes del norte. [242] [243] Recientemente ha cambiado en la abundancia de especies pelágicas costeras como la sardina , la caballa , el jurel , el jurel azul y la anchoveta . [244] [245] [246] [247] Además, en las últimas décadas se ha documentado un aumento de especies de niveles tróficos superiores. [248] Las causas subyacentes de los cambios en la comunidad pelágica no están claras, pero se ha sugerido que son el resultado de una interacción compleja entre la variabilidad ambiental, las interacciones entre especies y la presión pesquera . [249] [250] [251] [225]
Hay evidencia de que en las últimas décadas se han producido cambios en la intensidad del afloramiento costero ibérico (resultantes del fortalecimiento o debilitamiento de los vientos del norte). Sin embargo, el carácter de estos cambios es contradictorio: algunos autores observaron una intensificación de los vientos favorables a las surgencias [252] [253] mientras que otros documentaron su debilitamiento. [254] [255] Una revisión de 2019 de la tasa e intensidad de las surgencias a lo largo de la costa portuguesa documentó un debilitamiento sucesivo de las surgencias desde 1950 que duró hasta mediados o finales de la década de 1970 en el noroeste y suroeste y hasta 1994 en la costa sur. . [256] Se documentó un aumento en el índice de surgencias durante el período 1985-2009 en todas las regiones estudiadas, mientras que además se observó una intensificación de las surgencias en el sur. [256] También se ha documentado un aumento continuo de la temperatura del agua, que oscila entre 0,1 y 0,2 °C por década. [257] [225]
Amenazas y decadencia
Costa de arena
Mucha fauna marina utiliza hábitats costeros como áreas críticas de cría, refugio y alimentación, pero estos hábitats están cada vez más en riesgo debido a la agricultura, la acuicultura, la industria y la expansión urbana. [258] De hecho, estos sistemas están sujetos a lo que podría denominarse "un triple golpe" de creciente industrialización y urbanización, una mayor pérdida de recursos biológicos y físicos (peces, agua, energía, espacio) y una menor resiliencia a las consecuencias. de un clima más cálido y del aumento del nivel del mar . [259] Esto ha dado lugar a la pérdida, modificación o desconexión total de los ecosistemas costeros naturales a nivel mundial. Por ejemplo, casi el 10% de toda la costa de la Gran Barrera de Coral en Australia (2.300 km) ha sido reemplazada por infraestructura urbana (por ejemplo, diques de roca, embarcaderos, puertos deportivos), lo que ha provocado una pérdida masiva y fragmentación de ecosistemas costeros sensibles. [260] La pérdida global de pastos marinos alcanzó alrededor del 7% del área de pastos marinos por año a finales del siglo XX. [261] Un análisis global de los humedales de marea ( manglares , llanuras de marea y marismas ) publicado en 2022 estimó pérdidas globales de 13.700 km 2 (5.300 millas cuadradas) entre 1999 y 2019; sin embargo, este estudio también estimó que estas pérdidas se debieron en gran medida compensado por el establecimiento de 9.700 km 2 (3.700 millas cuadradas) de nuevos humedales de marea que no estaban presentes en 1999. [262] Aproximadamente tres cuartas partes de la disminución neta de 4.000 km 2 (1.500 millas cuadradas) entre 1999 y 2019 ocurrieron en Asia (74,1%), concentrándose el 68,6% en tres países: Indonesia (36%), China (20,6%) y Myanmar (12%). [262] De estas pérdidas y ganancias globales de humedales mareales, el 39% de las pérdidas y el 14% de las ganancias se atribuyeron a actividades humanas directas. [262]
Aproximadamente el 40 % de los manglares mundiales se ha perdido desde la década de 1950 [263] y más de 9.736 km 2 de los manglares del mundo continuaron degradándose en el período de 20 años comprendido entre 1996 y 2016. [264] Las marismas se drenaron cuando las tierras costeras se Se reclaman derechos para la agricultura, y la deforestación es una amenaza cada vez mayor para la vegetación costera (como los manglares) cuando las tierras costeras se apropian para el desarrollo urbano e industrial, [263] lo cual puede resultar en la degradación de las reservas de carbono azul y en un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero. [265]
Estas presiones e impactos acumulados sobre los ecosistemas costeros no son aislados ni independientes, sino que son sinérgicos, con retroalimentaciones e interacciones que hacen que los efectos individuales sean mayores que sus sumas. [266] En el año previo al inicio del Decenio para la restauración de los ecosistemas, existe un déficit crítico de conocimientos que inhibe la apreciación de la complejidad de los ecosistemas costeros y que obstaculiza el desarrollo de respuestas para mitigar los impactos continuos, sin mencionar la incertidumbre sobre las pérdidas proyectadas de los sistemas costeros para algunos de los peores escenarios futuros de cambio climático. [267]
Las Naciones Unidas han declarado el período 2021-2030 como el Decenio de las Naciones Unidas para la Restauración de los Ecosistemas . Este llamado a la acción tiene el propósito de reconocer la necesidad de acelerar masivamente la restauración global de ecosistemas degradados, para combatir la crisis del calentamiento climático, mejorar la seguridad alimentaria, proporcionar agua potable y proteger la biodiversidad en el planeta. La escala de la restauración será clave. Por ejemplo, el Desafío de Bonn tiene como objetivo restaurar 350 millones de km 2 , aproximadamente el tamaño de la India, de ecosistemas terrestres degradados para 2030. Sin embargo, el apoyo internacional para la restauración de los ecosistemas costeros azules , que brindan una impresionante variedad de beneficios a las personas, se ha quedado atrás.
El diagrama de la derecha muestra el estado actual de los ecosistemas costeros modificados e impactados y el estado esperado después de la década de restauración. [267] Además, se muestra la incertidumbre en el éxito de los esfuerzos de restauración pasados, el estado actual de los sistemas alterados, la variabilidad climática y las acciones de restauración que están disponibles ahora o en el horizonte. Esto podría significar que la celebración del Decenio sobre la Restauración de los Ecosistemas Costeros debe considerarse como un medio para poner en marcha las cosas donde los beneficios podrían tardar más de una década. [267]
Sólo la Alianza Mundial de Manglares [268] se acerca al Desafío de Bonn, cuyo objetivo es aumentar la superficie mundial de manglares en un 20% para 2030. [267] Sin embargo, los científicos de los manglares tienen reservas sobre este objetivo y expresan su preocupación de que no sea realista. y puede provocar prácticas inapropiadas al intentar alcanzar este objetivo. [269] [267]
Conservación y conectividad
Recientemente ha habido un cambio de percepción desde la representación del hábitat como el foco único o principal de la priorización de la conservación, hacia la consideración de los procesos ecológicos que dan forma a la distribución y abundancia de las características de la biodiversidad. [270] [271] [272] [273] En los ecosistemas marinos, los procesos de conectividad son primordiales, [274] y el diseño de sistemas de áreas marinas protegidas que mantengan la conectividad entre parches de hábitat se ha considerado durante mucho tiempo un objetivo de la planificación de la conservación. [270] [275] Dos formas de conectividad son fundamentales para estructurar las poblaciones de peces de los arrecifes de coral: [276] la dispersión de larvas en el entorno pelágico, [277] y la migración posterior al asentamiento de individuos a través del paisaje marino. [278] Si bien una creciente literatura ha descrito enfoques para considerar la conectividad de las larvas en la priorización de la conservación, [279] [280] [281] se ha dirigido relativamente menos atención al desarrollo y aplicación de métodos para considerar la conectividad posterior al asentamiento [274] [282] [283]
La conectividad del paisaje marino (la conexión entre diferentes hábitats en un paisaje marino, cf. entre parches del mismo tipo de hábitat [131] es esencial para las especies que utilizan más de un hábitat, ya sea durante los movimientos diurnos o en diferentes etapas de su historia de vida. Manglares, lechos de pastos marinos , y los arrecifes de laguna proporcionan áreas de cría para muchas especies de peces de importancia comercial y ecológica que posteriormente realizan cambios ontogenéticos hacia poblaciones adultas en los arrecifes de coral. [284] [285] [286] Estos hábitats de arrecife posterior a menudo se pasan por alto para la conservación o el manejo a favor de arrecifes de coral que sustentan una mayor biomasa adulta, sin embargo, pueden estar igualmente o más en riesgo de degradación y pérdida de hábitat. [287] [46] [288] Incluso cuando los juveniles no son el objetivo de los pescadores, pueden ser vulnerables a la degradación del hábitat. , por ejemplo, de la sedimentación causada por prácticas deficientes de uso de la tierra [289] [283] .
Existe evidencia empírica clara de que la proximidad a los hábitats de cría puede mejorar la efectividad (es decir, aumentar la abundancia, densidad o biomasa de especies de peces) de las áreas marinas protegidas en los arrecifes de coral. [131] [290] [291] [292] [293] Por ejemplo, en los sitios de estudio en todo el Pacífico occidental, la abundancia de especies de peces capturadas fue significativamente mayor en los arrecifes protegidos cercanos a los manglares, pero no en los arrecifes protegidos aislados de los manglares. . [292] El papel funcional de las especies de peces herbívoros que realizan migraciones ontogenéticas también puede mejorar la resiliencia de los arrecifes de coral cercanos a los manglares. [294] [295] A pesar de esta evidencia y de los llamados generalizados a tener en cuenta la conectividad entre hábitats en el diseño de la gestión espacial, [285] [292] [293] quedan pocos ejemplos en los que la conectividad del paisaje marino se considere explícitamente en la priorización de la conservación espacial ( el proceso analítico de identificación de áreas prioritarias para acciones de conservación o gestión). [283]
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![Vías para que el nitrógeno derivado del guano ingrese a las redes alimentarias marinas[81]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/12/Pathways_for_guano-derived_nitrogen_to_enter_marine_food_webs.webp/1280px-Pathways_for_guano-derived_nitrogen_to_enter_marine_food_webs.webp.png)
![Las colonias de aves marinas son puntos críticos de nutrientes, especialmente nitrógeno y fósforo[65]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/64/Seabird_ornitheutrophication_coupling.png/1280px-Seabird_ornitheutrophication_coupling.png)
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![Un dugongo tímido pero amenazado pasta en una pradera marina, fomentando el rebrote[22]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/91/Dugong_Marsa_Alam.jpg/1280px-Dugong_Marsa_Alam.jpg)
![Servicios ecosistémicos proporcionados por un ecosistema costero con vegetación.[35] Diagrama que muestra la conectividad entre un ecosistema costero con vegetación para el ciclo de vida del camarón peneido, lo que indica que las valoraciones de las áreas de captura pueden pasar por alto una importancia crítica dentro del ciclo de vida.[35]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/Ecosystem_services_provided_by_a_vegetated_coastal_ecosystem.jpg/1280px-Ecosystem_services_provided_by_a_vegetated_coastal_ecosystem.jpg)
.jpg/1280px-Fan_mussel_(Pinna_nobilis).jpg)
![Migraciones de peces entre hábitats de arrecifes de coral, macroalgas, pastos marinos y manglares:[133] (a) migraciones de alimentación diel y de marea, (b) migración ontogenética de peces juveniles de arrecife de coral.](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3e/Fish_migrations_between_coral_reef,_macroalgae,_seagrass,_and_mangrove_habitats.jpg/1280px-Fish_migrations_between_coral_reef,_macroalgae,_seagrass,_and_mangrove_habitats.jpg)
![La cascada de ecosistemas para estructurar los pasos de inventario y análisis de escenarios en el proceso de planificación espacial marina.[134]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f9/Ecosystem_cascade_for_structuring_marine_spatial_planning.jpg/1280px-Ecosystem_cascade_for_structuring_marine_spatial_planning.jpg)