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. [3] Actualmente, la mayor parte de la información en este campo se basa en las especies de mamíferos y aves más fáciles de estudiar [fuente necesaria]. Para cerrar la brecha en el conocimiento, se debe prestar atención a todas las especies en el espacio urbano, como insectos y peces [¿quién lo dice?]. Este estudio también debería expandirse a los espacios suburbanos con su mezcla única de desarrollo y naturaleza circundante. [4] 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 áreas urbanas. [5] También se estima que dentro de los próximos 40 años, dos tercios de la población mundial vivirá en centros urbanos en expansión. [6] Los procesos ecológicos en el entorno urbano son comparables a los que se producen fuera del contexto urbano. Sin embargo, los tipos de hábitats urbanos y las especies que los habitan están poco documentados, por lo que se debe realizar más investigación 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 en los entornos urbanos y que son causadas por ellos. 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 de la población y es un factor impulsor de la extinción. [7] Este concepto fue la base de la ecología evolutiva. El libro de Jean-Marie Pelt de 1977 The Re-Naturalized Human , [8] la publicación de Brian Davis de 1978 Urbanization and the diversity of insects , [9] y el artículo de Sukopp et al. de 1979 "The soil, flora and vegetation of Berlin's wastelands" [10] 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 Landscape Ecology de Forman y Godron de 1986 fue el primero en distinguir los entornos y paisajes urbanos de otros paisajes al dividir todos los paisajes en cinco grandes tipos. Estos tipos se dividían según la intensidad de la influencia humana, desde entornos naturales prístinos hasta centros urbanos . [11] [ se necesita una mejor fuente ]
Los primeros ecólogos definieron la ecología como el estudio de los organismos y su entorno. A medida que transcurrió el tiempo, la ecología urbana se reconoció como un concepto diverso y complejo que difiere en su aplicación 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, [12] así como los flujos y procesos de los ecosistemas, [13] y el concepto latinoamericano examina el efecto de la actividad humana en 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 National Science Foundation de Estados Unidos al financiar dos centros de investigación ecológica urbana a largo plazo, lo que promovió el estudio de la ecología urbana. [14]
El campo de la ecología urbana se está expandiendo rápidamente y cada vez surgen más centros de investigación especializados. Entre los pioneros se encuentran el Laboratorio de Investigación en Ecología Urbana (UERL) de la Universidad de Washington, establecido en 2001, y el Laboratorio de Ecología Urbana (LEU) de la Universidad Costarricense a Distancia, fundado en 2008. El UERL en Washington se especializa en analizar patrones de paisajes urbanos, funciones de ecosistemas, modelar cambios en la cobertura del suelo y desarrollar escenarios para la adaptación urbana dentro del estado. En contraste, el LEU de Costa Rica se distingue por ser el primer centro de investigación del mundo dedicado exclusivamente al estudio de los ecosistemas urbanos tropicales. Las investigaciones que se llevan a cabo allí abarcan varias facetas de la ecología urbana, incluida la biodiversidad, los impactos del cambio climático en las ciudades y sus áreas circundantes (en particular, las tierras altas tropicales) y las intrincadas interacciones entre las actividades humanas y los entornos urbanos. [15]
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 los siglos, pero muchas de las técnicas que se utilizan para la ecología urbana son de desarrollo más reciente. Los métodos utilizados para estudiar la ecología urbana incluyen técnicas químicas y bioquímicas, registro de temperatura, teledetección con 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 de prueba fabricada, como en el caso de la prueba de pH, o ser más complejas, como en el caso del examen de la variación espacial y temporal de la contaminación por metales pesados debido a la escorrentía industrial . [16] En ese estudio en particular, se molieron hígados de aves de muchas regiones del Mar del Norte y se extrajo mercurio . Además, se extrajo mercurio unido a las plumas tanto de aves vivas como de especímenes de museo para probar los niveles de mercurio a lo largo de muchas décadas. A través de estas dos mediciones diferentes, los investigadores pudieron hacer una imagen 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 ), ecosistemas acuáticos y nematodos del suelo . [17] Se pueden ver efectos de amplio alcance de estos flujos bioquímicos en varios aspectos tanto de los ecosistemas urbanos como de los rurales circundantes.
Los datos de temperatura se pueden utilizar para diversos tipos de estudios. Un aspecto importante de los datos de temperatura es la capacidad de correlacionar la temperatura con diversos factores que pueden afectar o estar ocurriendo en el medio ambiente. A menudo, la Oficina de Investigación Oceánica y Atmosférica (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). [18] 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 a lo largo del tiempo y el espacio. [18] [19]
La teledetección es una técnica que permite recopilar datos de lugares distantes mediante 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 en la ecología urbana es detectar la productividad de una zona midiendo las longitudes de onda fotosintéticas de la luz emitida. [20] Las imágenes satelitales también se pueden utilizar para detectar diferencias en la temperatura y la diversidad del paisaje para detectar los efectos de la urbanización. [19]
Los sitios de investigación ecológica a largo plazo (LTER, por sus siglas en inglés) son sitios de investigación financiados por el gobierno que han recopilado datos confiables a largo plazo durante un período prolongado de tiempo para identificar tendencias climáticas o ecológicas a largo plazo. Estos sitios proporcionan datos temporales y espaciales a largo plazo, como la temperatura promedio, las 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 varios procesos ecológicos, como la diversidad y abundancia de especies a lo largo del tiempo. [20] Otro ejemplo es el examen de las tendencias de temperatura que acompañan al crecimiento de los centros urbanos. [21] Actualmente hay dos LTER urbanos activos: Central Arizona-Phoenix (CAP, por sus siglas en inglés), lanzado por primera vez en 1997 y alojado en la Universidad Estatal de Arizona [22] y Minneapolis-St. Paul Metropolitan Area (MSP, por sus siglas en inglés). [23] El Estudio del Ecosistema de Baltimore (BES) se financió originalmente en 1998 como un LTER urbano, pero a partir de 2021 ya no recibe financiación de la Fundación Nacional de Ciencias. [24] [25]
Los seres humanos son la fuerza impulsora de la ecología urbana e influyen en el medio ambiente de diversas maneras, siendo la urbanización un ejemplo clave. La urbanización está vinculada a procesos sociales, económicos y ambientales. Hay seis aspectos fundamentales: contaminación del aire, ecosistemas, uso de la tierra, ciclos biogeoquímicos, contaminación del agua, gestión de residuos sólidos y clima. La urbanización fue impulsada por la migración a las ciudades y las rápidas implicaciones ambientales que trajo consigo: mayores emisiones de carbono, consumo de energía, deterioro de la ecología; todas ellas principalmente negativas. A pesar de los impactos, la percepción de la urbanización en la actualidad está cambiando de los desafíos a las soluciones. Las ciudades albergan una gran cantidad de iniciadores económicamente adinerados, conocedores e innovadores 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 se dirigen a los contextos sociales, económicos y culturales de las ciudades. Se tienen 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. [26]
Los seres humanos demandan una gran cantidad de tierra no sólo para construir centros urbanos, sino también para construir áreas suburbanas circundantes para viviendas. También se asignan tierras para la agricultura con el fin de sustentar a la creciente población de la ciudad. La expansión de las ciudades y las áreas suburbanas requiere una deforestación correspondiente para satisfacer las necesidades de uso de la tierra y de recursos de la urbanización. Ejemplos clave de esto son la deforestación en los Estados Unidos y Europa . [27]
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 asentamientos urbanos. La modificación puede darse en forma de presas, canales artificiales e incluso la inversión del curso de los ríos. La inversión del curso del río Chicago es un ejemplo importante de modificación ambiental urbana. [28] Las áreas urbanas en entornos desérticos naturales a menudo traen agua de áreas lejanas para mantener la población humana y probablemente tendrán efectos en el clima desértico local. [20] La modificación de los sistemas acuáticos en áreas urbanas también da como resultado una disminución de la diversidad de los arroyos y un aumento de la contaminación. [29]
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 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 de forma natural. Las especies introducidas o exóticas son poblaciones de organismos que viven en un área en la que no evolucionaron de forma natural debido a la actividad humana intencional o inadvertida. 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 plantean una amenaza sustancial a la dinámica de las poblaciones ecológicas existentes en el entorno en el que se introducen. [30] Las especies invasoras tienen éxito cuando pueden tener una reproducción proliferativa debido a ciclos de vida cortos, contienen o se adaptan para tener rasgos que se adaptan al entorno y aparecen en altas densidades. [31] Estas especies invasoras son numerosas e incluyen gorriones domésticos , faisanes de collar , estorninos europeos , ratas pardas , carpas asiáticas , ranas toro americanas , barrenador esmeralda del fresno , vides kudzu y mejillones cebra , entre muchos otros, sobre todo animales domésticos. Las ratas pardas son una especie altamente invasiva en entornos urbanos y se las ve 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. [32] Las ratas pardas son portadoras de varios tipos de parásitos y patógenos que posiblemente pueden infectar a humanos y otros animales. [33] En la ciudad de Nueva York, un estudio genético que exploraba la variación del genoma concluyó que varias ratas eran originarias de Gran Bretaña. [32] En Australia, se ha descubierto que la eliminación de 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 el porrón plateado ( Zosterops lateralis ), en ausencia de equivalentes vegetales nativos. Aunque, 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 seres humanos. Los estudios muestran 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 seres humanos [34] . Además, las especies urbanas pueden cumplir muchos más propósitos, como la agricultura, el transporte y la protección.
Algunas especies urbanas tienen un impacto negativo en los humanos. Por ejemplo, la orina, la materia fecal y los fragmentos de piel de las plagas pueden propagar gérmenes si son ingeridos por humanos [35]. Las enfermedades causadas por plagas o insectos pueden ser fatales. Incluyen: salmonela , meningitis , enfermedad de Weil , enfermedad de Lyme , etc. [35] Algunas personas son alérgicas a ciertos insectos como las abejas, las avispas y, por lo tanto, la exposición a ellos provocará respuestas alérgicas graves (sarpullido, por ejemplo).
Según Seth Magle, los ataques de la fauna silvestre en un entorno urbano, si bien son poco frecuentes, son perjudiciales para la visión que la sociedad tiene de la fauna silvestre. Debido a la cobertura mediática de estos ataques poco frecuentes, las poblaciones urbanas dan por sentado que estas interacciones son más comunes de lo que son en realidad, lo que afecta aún más la tolerancia de la fauna silvestre urbana. [36]
La urbanización genera una gran demanda de uso de productos químicos en la industria, la construcción, la agricultura y los servicios de suministro de energía. Estas demandas tienen un impacto sustancial en los ciclos biogeoquímicos , lo que da lugar a fenómenos como la lluvia ácida , la eutrofización y el calentamiento global . [17] 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. [37]
La demanda de fertilizantes para satisfacer las necesidades agrícolas ejercida por la expansión de los centros urbanos puede alterar la composición química del suelo. Tales efectos a menudo resultan en concentraciones anormalmente altas de compuestos que incluyen azufre, fósforo, nitrógeno y metales pesados. Además, el nitrógeno y el fósforo utilizados en 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 resulta en efectos adversos sobre las especies nativas. [38] Un efecto bien conocido de la escorrentía agrícola es el fenómeno de la eutrofización. Cuando los productos químicos fertilizantes de la escorrentía agrícola llegan al océano, se produce una floración de algas , que luego mueren rápidamente. [38] 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 en el río Mississippi .
Así como los contaminantes y las alteraciones del ciclo biogeoquímico alteran los ecosistemas fluviales y oceánicos, también tienen efectos en el aire. Algunos de ellos se deben a la acumulación de sustancias químicas y de contaminación y suelen manifestarse en entornos urbanos, lo que tiene un gran impacto en las plantas y los animales locales. Dado que los centros urbanos suelen considerarse fuentes puntuales de contaminación, las plantas locales se han adaptado para soportar esas condiciones. [17]
Se ha descubierto que los entornos urbanos y las áreas periféricas presentan temperaturas locales únicas, precipitaciones y otra actividad característica 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 aviva 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 puede verse a través de la isla de calor urbana y el efecto oasis. [21]
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. [39] Gran parte de este efecto se puede atribuir al bajo albedo de la ciudad , el poder de reflexión de una superficie y la mayor superficie de los edificios para absorber la radiación solar. [21] Las superficies de hormigón , cemento y metal en áreas urbanas tienden a absorber energía térmica en lugar de reflejarla, lo que contribuye a temperaturas urbanas más altas. Brazel et al. [21] encontraron que el efecto de isla de calor urbana demuestra una correlación positiva con la densidad de población en la ciudad de Baltimore. El efecto de isla de calor tiene consecuencias ecológicas correspondientes en las especies residentes. [17] Sin embargo, este efecto solo se ha observado en climas templados .
Las emisiones de gases de efecto invernadero permiten a los seres humanos habitar la Tierra porque captan el calor del sol para hacer que el clima sea adecuado. En 1896, el científico sueco Svante Arrhenius estableció que los combustibles fósiles causaban emisiones de dióxido de carbono (el gas de efecto invernadero más abundante y dañino). [40] En el siglo XX, el científico climático estadounidense James E. Hansen concluyó que el efecto invernadero está cambiando el clima para peor. [40]
El dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero más abundante y representa 3/4 de las emisiones. [40] Se emite por la quema de 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 alrededor del 6% de las emisiones y puede provenir de fertilizantes, estiércol, quema de residuos agrícolas o combustible. [40] Finalmente, los gases fluorados representan el 2% de las emisiones de gases de efecto invernadero y pueden provenir de refrigerantes, solventes, etc. La emisión excesiva de gases de efecto invernadero es responsable de gran parte del daño que se puede observar hoy en día, incluido el calentamiento global, las enfermedades respiratorias debido a la contaminación, la extinción o migración de ciertas especies, etc. [40] Estos problemas se pueden reducir, si no resolver, 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 modifican los ciclos de nutrientes correspondientes de carbono, azufre, nitrógeno y otros elementos. [41] Los ecosistemas dentro y alrededor del centro urbano se ven 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 . [42] [43] Se ha descubierto que este efecto tiene una influencia significativa en las poblaciones afectadas localmente, especialmente en entornos acuáticos. [43] Los desechos de los centros urbanos, especialmente los grandes centros urbanos en las naciones desarrolladas, pueden impulsar los ciclos biogeoquímicos a escala global. [17]
El entorno urbano ha sido clasificado como un bioma antropogénico , [44] que se caracteriza por el predominio de ciertas especies y tendencias climáticas como la isla de calor urbana en muchas áreas urbanas. [45] [46] Los ejemplos de especies características de muchos entornos urbanos incluyen gatos, perros, mosquitos, ratas, moscas y palomas, que son todos generalistas . [47] 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 desconcertante diversidad de vida puede llamar a las áreas urbanas su hogar. La relación entre la urbanización y la diversidad de la vida silvestre puede no ser tan sencilla como se imaginaba anteriormente. Este cambio en la imaginación ha sido posible debido a la cobertura de un número mucho mayor de ciudades en diversas partes del mundo que ahora muestran que las tendencias y suposiciones pasadas se debieron en gran medida a un sesgo en la cobertura de las ciudades en países templados y desarrollados.
Las investigaciones realizadas en países de zonas templadas indican que, a pequeña escala, la urbanización suele aumentar la biodiversidad de especies no autóctonas y reducir la de especies autóctonas. 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, se puede conservar una diversidad muy alta si se conservan pequeñas áreas de hábitat en toda la ciudad. [48] [49] Incluso las propiedades urbanas y suburbanas domésticas cercanas a centros urbanos de alta densidad pueden sustentar más de mil especies de macroorganismos, muchas de las cuales suelen ser autóctonas. [50] Estos paisajes urbanos también pueden sustentar muchas interacciones complejas de ecosistemas. [50] Sin embargo, la urbanización altera muchas otras interacciones de especies que ocurrirían en hábitats naturales no desarrollados. [51]
El síndrome de los arroyos urbanos es un rasgo de urbanización que se observa constantemente y se caracteriza por una alta concentración de nutrientes y contaminantes, una morfología alterada de los arroyos, un mayor predominio de las especies dominantes y una disminución de la biodiversidad [29] [52]. Las dos causas principales del síndrome de los arroyos urbanos son la escorrentía de aguas pluviales y los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales . [17] [52]
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 [53] [54], pero estas tendencias generales no se aplican a todos los organismos dentro de esos grupos. Por ejemplo, la revisión de McKinney (2006) [53] no incluyó los efectos de la urbanización en los peces y de los 58 estudios sobre invertebrados, 52 incluyeron insectos, mientras que solo 10 incluyeron arañas. También existe un sesgo geográfico, ya que la mayoría de los estudios se llevaron a cabo en América del Norte o Europa.
Los efectos de la urbanización también dependen del tipo y la variedad de recursos utilizados por el organismo. [55] [56] [57] Las especies generalistas, aquellas que utilizan una amplia gama de recursos y pueden prosperar en una gran variedad de condiciones de vida, probablemente sobrevivan en entornos uniformes. Las especies especialistas , aquellas que utilizan una gama limitada de recursos y solo pueden hacer frente a una gama limitada de condiciones de vida, es poco probable que se adapten a entornos uniformes. [56] Es probable que haya un efecto variable en estos dos grupos de organismos a medida que la urbanización altere la uniformidad del hábitat. [53] Se ha informado de que las especies de plantas en peligro de extinción se encuentran en una amplia gama de ecosistemas urbanos, muchos de ellos son ecosistemas nuevos. [58]
Un estudio de 463 especies de aves reveló que las especies urbanas comparten rasgos dietéticos. En concreto, 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. [59]
El entorno urbano puede reducir la diversidad mediante la eliminación del hábitat y la homogeneización de las especies (la creciente similitud entre dos comunidades biológicas previamente distintas). La degradación y fragmentación del hábitat [57] reduce la cantidad de hábitat adecuado mediante el desarrollo urbano y separa parches adecuados mediante terrenos inhóspitos como carreteras , vecindarios y parques abiertos. [60] Aunque este reemplazo de hábitat adecuado por hábitat inadecuado dará como resultado la extinción de especies nativas, se pueden crear algunos refugios artificialmente y promover la supervivencia de especies no nativas (por ejemplo, nidos de gorriones domésticos y ratones domésticos ). [55] La urbanización promueve la homogeneización de especies mediante la extinción de especies endémicas nativas y la introducción de especies no nativas que ya tienen una abundancia generalizada. [55] Los cambios en el hábitat pueden promover tanto la extinción de especies endémicas nativas como la introducción de especies no nativas. [61] 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 humanos. [55]
La vida silvestre en las ciudades es más susceptible a sufrir efectos nocivos por la exposición a tóxicos (como metales pesados y pesticidas). [62] En China, los peces que fueron expuestos a aguas residuales industriales tenían peor condición corporal; estar expuesto a tóxicos puede aumentar la susceptibilidad a la infección. [62] Los humanos tienen el potencial de inducir una distribución irregular de alimentos, lo que puede promover la agregación animal al atraer una gran cantidad de animales a fuentes de alimentos comunes; "esta agregación puede aumentar la propagación de parásitos transmitidos a través del contacto cercano; la deposición de parásitos en el suelo, el agua o los comederos artificiales; y el estrés a través de la competencia interespecífica e intraespecífica". [62] Los resultados de un estudio realizado por Maureen Murray (et al.), en el que se realizó un metaanálisis 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, mayor diversidad de parásitos y/o mayor probabilidad de infección por parásitos transmitidos a través del contacto cercano”. [62]
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 áreas urbanas. Las introducciones artificiales pueden ser intencionales, cuando los organismos tienen alguna forma de uso humano, o accidentales, cuando los organismos se adhieren a los vehículos de transporte . [55] Los humanos proporcionan fuentes de alimento (por ejemplo, semillas de comederos para pájaros , basura, abono de jardín ) [53] y reducen la cantidad de grandes depredadores naturales en entornos urbanos, [57] lo que permite sustentar grandes poblaciones donde el alimento y la depredación normalmente limitarían el tamaño de la población. Hay una variedad de hábitats diferentes disponibles dentro del entorno urbano como resultado de las diferencias en el uso de la tierra [53] lo que permite sustentar más especies que con hábitats más uniformes.
Las ciudades deben planificarse y construirse de tal manera que se minimicen los efectos urbanos sobre el medio ambiente circundante (isla de calor urbana, precipitaciones, etc.) y se optimice la actividad ecológica. Por ejemplo, aumentar el albedo , o poder de reflexión, de las superficies en las áreas urbanas, puede minimizar la isla de calor urbana, [63] [64] lo que da como resultado una magnitud menor del efecto de isla de calor urbana en las áreas urbanas. Al minimizar estas tendencias anormales de temperatura y otras, es probable que la actividad ecológica mejore en el entorno urbano. [45] [65]
La urbanización ha tenido, sin duda, un profundo efecto sobre 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 las zonas de tierra afectadas por el paisaje urbano a un estado más natural. [66] Esto incluye el uso de la arquitectura paisajística para modelar sistemas naturales y restaurar los ríos a estados preurbanos. [66]
Cada vez es más crítico que las acciones de conservación se lleven a cabo 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 cerca de las ciudades también son vulnerables a la expansión urbana . Es común que el desarrollo urbano se produzca a costa de tierras valiosas que podrían albergar especies silvestres. Los recursos naturales y financieros son limitados; se debe poner un mayor enfoque en las oportunidades de conservación que tengan en cuenta la viabilidad y la maximización de los beneficios esperados. [67] Dado que la obtención de tierras como área protegida es un lujo que no se puede implementar extensivamente, se deben explorar enfoques alternativos para prevenir la extinción masiva de especies. [68] Borgström et al. 2006 sostienen que los ecosistemas urbanos son especialmente propensos al "desajuste 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, los polinizadores y dispersores de semillas , que requerirán espacios más grandes y/o conectados. [69]
La necesidad de buscar resultados de conservación en entornos urbanos es más pronunciada para las especies cuya distribución global está contenida dentro de un paisaje modificado por el hombre. [70] El hecho es que muchas especies de vida silvestre amenazadas prevalecen entre tipos de tierra que originalmente no estaban destinados a la conservación. [70] De las 39 especies amenazadas restringidas a las 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 ferrocarriles), 3 especies en aeropuertos y 1 especie en hospitales. [70] La especie de flor de arroz espigado Pimelea spicata persiste principalmente en un campo de golf, mientras que la especie de flor de guinea Hibbertia puberula glabrescens se conoce principalmente en los terrenos de un aeropuerto. [70] Los paisajes no convencionales como tales son los que deben priorizarse. El objetivo de la gestión de estas áreas es generar una situación beneficiosa para todos, en la que se practiquen esfuerzos de conservación sin comprometer el uso original del espacio. Si bien la proximidad a grandes poblaciones humanas puede suponer riesgos para las especies en peligro de extinción que habitan en entornos urbanos, dicha proximidad 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. [71] [72]
Con las crecientes demandas de recursos que requiere la urbanización, las recientes campañas para avanzar hacia un consumo de energía y recursos sostenibles , como la certificación LEED de edificios, electrodomésticos con certificación Energy Star y vehículos de cero emisiones , han ganado impulso. La sostenibilidad refleja técnicas y consumo que garantizan un uso razonablemente bajo de los recursos como un componente de la ecología urbana. También se pueden utilizar técnicas como la recuperación de carbono para secuestrar los compuestos de carbono producidos en los centros urbanos en lugar de emitir continuamente más gases de efecto invernadero . [73] 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. [74]
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 robustez de la vida silvestre al proporcionar un hábitat más adecuado que la infraestructura convencional "gris", así como ayudar en la gestión de aguas pluviales y la purificación del aire. [67] [75] La IG se puede definir como características que fueron diseñadas con elementos naturales o características naturales. [75] Esta constitución natural ayuda a prevenir la exposición de la vida silvestre a tóxicos creados por el hombre. [62] Aunque la investigación sobre los beneficios de la IG en 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 1.883 manuscritos publicados y se metaanalizaron en referencia a 33 estudios relevantes para determinar el efecto de la IG en la vida silvestre. Aunque hubo variabilidad en los hallazgos, se determinó que la implementación de la IG mejoró la biodiversidad en comparación con la infraestructura convencional. [75] En algunos casos, la IG incluso preservó medidas comparables de biodiversidad a los componentes naturales. [75]
En la planificación del uso del suelo , los espacios verdes urbanos son áreas de espacio abierto reservadas para parques y otros "espacios verdes", que incluyen vida vegetal, elementos acuáticos (también denominados espacios azules ) y otros tipos de entornos naturales. [78] 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 entornos altamente mantenidos y paisajes relativamente naturales .
Los espacios verdes urbanos, que generalmente se consideran abiertos al público, a veces son de propiedad privada, como los campus de educación superior , los parques/jardines de barrios o comunidades y los 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 y espacios urbanos no siempre se definen como espacios abiertos urbanos en la planificación del uso del suelo. Los espacios verdes urbanos tienen impactos positivos de amplio alcance en la salud de las personas y las comunidades cercanas al espacio verde. [78]
Las políticas de ecologización urbana son importantes para revitalizar las comunidades, reducir las cargas financieras de la atención médica y aumentar la calidad de vida. Al promover el desarrollo de parques, techos verdes y jardines comunitarios, estas políticas contribuyen a un aire más limpio, mitigan los efectos del calor urbano y crean espacios para la recreación y la interacción social. La mayoría de las políticas se centran en los beneficios comunitarios y en la reducción de los efectos negativos del desarrollo urbano, como la escorrentía superficial y el efecto de isla de calor urbano . [79] Históricamente, el acceso a los 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 las preocupaciones de justicia ambiental y la participación de la comunidad en el proceso de ecologización. [80] En particular, en las ciudades en declive económico, como el Cinturón del Óxido en los Estados Unidos, la ecologización urbana tiene amplios impactos de revitalización comunitaria. [80]
Las áreas urbanas se han expandido enormemente, lo que ha dado como resultado que más de la mitad de la población mundial se encuentre en localidades urbanas. [81] A medida que la población continúa creciendo, se prevé que este número alcance las dos terceras partes de las personas que viven en áreas urbanas para el año 2050. [81]Una barrera asociada a la búsqueda de la cantidad adecuada de espacios verdes urbanos es la variedad de espacios que necesitan las diferentes especies para completar sus ciclos de vida. A esto también se suman las barreras creadas por el hombre en las inmediaciones de los espacios verdes que pueden restringir el movimiento de ciertas especies desde otros espacios verdes urbanos ubicados cerca. [82]
Aumentar la conectividad del hábitat de la vida silvestre
La implementación de corredores de vida silvestre en las áreas urbanas (y entre las áreas de vida silvestre) promovería la conectividad del hábitat de la vida silvestre . La conectividad del hábitat es fundamental para la salud del ecosistema y la conservación de la vida silvestre, pero se está viendo comprometida por la creciente urbanización . El desarrollo urbano ha provocado que los espacios verdes se fragmenten cada vez más y ha causado efectos adversos en la variación genética dentro de las especies, la abundancia de la población y la riqueza de las especies. Los espacios verdes urbanos que están conectados por corredores de ecosistemas tienen una mayor salud del ecosistema y resiliencia al cambio ambiental global. [67] El empleo de corredores puede formar una red de ecosistemas que facilite el movimiento y la dispersión. [67] Sin embargo, la planificación de estas redes requiere un plan espacial integral.
Un enfoque es centrarse en ciudades “en declive” (como Detroit, Michigan , EE. UU.) que tienen una gran cantidad de lotes y terrenos vacíos que podrían reutilizarse en vías verdes para brindar servicios ecosistémicos (aunque incluso las ciudades con poblaciones en crecimiento suelen tener también terrenos vacíos). [67] Sin embargo, incluso las ciudades con altas tasas de vacancia a veces pueden presentar desafíos sociales y ambientales. Por ejemplo, los terrenos vacíos que se encuentran sobre suelos contaminados pueden contener metales pesados o escombros de construcción ; esto debe abordarse antes de la reutilización. [67] Una vez que la tierra se ha reutilizado para los 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. [67] La conectividad funcional se refiere a tendencias específicas de las especies que indican interacción con otras partes del paisaje. [67] En toda la ciudad de Detroit, se detectaron patrones espaciales que podrían promover la conectividad estructural. [67] 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". [67] 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. [67]
Aunque los corredores urbanos de vida silvestre podrían servir como una herramienta potencial de mitigación, es importante que se construyan de manera que faciliten el movimiento de la vida silvestre sin restricciones. Como los 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. [83] 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 utilizaría o no corredores urbanos de vida silvestre estrechos. El estudio se realizó en tres tipos diferentes de uso de la tierra dominados por las zonas urbanas (en Botsuana y Sudáfrica) durante un lapso de dos años.
Los resultados del estudio indicaron que los elefantes tendían a moverse a través de áreas desprotegidas más rápidamente, pasando menos tiempo en esas áreas. [83] Utilizando el tráfico vehicular como una 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. [83] Se determinó que "la protección formal y la designación de corredores urbanos por parte de los organismos gubernamentales pertinentes facilitarían la coexistencia entre las personas y la vida silvestre en pequeñas escalas espaciales". [83] 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. [67] [83] Se ha demostrado que el uso de infraestructura verde que está conectada a hábitats naturales genera mayores beneficios de 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. [75]
Mitigación de atropellos
En los Estados Unidos, los animales atropellados se cobran la vida de cientos de miles a cientos de millones de mamíferos, aves y anfibios cada año. [84] La mortalidad por animales atropellados tiene efectos perjudiciales en la probabilidad de persistencia, la abundancia y la diversidad genética de las poblaciones de fauna silvestre (más que la reducción del movimiento a través de parches de hábitat). [84] Los animales atropellados también tienen un efecto en la seguridad de los conductores. [84] Si no se pueden reservar áreas verdes, se debe abordar la presencia de hábitats de fauna silvestre en las proximidades de las carreteras urbanas. La situación óptima sería evitar la construcción de carreteras junto a estos hábitats naturales, pero se pueden adoptar otras medidas preventivas para reducir la mortalidad animal. Una forma de mitigar estos efectos es mediante la implementación de cercas para la fauna silvestre en áreas prioritarias. Muchos países utilizan pasos inferiores y superiores combinados con cercas para la fauna silvestre para reducir la mortalidad por animales atropellados en un intento de restablecer la conectividad del hábitat. No es realista tratar de cercar 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 de mortalidad más altas. [84]
La expansión urbana es una de las muchas formas en que se apropia y desarrolla la tierra de los pueblos indígenas 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 en gran medida. El desarrollo urbano se produce alrededor de áreas donde vivían los pueblos indígenas, ya que estas áreas son fáciles de transportar y el medio ambiente natural es fructífero. Al desarrollar áreas de tierra urbana, se deben considerar los niveles íntimos de conocimiento que poseen los pueblos indígenas y la diversidad biocultural y lingüística del lugar. [85] 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 " [86] y ser inclusiva del conocimiento ecológico tradicional que poseen los pueblos indígenas locales del área.
La ecología de restauración urbana se enriquecería con alianzas con los pueblos indígenas locales, si se hiciera de una manera respetuosa que abordara la relación actualmente inequitativa. [40] Las personas 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. [40] La restauración ecológica construida con fuertes alianzas indígenas beneficia la cultura e identidad indígenas, así como a todos los habitantes urbanos. [40] [87]
La urbanización produce una serie de efectos tanto locales como de largo alcance sobre la biodiversidad , los ciclos biogeoquímicos , la hidrología y el clima , entre otras tensiones. Muchos de estos efectos no se comprenden por completo, ya que la ecología urbana ha surgido recientemente como disciplina científica y aún queda mucho por hacer. La investigación sobre ciudades fuera de los EE. UU. 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 más plenamente los efectos de las áreas urbanas humanas en el medio ambiente. [88]
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de abril de 2024 ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )