Gestión Adaptativa de Recursos Naturales y Ecosistemas

Pablo Fernández Méndez
Laboratorio de Ecología Espacial (IMEDEA)
Gestión Adaptativa de Recursos Naturales y Ecosistemas Oportunidades y Retos a Nivel Institucional

Contenidos
¿Para qué?
Evaluación y gestión adaptativa
Casos de implementación en la Columbia Británica (y Doñana)
Conclusiones

¿Para qué?
Abordar la toma de decisiones dada la complejidad adaptativa de los ecosistemas
Mejorar la evaluación ambiental por equipos multidisciplinares , y la comunicación y la transferencia de conocimiento
Más tarde en el tiempo: desarrollarla como una alternativa a formas tradicionales de gestión de recursos naturales y ecosistemas

La gestión adaptativa en el tiempo
Ciclos de desarrollo teórico y evaluación empírica
Desarrollo matemático 1960’s Predador/presa Respuesta funcional Dominio y control Patología gestión RRNN Conceptualización MEE Resiliencia Talleres 1969 GIRLS 1973 Talleres AEAM 1978 Expansión Avances en modelado Ciclo adaptativo 1986 Estudios de caso 1995 Nivel regional Ciclo adaptativo Expansión Panarquía Ciclo adaptativo Conceptualización 1996 2002 Aplicación práctica Publicaciones colaborativas 2000’s Asentamiento Stockholm RC Gestión de la resiliencia 2007

¿Para qué? – Complejidad adaptativa

La incertidumbre es inevitable , las implicaciones para la teoría y la gestión son enormes
Los ecosistemas son entidades momentáneas en pausa en tránsito hacia diferentes estados (lapsos cortos y tiempo evolutivo)
Resiliencia equilibrio vs. Resiliencia ecosistémica (Holling 1973)
Existe evidencia de múltiples estados estables , aunque son difíciles de demostrar
Desarrollo matemático 1960’s Predador/presa Respuesta funcional Conceptualización MEE Resiliencia Talleres 1969 GIRLS 1973 Talleres AEAM 1978 Expansión Avances en modelado Ciclo adaptativo 1986

Dominios de estabilidad
No linealidad / umbrales
Resiliencia ecosistémica
Incertidumbre
Algunos ejemplos 
Múltiples estados estables (Scheffer et al. 2001 Nature )

Lagos someros (Scheffer et al. 2001 Nature ) Aguas claras Ricos en vegetación Aguas turbias Ricos en fitoplancton Plantas incrementan la claridad, reduciendo la biomasa de fitoplancton y la turbidez  auto-estabilidad - Reducción de nutrientes de la columna de agua - Protección de los predadores del fitoplancton ( Daphnia ) frente a sus propios predadores (peces) - Prevención de la resuspensión de sedimentos
Peces son claves en el mantenimiento del estado alternativo
Control de Daphnia en ausencia de vegetación
Aumento concentración nutrientes y biomasa algal
Eutrofización (a veces el trigger es antrópico)
Pérdida de vegetación y biodiversidad animal

Marisma de Doñana
Factores clave:
Vegetación sumergida
Aves acuáticas (herbívoras y flamencos  desestabilización del sedimento en aguas claras, procesos de dispersión-colonización plantas e invertebrados acuáticos en aguas turbias)
Ciclo hidrológico (driver a gran escala)

Bosques templados (Ludwig, Jones and Holling 1978 / Peterson 2011 TSF ) Baja densidad Choristoneura fumiferana Alta densidad brote
Tras un brote
Vuelta a las condiciones de baja densidad de gusano
Bosque degradado
- Dosel maduro, alta probabilidad de fuego en años secos
Baja  alta densidad
Crecimiento forestal y aumento de la densidad de gusano
Disminución de la resiliencia del estado de baja densidad
Mayor probabilidad de alta densidad debido a fluctuaciones
Crecimiento del dosel, disminución de la intensidad de predación

Zonas semiáridas (Scheffer et al. 2001 Nature ) Zonas con vegetación Zonas desiertas
Presencia de cubierta vegetal / ambiente húmedo
Permite absorción del agua por las capas superiores del suelo y su asimilación por las plantas
Gran escala (Sahel/Sahara): ausencia de vegetación previene la precipitación
Pérdida de la cobertura vegetal / ambiente seco
Aumento de escorrentía, el agua penetra rápidamente el suelo lejos del alcance de las raíces
Escorrentía y erosión eliminan la capa más fértil de suelo y crean un ambiente hostil para recolonización
Gran escala: la ausencia de vegetación inhibe la precipitación

Incertidumbre – tres tipos básicos
Incertidumbre pura:
- Respuestas desconocidas y sorpresas que emergen de la complejidad y el carácter dinámico de los ecosistemas
Respuestas desconocidas de estos a las perturbaciones (catástrofes antrópicas o naturales) que no tienen precedentes
Incertidumbre basada en el desconocimiento: conocimiento incompleto acerca de los principios sobre los que los modelos de funcionamiento ecológico tienen que ser construidos (¿variables?)
El error: datos pobres, series históricas incompletas, sesgos de muestreo, errores analíticos…
(Hilborn 1987)

¿Para qué? – Evaluación ambiental multidisciplinar, comunicación y transferencia de conocimiento

Principales problemas
Atomización de la evaluación – desintegración de tareas o subcontratación del trabajo (no trabajo de equipo)
Creación de equipos interdisciplinares demasiado grandes – resultados demasiado complejos, poco aplicados al problema de gestión, demasiado detallados y difíciles de entender
Comunicación y transferencia de conocimiento – Mito de la Máquina

¿Para qué? – Alternativa a modelos tradicionales

La gestión adaptativa en el tiempo
Caracterización de las formas tradicionales de gestión
Asunción equilibrio único (“clímax”), estabilidad global y capacidad de carga fija
Reducción de variabilidad de los sistemas afectados – incremento de predecibilidad y estabilidad, y validez para satisfacer las necesidades humanas (bienes y servicios) – maximización de la rentabilidad de la inversión
Dominio y control Patología gestión RRNN Estudios de caso 1995 Nivel regional Ciclo adaptativo Conceptualización 1996

Conclusiones
En todos los casos de estudio aparecía el mismo patrón:
Definición limitada y escasa de los problemas , aplicando los métodos correctivos más coste-efectivos
La evolución, de forma desconocida , del sistema
Cambios lentos y no detectados, y disminución de la resiliencia , en general, debida a una disminución de la heterogeneidad espacial
En definitiva, las expectativas de certidumbre se convertían en sorpresas y crisis
(Light et al. 1995, Holling and Meffe 1996)

Ejemplos
Monocultivos vs. bosque primario  un monocultivo es más sensible a los efectos de las sequías, las inundaciones, las plagas o las variaciones en el mercado
(Holling and Meffe 1996)

Ejemplos
Disminución de la variación del flujo lateral natural en grandes estuarios (inundaciones periódicas de planicies aluviales)  pérdida de resiliencia del sistema ribereño social y ecológico combinado, a los eventos extremos climáticos o externos (Mississipi, Doñana)
(Holling and Meffe 1996, Méndez et al. in prep)

Contenidos
¿Para qué?
Conclusiones

Evaluación y gestión adaptativas
Frente a la complejidad y la incertidumbre:
¿Cómo se puede definir un problema para que sea gestionable?
¿Cómo se puede aplicar el conocimiento experto de la mejor forma posible?
¿Cómo pueden se pueden transferir de forma efectiva a la gestión y al público los resultados o recomendaciones?
(Holling 1978)

Un modelo heurístico y general
0. Inicio – formación equipo
Grupo núcleo (analistas, y expertos
y gestores clave)
Organización talleres
Modelado y análisis intensivos
Grupos de expertos por disciplinas
Investigación interdisciplinar
Recopilación información (publicada y
planes investigación)
Gestores y decisor alto nivel
(Holling 1978, Walters 1986, Lee 1993)

1. Reunión preliminar
Grupo núcleo
Outline del problema
Ámbito y foco
Determinación preliminar de los límites
Rango de objetivos de gestión (p.ej.
maximización económica vs. preservación)
Sistematización ( a priori ) de la
participación
Selección de la estrategia, las
técnicas y la tecnología para
el modelado
Determinación ( a priori) de
las responsabilidades
Forma general del modelo
Previsión de alternativas al proceso

2. Primer taller (2-3 días)
Grupo núcleo, expertos, gestores y
decisor último
Definición y delimitación del
problema
Límites geográficos
Análisis institucional
Objetivos de gestión
Resolución espaciotemporal
Selección de variables e indicadores
“ Looking outward”
Diseño del marco del modelo
Necesidades de información
Outline de los planes de
investigación

Puntos clave
Toda la información y materiales necesarios para desarrollar el modelo deben ser identificados (estructura del modelo y estimas apróximadas de los parámetros)
Firme entendimiento por el grupo núcleo de los datos necesarios para la modificación y refinamiento del modelo ( sensible al problema de gestión )
Implicación máxima del decisor último (que es el que seguramente haya encargado la evaluación o recibirá las recomendaciones de gestión del proyecto)
Los expertos comienzan a desarrollar un sentido sistémico de su sub-modelo (“outputs”, situación con respecto al sistema completo) y una apreciación del problema de gestión
Liderazgo para organizar, coordinar y facilitar los talleres (modelado, discusiones, etc.)

2  3
Grupo núcleo:
- Desarrollo de la primera versión
funcional del modelo
Estrategias de gestión alternativas
(policies) para comparar
Grupos expertos:
Recopilación de información existente
Borradores de planes de
investigación (información inexistente)

3. Segundo taller (2-3 días)
Grupo núcleo y grupos expertos.
Antes del taller: incorporación
la información existente en el
modelo
Taller dedicado a comunicación intensiva
Ejecución del modelo, exploración
y evaluación de alternativas y
escenarios c/gestores y decisores
clave
Revisión colectiva de los planes
de investigación y versión final
Conjunto final de opciones de
opciones de gestión
Modelo incompleto, planes de
investigación aún no ejecutados

3  4
Grupo núcleo
Simplificación, validación y
evaluación del modelo
Incorporación progresiva de la
nueva información
El modelo puede servir de apoyo
a los planes de investigación

4. Tercer taller (5 días)
Grupo núcleo y grupos expertos
Antes del taller: incorporación total
de la nueva información y las
revisiones del modelo
Juego con el modelo y evaluación
de las estrategias alternativas y
opciones de gestión
A esta última parte se incorporan
los gestores y decisores clave

4  5
Comunicación proactiva y
estructurada (Web 2.0)
Grupo núcleo termina la evaluación
final:
Paquetes de información
Gráficas
Descripciones detalladas de los
resultados de las opciones de gestión
Demostraciones generosas con el
modelo a los decisores finales
El objetivo es apoyar la toma de
decisiones, máxima creatividad
5. Redacción y entrega del informe
final

El momento de la gestión
Las decisiones últimas las toma el gestor
Directrices:
Participación del usuario crítica
Grupo local de técnicos y gestores expertos en el uso del modelo
Análisis y transferencia totalmente transparente e interactivo
Uso extensivo y adecuado de herramientas de comunicación
Científicos y gestores interaccionan intercambiando experiencias y asunciones
Permite entendimiento crítico de las fortalezas, debilidades y limitaciones del análisis y del modelo
Creatividad, mucha creatividad
Tiempo y paciencia
Transferencia bottom-up (confianza) y completa (juicio del gestor, no de la máquina  rendimiento de cuentas y trazabilidad de las decisiones)
Éxito y fracaso son relativos, pero colectivos

TALLERES – EVALUACIÓN ADAPTATIVA POLICY MAKER GESTIÓN OPERACIONAL INVESTIGACIÓN APLICADA INVESTIGACIÓN Recapitulemos - Apoyo a la decisión del cliente EXPERTOS EXPERTOS EXPERTOS EXPERTOS NÚCLEO GESTIÓN Investigación para resolver problemas de gestión

Contenidos
¿Para qué?
Conclusiones

Casos de implementación
Gestión de bosques costeros
Construcción de un complejo turístico
Planes de gestión de aguas
Proyecto Doñana 2005

Gestión bosques costeros Bosque húmedo de clima templado
BC Coast Forest Strategy (MacMillan Bloedel, Weyerhaeuser and WFP Inc.)
Experimentos de retención variable en un marco de gestión adaptativa :
Retención a largo plazo
Tipo, cantidad y patrón espacial variables
Adapta modelos de silvicultura tradicionales

Introducción escalonada en la compañía (1999-2003)
Objetivos generales:
Mantener la rentabilidad y la seguridad del negocio frente a la presión del mercado por madera certificada por paneles científicos (SFM)
Considerar concienciación pública – efectos negativos de la tala total (licencia social) y los derechos constitucionales de las Primeras Naciones
Mantener el bosque primario y la diversidad biológica
(Beese 2008 Weyerhaeuser)

Indicadores ecológicos – efectividad de las acciones de gestión:
Representación ecosistémica en reservas a nivel de paisaje (reservas ribereñas, áreas hábitats salvajes, terrenos sensibles, bosques primarios)
Heterogeneidad de hábitat a nivel de sección (mayor reserva de bosque primario e implementación de RV)
Poblaciones productivas de determinadas especies
11000 km2 37 veces Almería

Creación de dos grupos de trabajo (RV y GA)
Grupo GA: investigadores (académicos, consultores, empleados locales, compañías adyacentes y representantes gubernamentales)
Desarrollo de un marco de acción, metodología y protocolos seguimiento
Alternativas de gestión
Grupo RV: gestores, decisores y operarios
Implementación de planes y prácticas
Verdadera innovación para la implementación y la funcionalidad

Experimentos  alternativas de gestión: 3 réplicas de cada área (100ha)

Oportunidades:
Incremento de la presión del mercado (SFM)
Procedimientos de RV
Colaboración con los académicos (desarrollo de objetivos posibles y realistas, e indicadores fiables)
Compromiso y apoyo ejecutivo (“top-down”)
Retos:
Adquisición e interpretación de datos de especies individuales
Compromiso a largo plazo para el desarrollo y éxito del marco de GA
Presión de fuerzas externas (también el mercado) para la rentabilidad
El mantenimiento de la participación pública
Proceso tipo, de largo plazo

Construcción de un complejo turístico Jumbo Glacier Alpine Resort (1/2 Whistler area)
Construcción de un complejo vacacional
Impacto sobre la población local de osos Grizzly
Evaluación ambiental: 15 años

Tras quince años el gobierno provincial declaró que el proyecto no tendría efectos sobre la población de osos
¿Por qué gestión adaptativa?
Baja participación pública y gran preocupación por una especie clave
Incertidumbre – necesidad de aprender (mantenimiento de los flujos genéticos y la viabilidad poblacional hasta los EEUU)
Urgencia – necesidad de acción (presiones socioeconómicas)
(Marmorek, Robinson, Murray and Greig 2006)

Muy importante: Whistler es un área sagrada de los osos para las Primeras Naciones ( “where the Spirit of the Grizzly bear resides” )

2006: taller evaluación adaptativa
Identificación y mitigación de impactos asociados al JGAR
Exploración de los componentes biológicos para el plan de gestión y seguimiento
Punto de referencia para un refinamiento posterior (aspectos culturales y socioeconómicos)
Objetivo: asegurar la resiliencia de la población de osos de Central Purcell en el área más amplia (la unidad de población)

Oportunidades:
Introducción de intereses en el marco de GA y su conexión con las decisiones y acciones
Diálogo estructurado e informado alrededor del compromiso entre múltiples objetivos
Entendimiento de los investigadores del rol de sus inputs en el balance del gestor
El reconocimiento del valor de la GA (aprendizaje comparativo, mejora de hipótesis y capacidad predictiva)
Acuerdo por adelantado de umbrales de impacto bien definidos
Retos:
Superposición de responsabilidades
Baja agilidad institucional
Confusión entre ciencia (hechos) y valores
Ausencia de compromiso en la financiación del seguimiento
Oportunidad limitada para la participación pública de los grupos de interés y las Primeras Naciones
Ausencia de un formato estructurado para resolver conflictos de conocimiento
Proceso con compromiso entre incertidumbre y urgencia

Planes de gestión de aguas BC Hydro and Power Authority
Crown company (empresa pública)
Objetivo general: encontrar un balance entre usos energéticos y no energéticos para cumplir con los estándares actuales de la gestión de recursos hídricos

BC Hydro Facilities
42 instalaciones
23 cuencas
- ~9800 MW capacidad
- +100 licencias de desvío
- $25M presupuesto planes
- 5 años
- Exención por pérdidas $50M
La gestión adaptativa establecida como estrategia política preferida para manejar ámplias escalas temporales e incertidumbres

Gestión adaptativa como política preferida sin modificar los derechos constitucionales y legales de la empresa (generar electricidad)
Fases:
Elaboración de temas e intereses en términos de objetivos de uso del agua
Recopilación de información acerca del impacto de los caudales de agua sobre cada objetivo
Creación de alternativas operativas para cumplir con los diferentes intereses
Evaluación de los trade-offs entre las diferentes alternativas en términos de objetivos
Determinar las áreas de consenso y desacuerdo
Seguimiento del cumplimiento de los planes y revisión continua

Oportunidades:
La comparación entre la gestión adaptativa (largo plazo) y otras estrategias de gestión ambiental (corto plazo) – coste de oportunidad
Un adecuado compromiso entre las consecuencias de la información y el aprendizaje sobre la gestión y la oportunidad misma de recopilar dicha información
Retos:
Rigideces sistémicas
La producción costosa de decisiones de gestión, en relación al aplazamiento de decisiones difíciles
Proceso que embebe la gestión adaptativa en un marco más amplio Planes de gestión de aguas BC Hydro and Power Authority (Failing et al. 2004) Scientific Interest Manag. Relevance Wishful thinking Bad Idea Consequences of information Chance of Gaining Information

Proyecto Doñana 2005 Restauración hidroecológica de las marismas de Doñana
Recuperar las aportaciones hídricas asegurando su calidad y cantidad a favor de la dinámica hidrológica de la marisma
Mantener la permeabilidad entre la marisma y el estuario del Guadalquivir
Frenar la degradación , favoreciendo la restauración ecológica y paisajística del entorno
Establecer un sistema de seguimiento y evaluación que permita conocer el grado de cumplimiento de las acciones, promoviendo la investigación y la divulgación de sus objetivos
Evitar la afección de la marisma por aguas contaminantes , protegiendo la calidad de los acuíferos y del consumo humano

Proyecto Doñana 2005 Restauración hidroecológica de las marismas de Doñana

- Actuación nº6: “Finca de Caracoles” - Diseño robusto – aprendizaje Proyecto Doñana 2005 Restauración hidroecológica de las marismas de Doñana

Complejidad institucional 25.04 Aznalcóllar 1998 Plan de Actuación / “Doñana 2005” Corredor Verde del Guadiamar Complejidad institucional 2005 2002 Recomendaciones sobre gestión adaptativa Fusión de los comités científicos 2007 Investigación BC

Competencias estatales y autonómicas Dimensiones Stakeholders Interfaz investigación-gestión

Contenidos
¿Para qué?
Conclusiones

Principios generales de la gestión adaptativa
Errores como posibilidades de aprendizaje , no rutas hacia el fracaso
Las formas tradicionales de gestión no son inútiles, pueden constituir una base sólida para introducir flexibilidad e innovación
No es prueba y error , está basado en la modelización del sistema y la declaración, a priori, de alternativas de gestión
Depende del trabajo coordinado y estructurado, en los talleres , del grupo núcleo, los expertos, los gestores y los decisores de alto nivel
Reconocimiento explícito de que no todos los elementos del sistema evaluado son relevantes , son relativos al problema
La agenda de participación es exhaustiva
El presupuesto debe ser adecuado al problema de gestión (coste-efectividad)

Conclusiones finales
La gestión adaptativa requiere de forma crítica :
- La comprensión de la aproximación (ventajas e inconvenientes) y su marco teórico
Incremento de la capacidad organizacional (agentes proactivos, campeones internos, entendimiento a todos los niveles)
Acumulación de proyectos piloto exitosos (apoyo top-down de la innovación bottom-up o “think big, start small”)
Desarrollo de la estructura legal y administrativa
Un proceso de cambio hacia la gestión adaptativa puede ser catalizado aplicando lo aprendido por otros profesionales , pero requiere la elaboración de una estrategia mediante un análisis a priori cuidadoso y transparente
No será una transformación simple y limpia, sino una transición compleja y revuelta (casi dos generaciones en BC, Canada)
Entender la lógica de la acción colectiva

La lógica de la acción colectiva
Las personas participarán de forma activa y no se aprovecharán del esfuerzo de los demás si se incentiva su proactividad
La división en pequeños grupos (grupo núcleo, grupos de expertos y gestores) incrementará la ganancia per cápita y promoverá la acción colectiva
Pero hay que prevenir la dominancia de un sub-grupo sobre los demás :
Los grupos expertos deben reconocer el papel organizador, coordinador y facilitador del grupo núcleo
El grupo núcleo debe reconocer el papel especialista de los grupos expertos y desaparecer progresivamente conforme los gestores y técnicos locales controlen y entiendan el modelo (apoyo a la decisión)
Los gestores y el decisor último deben reconocer y confiar en el rol del grupo núcleo en su acción para aplicar la investigación a sus problemas de gestión
(Olson 1965)

Gracias
Proyecto financiado por:
International Council for Canadian Studies, Government of Canada
Ministerio de Medio Ambiente, Gobierno de España

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Gestión Adaptativa de Recursos Naturales y Ecosistemas

by pfmendez on Feb 12, 2011

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