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CAPÍTULO 145. DIVERSIDAD DE PROCESOS FUNCIONALES EN LOS 1
ECOSISTEMAS. 2
Autores Responsables de Capítulo: 3
Elva Escobar. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 4
Manuel Maass. Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM Campus Morelia. 5
Co-autores que colaboraron: 6
Javier Alcocer Durand. Programa en Limnología Tropical, UNAM FES Iztacala. 7
Enrique Azpra Romero. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. 8
Luisa I. Falcón Álvarez. Instituto de Ecología. 9
Artemio Gallegos García. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 10
Francisco Javier García. Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 11
Felipe García Oliva. Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM Campus Morelia. 12
Manuel González Ocampo. Posgrado en Ciencias Biológicas, UNAM. 13
Víctor Jaramillo. Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM Campus Morelia. 14
Raymundo Lecuanda Camacho. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 15
Víctor Magaña. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. 16
Erik Márquez García. INP-SAGARPA. 17
Angelina Martínez Yrízar. Instituto de Ecología, UNAM. 18
Agustín Muhlia V. Observatorio de Radiación Solar, Instituto de Geografía UNAM. 19
Mario Arturo Ortiz-Pérez. Instituto de Geografía, UNAM. 20
Rodríguez Sobreyra, Ranulfo. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 21
Zavala Hidalgo, Jorge. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. 22
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La enorme diversidad biológica de nuestro país no sólo México se refleja en el gran número de 24
especies descritas y mencionadas en los capítulos anterioresy variabilidad genética de éstas, sino 25
ademáspero también en la enorme diversidad delos procesos ecológicos, producto de la 26
interacción de los organismos entre sí y con su ambiente. Componentes bióticos y abióticos 27
conforman ensamblajes integrados mediante procesos funcionales de corte físico, químico y 28
biológico, en los que el agua, la energía y los materiales fluyen y se transforman. En este 29
capítulo hacemos referencia a la diversidad de procesos ecológicos que se dan en los distintos 30
ecosistemas del país. En particular tomamos en cuenta a aquellos que controlan la dinámica 31
funcional de los ecosistemas naturales. El impacto de las actividades humanas sobre eéstos se 32
analiza en la Parte B del estudio esta obra. 33
Al igual que en varios de los capítulos, el análisis se hace utilizando el marco conceptual 34
del MA (Millennium Ecosystem Assessment). El MA reconoce cuatro grandes tipos de 35
servicios ambientales que ofrecen los ecosistemas: de provisión, de regulación, culturales y de 36
soporte. Estos últimos son los procesos ecológicos básicos que mantienen al ecosistema. Se 37
trata de las principales vías y mecanismos de entradas, salidas, almacenes y flujos internos de 38
agua, energía y elementos minerales en el ecosistema. Aunque no necesariamente tienen un 39
beneficio directo para la sociedadPor ello, los servicios de soporte hacen posible los otros tres 40
tipos de servicios ambientales. Los procesos aquí analizados son el insumo esencial para 41
entender, evaluar y manejar los servicios ecológicos que ofrecen los ecosistemas al hombre y de 42
allí la relevancia de su conocimiento a nivel nacional. 43
Se identificaron 32 procesos funcionales de corte ecosistémico que, dada su importancia, 44
deben ser identificados, evaluados y descritos a nivel nacional. ÉEstos fueron catalogados en 45
tres grandes tipos: 1) aquellos ligados con la dinámica hidrológica del ecosistema; 2) aquellos 46
relacionados con la disponibilidad y el flujo de energía; y 3) aquellos de corte biogeoquímicos 47
3
involucrados en la dinámica de elementos minerales en el ecosistema. La mayoría de estos 48
procesos ocurren en todos los ambientes; sin embargo, algunos soólo ocurren en ambientes 49
acuáticos y otros son más bien de corte terrestre. Existen además otros fenómenos naturales que, 50
dada su virulencia, constituyen un factor de riesgo para la población. Su identificación, 51
descripción y evaluación también son de gran relevancia nacional, por lo que se incluyeron en la 52
lista. En total se identificaron diez denominados de riesgo ambiental. Finalmente, también se 53
consideraron una docena de factores ambientales básicos que constituyen el sustrato o materia 54
prima esencial para la operación de los ecosistemas. En conjunto suman un total de 55 procesos y 55
parámetros identificados (ver tabla 15.1). 56
Con rRespecto a los procesos y factores ambientales básicos, desde hace mucho tiempo 57
existe la conciencia y el interés de evaluarlos a nivel nacional. El trabajo del INEGI, el INE y 58
de diversos institutos de ciencias de la Ttierra en las universidades corroboran esta necesidad. 59
Para el caso de los asociados a fenómenos de riesgo ambiental, desde hace relativamente poco 60
tiempo ha comenzóado una cultura de la prevención de desastres y, con ello, una clara conciencia 61
de su importancia e interés por estudiarlos. Sin embargo, y no obstante su gran relevancia, hoy 62
en día se tiene poca conciencia sobre la necesidad de evaluar, a nivel nacional, los procesos 63
funcionales de corte ecosistémico, sobre todo los de tipo biogeoquímico y energético. 64
El entendimiento de los diferentes procesos funcionales sigue un mismo patrón que el 65
mostrado por la conciencia de su importancia e interés en estudiarlos. A nivel internacional, el 66
entendimientola comprensión del funcionamiento de los ecosistemas apenas comienza a 67
conformarse. Siendo Por ser éestos sumamente dinámicos, su estudio requiere de mediciones 68
continuas y prolongadas, difíciles de obtener a partir de esfuerzos no sistemáticos, sobre todo en 69
un subsistema científico que promueve los estudios a corto plazo y de escalas pequeñas. Sin 70
embargo, ante la evidencia cada vez más clara, de la severa crisis ambiental que estamos viviendo 71
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a escalas planetarias, aunado al desarrollo de nuevas tecnologías que permiten dar seguimiento a 72
variables ecológicas de manera más eficiente, se ha incrementado el interés y la posibilidad de 73
por estudiar los procesos ecológicos a escalas más amplias. 74
Con excepción de algunos aspectos de corte hidrológico, prácticamente no se tiene 75
información, a escalas nacionales, sobre los el funcionamiento de los ecosistemas. Existen 76
algunos estudios que los analizan con detalle, pero que se circunscriben a sitios muy localizados 77
y solo por solamente algunos años. La mayoría de los mapas que muestran estos procesos 78
ecosistémicos a escala nacional se basan en información puntal y acotada, cuya extrapolación a la 79
escala nacional deja mucho que desear, pues los modelos empleados y los supuestos establecidos 80
no siempre se cumplen. Sin embargo son una primera aproximación que ayuda a generar la 81
conciencia de su importancia, así como el interés necesario para abordarlos de una manera más 82
apropiada. 83
La información existente muestra claramente un sesgo hacia un mejor entendimientola 84
comprensión de los aspectos estructurales en comparación con los aspectos funcionales de 85
nuestros ecosistemas. Es de suma importancia redoblar esfuerzos a nivel nacional para avanzar 86
en el entendimientola investigación del funcionamiento de nuestros ecosistemas, y en particular 87
de aquellos que son modificados a pasos grandes. El esfuerzo que ello implica no sólo requiere 88
la búsqueda de fondos de financiamiento apropiados, sino además el establecimiento la 89
formación de redes de grupos de investigación que, trabajando de manera coordinada, puedan 90
generar la información a las escalas requeridas. El establecimiento de la Red Mexicana de 91
Investigación Ecológica de Largo Plazo (Mex- LTER), así como el Programa Mexicano del 92
Carbono, son claras muestras del interés y disposición por parte de los científicos mexicanos para 93
abordar estudios con el detalle y a las escalas espaciales y temporales que esa tarea requiere. 94
5
A continuación presentamos una breve sinopsis de algunos de estos procesos ecológicos. 95
Se puso particular atención en identificar qué tanta conciencia/interés hay en estudiarlos a nivel 96
nacional y cuál es su grado de entendimiento. Así mismo, se describe brevemente qué 97
información hay disponible y qué calidad ésta tiene ésta. En aquellos casos en los que hay 98
información suficiente, se describió su comportamiento espacial y temporal. 99
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(ver tabla 15.1 más abajo…)102
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Tabla 15.1
Diversidad de procesos funcionales en los ecosistemas.
(T = ambientes terrestres; A = ambientes acuáticos, * = ambos ambientes)
Procesos funcionales del ecosistema
Dinámica hidrológica
1 * Lluvia
2 * Aportes de agua subterránea
3 * Aportes fluviales
4 * Evapotranspiración potencial
5 * Evapotranspiración actual
6 T Humedad en el suelo
7 T Escurrimiento medio anual
8 T Almacenamiento de agua subterránea
9 A Conectividad por corrientes y masas de agua
10 A Balance de calor (lluvia-evaporación)
Dinámica energética
11 * Radiación Solar Media
12 * Albedo
13 * Descomposición / Remineralización
14 * Productividad primaria
15 T Índice normalizado de vegetación
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16 T Almacenes de biomasa
17 A Distribución de la biomasa expresada como clorofila
Dinámica biogeoquímica
18 * Emisiones de CO2
19 * Emisiones de Metano
20 * Emisiones de Óxidos de Nitrógeno
21 * Fijación de N
22 * Almacenes de carbono
23 * Lluvia ácida
24 T Mineralización
25 T Erosión y sedimentación
26 A Secuestro de carbono biogénico
27 A Exportación de carbono biogénico
28 A Surgencias marinas
29 A Descarga de sedimentos y materiales hacia cuerpos de agua
30 A Salinidad en cuerpos de agua
31 A Sistemas reducidos, quimioautotrofía
32 A Eutroficación
Procesos asociados a riesgos ambientales
33 * Sequías
34 * Ciclones y huracanes
35 * Aumento de nivel del mar
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36 * Tsunamis
37 * Anomalías climáticas (e. g. EL Niño)
38 T Heladas y granizadas
39 T Inundaciones
40 T Erosividad de la lluvia
41 T Deslaves
42 A Hipoxia y anoxia
43 A Erosión de playas y costas
Procesos y factores ambientales básicos
44 * Climas y factores climáticos
45 * Hidrografía e hidrometría
46 * Hidrogeología
47 * Temperatura del aire, suelo y cuerpos de agua
48 * Hidrología, principales corrientes y masas de agua
49 * Geología
50 T Suelos
51 T Geomorfología
52 A Hipsometría y batimetría
53 A Delimitación de regiones oceánicas y cuencas geológicas
54 A Fondos marinos
55 A Topografía y geomorfología de las cuencas oceánicas
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PROCESOS FUNCIONALES DEL ECOSISTEMA 106
Dinámica hidrológica 107
Con rRespecto a la dinámica hidrológica del ecosistemas, procesos funcionales 108
importantes incluyen la lluvia, el aporte de agua subterránea, los aportes fluviales, la 109
evapotranspiración potencial, la evapotranspiración actual, la humedad en el suelo, el 110
escurrimiento medio anual, el almacenamiento de agua subterránea, la conectividad por 111
corrientes y masas de agua, y los balance de calor (lluvia-evaporación) en los cuerpos de agua. 112
113
Lluvia.- 114
El ciclo sequías-exceso de lluvia, reflejo de la variabilidad climática natural, frecuentemente se 115
traduce en desastres por nuestrala alta vulnerabilidad en materia hidrológica. Ya es claro que 116
estos problemas podrían acentuarse bajo condiciones de cambio climático pues, ante un clima 117
más caliente y con mayor variabilidad, el ciclo hidrológico se verá afectado, y la disponibilidad 118
de agua disminuirá para la sociedad y los sistemas naturales. 119
En México, la mayor parte de los estudios sobre las lluvias se han concentrado en documentar sus 120
características espacio-temporales, en relación con el ciclo anual, las formas de su variabilidad 121
interanual (e.g., ENSO), intraestacional (e.g., canícula), los eventos extremos (e.g., huracanes) o 122
las tendencias (e.g., cambio climático). Sin embargo, son relativamente pocos los estudios sobre 123
procesos que permitan explicar tales variaciones, tanto en sus tamaños como en su duración. Tal 124
situación se refleja en la relativamente baja capacidad para generar pronósticos estacionales del 125
clima de utilidad en aquellos sectores altamente dependientes del agua (agricultura). 126
127
Poco es lo avanzado en México en materia de cuanto al aprovechamiento de información 128
meteorológica en general. No fue sino hastaA principios del presente siglo que se puso en marcha 129
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un Sistema de Alerta Temprana ante Huracanes que cambió drásticamente la situación de 130
vulnerabilidad de la población costera ante estos fenómenos, reduciéndose a un mínimo el 131
número de muertes relacionadas a los vientos intensos vientos, fuertes lluvias y marea de 132
tormenta. Sin embargo, es necesario establecer equivalentes de sistemas de alerta que nos 133
permitan hacer frente a otras condiciones extremas: de sequía o inundación, de calor excesivo o 134
de frío intenso. 135
La precipitación es sin duda es una de las variables que se monitorea, estudia y pronostica 136
con mayor interés, pues es el elemento que determina nuestra disponibilidad de agua. En México, 137
la mayor parte de las estaciones meteorológicas miden precipitación. Durante los años 40 a 60 el 138
número de estaciones meteorológicas en el país pasó de cientos a más de tres 3 mil. Sin embargo, 139
después de la época de los setenta la red meteorológica del país se ha visto disminuida; y hoy en 140
día reportanregistran, en forma casi regular, entre mil 1000 y mil quinientas1500 estaciones. 141
Algunas estaciones (menos de cincuenta) cuentan con información de alrededor de cien años, la 142
que resulta de gran utilidad para diagnósticos de tendencia del clima. 143
La información de estlas estaciones ha servido para construir bases de datos de 144
precipitación diaria y mensual, siguiendo diversos métodos de asimilación de datos. Hoy en día 145
se dispone de al menos cinco bases que permiten acceder a datos de precipitación con resolución 146
espacial de entre cincuenta 50 y cien 100 kkmilómetros 147
(http://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.UNAM/.gridded/.monthly/.pcp/). 148
FIGURA 3 149
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151
Fig. 15.3 Precipitación mensual (mm/día) para septiembre del 2000 a partir de los datos de la 152
UNAM. 153
154
Evapotranspiración actual y potencial 155
.- Una atmósfera más caliente tiene mayor capacidad de absorber vapor de agua. Al aumentar la 156
temperatura, el ciclo hidrológico se ve afectado. Parte de la manera en que cambiará el ciclo del 157
agua será a través del aumento en la evapotranspiración, tanto actual como potencial. Aunque no 158
existen registros confiables de los niveles de evaporación actual, en el territorio mexicano, se 159
sabe lo suficiente para afirmar que el cambio climático y en particular el calentamiento global 160
producirán aumentos en la evapotranspiración a costa de los escurrimientos e infiltraciones. De 161
no aumentar substancialmente las precipitaciones, el balance hídrico nos llevará a menor 162
disponibilidad de agua en gran parte del país. Mediante modelos del ciclo hidrológico se sabe que 163
12
los escenarios futuros de mayor temperatura con más o menos lluvias serán de mayor 164
evapotranspiración y menos humedad del suelo. 165
Las experiencias de años por El Niño han llevado a entender que, en un clima monzónico como 166
el mexicano, los años de poca lluvia son generalmente de gran insolación y aumentos de 167
evapotranspiración. Tales condiciones podrían volverse más comunes en el futuro, lo que plantea 168
un reto de proporciones mayores no sólo en cuanto al manejo del agua, sino incluso en cuanto al 169
riesgo climático y de manejo que enfrenten los ecosistemas. 170
Aunque sSabemos que los cambios en el clima inducen alteraciones en los escosistemas, pero es 171
menos claro en qué medida los cambios en los ecosistemas alterarán el clima. El cambio del 172
llamado uso de suelo puede cambiar: la humedad del suelo, su rugosidad y su albedo, afectando 173
los balances radiativos, de calor, de humedad y de momento, con lo que las manifestaciones del 174
clima como son las lluvias y las temperaturas podrán verse afecltertadas. En México, es poco lo 175
analizado sobre el tema cambios en la cubierta vegetal y alteraciones en el clima regional. 176
Ejemplos de cómo el clima se altera al cambiar el uso del suelo se tienen en la Ciudad e México o 177
en la India, en el llamado desierto hecho por el hombre. Desafortunadamente, hay escasas 178
mediciones de humedad del suelo que permitan estimar el impacto que el crecimiento de las 179
actividades humanas tiene en el clima. 180
181
Humedad del suelo 182
o.- El estudio de los patrones espaciales y temporales de la humedad del suelo son importantes, 183
ya que por un lado permiten conocer la dinámica de la disponibilidad del agua para las plantas y 184
por otro lado, permiten entender los procesos involucrados en los balances hídricos. Los factores 185
que afectan a estos patrones son muy complejos, ya que no solo pues dependen de relaciones 186
directas entre factores, sinoy de sus interrelaciones. Por ejemplo, la humedad del suelo depende 187
13
de la precipitación, de las características del suelo (que definen la tasa de infiltración del agua y 188
de su capacidad de retención de agua), del relieve, de la demanda evaporativa, de la cobertura 189
vegetal, etc. Por lo anterior, la humedad del suelo es muy dinámica en el tiempo y eso complica 190
su medición. 191
Desafortunadamente, en México no existen trabajos que aborden el estudio de la humedad 192
del suelo a escalas regionales y nacionales y regionales. Una primera aproximación, podría ser 193
por mediohacerse con de los tipos de suelos, para definir la capacidad de retención de agua en el 194
suelo de una manera muy burda. Esteo tipo de estudios permitiría establecer criterios para diseñar 195
una red nacional de monitoreo de la humedad del suelo. 196
197
Conectividad por corrientes y masas de agua 198
.- El viento tiene una componente estacional y es la fuente principal de energía que genera el 199
movimiento de las masas de agua en el mMar Caribe, el gGolfo de México y el oOcéano Pacífico 200
oOriental. 201
El viento tiene una componente estacional. La dirección de las corrientes puede estimarse a partir 202
de boyas de deriva, para las cuales el viento es uno de los principales obstáculos. Las boyas de 203
deriva se diseñan de forma tal, con una superficie pequeña expuesta al viento; muy pequeña que 204
pueden transportarse a través de una vela sumergida a lo largo de la corriente oceánica sin el 205
freno del viento y se lanzan al mar desde embarcaciones y en ocasiones desdeo aviones. Una vez 206
que una boya de deriva ingresa a la corriente una boya de deriva transmitirá su señal a satélites 207
que orbitan la Tierra, para establecer la posición geográfica y comunicase a una estación de 208
recepción. La exactitud de la posición de la boya de deriva es de aproximadamente 500 m, que 209
representa un nivel de error razonable considerando las dimensiones y la escala de las estructuras 210
que estas boyas describen en el océano abierto. Las boyas de deriva pueden contener sensores 211
14
que miden las algunas propiedades del océano, tales como la temperatura, viento, color del mar, 212
presión o salinidad; y estos datos se pueden retransmitir al enlace satelital. Los datos se envían a 213
un centro de captura donde se procesan y se distribuyen a los diferentes usuarios. Una boya de 214
deriva típica transmitirá por un periodo de casi 1.5 años. 215
Los datos de las boyas de deriva pueden emplearse para predecir la dirección en la cual se 216
transporta un contaminante, tal como petróleo, agua de desecho, basura que pudo haberse 217
liberado accidentalmente o a propósito en el mar. Diversos organismos vivos se desplazan junto 218
con las corrientes, especialmente estadios larvales y juveniles de especies de importancia 219
comercial. Los estudios de pesquerías emplean el conocimiento generado por las boyas de deriva 220
para entender la proveniencia de los organismos, p.e. g. las langostas en el mMar Caribe y losus 221
patrones de su distribución y de los hábitos de desplazamiento en una región. La industria que 222
depende de las embarcaciones para el transporte de bienes o, recursos, y que tiene una red 223
extensa de operaciones marítimas, usa las rutas establecidas por las boyas de deriva para 224
comprender mejor los patrones de las corrientes. 225
Los oceanógrafos usan los datos de las boyas de deriva para reconocer las corrientes principales y 226
las estructuras de mesoescala en el océano (eddies o anillos), estableciendo la conectividad entre 227
éstas. Las boyas de deriva pueden emplearse para verificar y validar datos desde satélites, tales 228
como temperaturas superficiales o color del mar (ver capítulo de temperatura); y con ello 229
elaboran modelos del clima, y de los patrones de huracanes o de eventos como El Niño. 230
Las masas de agua del mMar Caribe y gGolfo de México tienen un origen variable, en ellas lo 231
común es el transporte del agua del Océano Atlántico central y occidental y la mezcla con los 232
flujos de los ríos Amazonas y Orinoco, que contribuyen con la presencia de zonas con hasta 30m 233
de profundidad con menor salinidad detectada con isótopos de radio (Ra), los que han permitido 234
identificar la fuente de agua dulce en la región y el tiempo transcurrido desde su arribo desde los 235
15
estuarios. La duración de las zonas de menor salinidad es de unos 25 días. La conectividad se 236
reconoce en el agua que se desplaza desde el sur del mMar Caribe hacia el norte, tanto por los 237
bordes oriente y occidente de la cuenca con ingreso de agua, a través de los estrechos de las Islas 238
Antillas, desplazándose a una velocidad de 15 to 33 cm.s-1 y caracterizadas por sedimentos 239
resuspendidos (Pujos et al., 1997). 240
La conectividad es una característica física de la circulación y masas de agua en la región, que en 241
el caso del mMar Caribe y gGolfo de México vincula la fuente de estas masas de agua al sur de 242
las Antillas, a lo largo de todo el mMar Caribe, al interior del gGolfo de México y hasta su salida 243
en los eEstrechos de Florida. Los navegantes de los siglos XV15 y 16XVI que exploraron y 244
descubrieron este continente se beneficiaron de esta conectividad, predominantemente 245
unidireccional en aguas superficiales, definiendo las rutas principales de navegación para el 246
comercio (Rojas, 2001). 247
La conectividad tiene esuna importanciaante particular al establecer el vínculo entre regiones 248
oceánicas y en apoyo a los planes de manejo en escalas de tiempo mayores a unas cuantas 249
hectáreas, como las requeridas para áreas mMarinas pProtegidas. A nivel regional el flujo es 250
complejo, desplazándose la masa de agua de este a oeste, además de transportarse 251
predominantemente al norte. Tanto el mMar Caribe como el gGolfo de México se reconocen por 252
la presencia de eddies con diámetros de hasta más de 100 km (Zavala-Hidalgo et al., 2003). Estas 253
estructuras de agua, que rotan como ciclones o anticiclones, están claramente definidas por la 254
elevación que presentan con respecto al nivel promedio del mar y se detectan fácilmente con 255
sensores satelitales de temperatura y altimetría. Las corrientes superficiales alcanzan velocidades 256
de más de 100 cm.s-1. El flujo de agua más importante que conecta la región del mMar Caribe 257
con el gGolfo de México se localiza en el cCanal de Yucatán, que presenta a la vez un reflujo en 258
sentido inverso cerca del fondo. La circulación en esta zona está modulada por una surgencia 259
16
dependiente de la (escala temporal estacional y climática,) e influyen los procesos biológicos y la 260
producción primaria y pesquerías. 261
Las Tanto partículas, los contaminantes y las larvas de organismos de importancia comercial se 262
trasladan desde la corriente del norte de Brasil, y ésta tiene un impacto significante en el clima 263
regional, contribuyendo con calor y humedad transportados por un forzamiento del flujo de agua 264
superficial a causa del por viento hacia el oeste, e influyen sobre el clima local y lluvia en el país. 265
La diferencia entre la temperatura oceánica y la atmosférica da lugar a la ciclogénesis y tormentas 266
que se generan de junio a octubre. 267
Al momento la información existente es limitada, en particular la referente al efecto de las 268
condiciones físicas con la conducta de estadios larvales de diversas especies de invertebrados y 269
vertebrados marinos, que conllevan a tomar decisiones conservadoras evitando la sobre 270
simplificación en los modelos predictivos. Los estudios existentes han permitido reconocer que, a 271
pesar de la conectividad, la convergencia de muchas de las estructuras de mesoescala llegan a 272
retener contaminantes, larvas y partículas, que sóolamenteo se mueven en la vertical de la masa 273
de agua (Harlan et al., 2002). 274
FIGURA 1 275
276
277
278
17
15.1 Conectividad de la masa de agua superficial en el Mar Caribe y Golfo de México establecida 279
a partir de flotadores de deriva para el año 2000 o año de los océanos. Imagen tomada de NOAA 280
programa YOTO. 281
282
Balance de calor 283
.- El balance de calor en los mares se ha estimado en una escala amplia para datos de 1988 por 284
Trenberth y Solomon (1994). La falta dereducida topografía en laos maresplataformas marínas, 285
comparado con la tierrael ambiente terrestre, permite que los valores calculados en los primeros 286
sean más confiables en una escala amplia. El cálculo se realizó a partir de datos atmosféricos y de 287
radiación, en los cuales se consideró a las fuentes y almacenes de calor efectivo, de humedad para 288
la atmósfera. Esta información en una estimación anual se relaciona cona la divergencia del 289
transporte de calor en los océanos, permitiendo llevar a cabo los cálculos para cada las cuencas, 290
reconociéndose picos en un intervalo de latitud de 20 a 30°N de 1.1±0.2 PW para el Atlántico, y 291
de 2.1±0.3 PW para el Pacífico, mostrando un flujo de calor hacia altas latitudes y reconociendo 292
que el transporte Ekman es de importancia a los trópicos. De este estudio se derivó la necesidad 293
de llevar a cabo cálculos locales. 294
En el caso de los mares en México, el balance de calor existe para algunas localidades del gGolfo 295
de México y la información se ha aplicado para predecir mejor la intensidad y dirección de las 296
rutas de los ciclones y huracanes, de gran importancia para la planeación de la evacuación de 297
áreas costeras densamente pobladas y para evaluar el impacto. A pesar de que la predicción de las 298
rutas de los huracanes en el Atlántico y otros mares marginales del mismo (i.e. mMar Caribe, 299
gGolfo de México) ha mejorado considerablemente mucho recientemente, aún persisten errores 300
de gran magnitud en la predicción de la intensidad. Estos errores incluyen la intensificación de 301
los ciclones al pasar sobre ciertas zonas oceánicas, en las cuales la estructura térmica superficial, 302
18
como la amplitud de la capa de mezcla, juega un papel importante para intensificar al ciclón y la 303
elevación de agua fría permite regular dicha intensidad (Shay et al., 2000). 304
La intensificación se debe, entre otros factores, a condiciones atmosféricas favorables que 305
conlleva dea la salida a la masa de aire y a un incremento en las condiciones de ingreso cerca de 306
la capa inmediata a la superficie (Leipper y Volgenau, 1972). Con forme se desarrolla el ciclón 307
tropical y este proceso continúa en la escala del ciclón tropical, la capa superior del océano 308
provee de calor a la capa atmosférica de frontera. 309
El flujo de calor se ha documentado para zonas localizadas en los mares de México, como es la 310
cCorriente de Yucatán y zona de surgencia en la entrada del gGolfo de México. Uno de los 311
aspectos reconocidos en estos estudios es que la masa profunda, por debajo de 1300 m de 312
profundidad, no lleva a cabo intercambio en la cantidad neta de agua, pero pierde calor (˜ 212 313
GW) hacia el mMar Caribe. La masa intermedia del gGolfo de México ubicada, entre 700 m y 314
1300 m de profundidad, gana calor (˜ 3080GW) del mMar Caribe sin ganancia o pérdida de 315
masa. El flujo de calor requiere para estar en balance del bombeo de agua a las capas de agua 316
superficiales (<700m) por medio flujo de calor en contra del gradiente por una estructura de 317
mesoescala en interacción con la Corriente de Lazo (Badan et al., 2006). 318
La información existente de presupuestos de calor reconoce la importancia del intercambio 319
superficial y con datos mensuales lleva a cabo comparaciones entre diferentes regiones del 320
gGolfo de México. Los trabajos más recientes permiten definir intercambios mensuales de 321
radiación promedio (QR) e intercambios por turbulencia (QA) a partir de valores promediados. 322
Los valores residuales (QV) permiten establecer que las estructuras de mesoescala, como son los 323
anillos anticiclónicos liberados de la corriente de Lazo, redistribuyen calor en el gGolfo de 324
México. El balance hidrológico obtenido de la combinación de la tasa de precipitación estacional 325
en el océano (P) con la tasa de evaporación (E) obtenida de promedios sugiere un promedio anual 326
19
de 127 cm. La combinación de estos resultados con la tasa de descarga fluvial permite establecer 327
la continuidad de agua dulce en el gGolfo de México (Etter, 1983). 328
329
330
Fig 15.2 Calor potencial para la generación de ciclones tropicales A. Opal en 1995 y B. Bret en 331
1999. Los círculos corresponden a localidades de ocurrencia del ciclón a intervalos de ~6 hr y los 332
colores denotan la intensidad del viento mínimo sostenido (en metros por hora) y la categoría del 333
huracán en cuestión. Imágenes tomadas de Goni y Trianes (2003). 334
335
336
337
338
FIGURA 2 339
340
Dinámica energética 341
Con respecto a la dinámica energética de los ecosistemas, los procesos más importantes 342
incluyen: la radiación solar media, el albedo, la descomposición o remineralización de la materia 343
20
orgánica, la productividad primaria, el índice normalizado de vegetación, los almacenes de 344
biomasa, y la ddistribución de la biomasa expresada como clorofila para el caso de los ambiente 345
acuáticos. 346
347
Radiación y albedo.-o 348
La deforestación tiende por lo general tiende a aumentar el albedo. Bajo tal condición se alteran 349
los balances de energía y con ello se pueden alterar las condiciones climáticas consideradas como 350
normales. La combinación entre cambios en los balances de radiación y albedo es determinante 351
para estimar la magnitud del cambio climático. Son pocos los sitios en México en donde se mide 352
la radiación. En dichos sitios se mide básicamente la radiación solar y en algunos casos la 353
radiación ultravioleta. Sin embargo, no es claro si las alteraciones de albedo llevan a más o 354
menos lluvia. Piénsese en el esquema de retroalimentaciones positivas y negativas que pueden 355
ocurrir al cambiar el albedo, las que llevan a cambios en la radiación neta en superficie y por 356
tanto a cambios en convergencia, formación de nubes y precipitación. 357
358
FIGURA 4 359
360
361
362
21
363
Procesos de retroalimentación positiva-negativa también se tienen registran cuando se consideran 364
alteraciones en humedad del suelo o en rugosidad. Es por ello que la interacción dinámica y 365
termodinámica entre atmósfera y biosfera es hoy en día es un problema de interés para la 366
modelación del clima. 367
368
Radiación sSolar mMedia 369
.- La radiación solar (energía de radiación que se propaga en forma de ondas electromagnéticas 370
de longitudes de onda que abarcan el intervalo que va de 280 nm a 4000 nm) ese expresada en 371
términos de su irradiancia (W/m2) o en su caso en términos de su irradiación entendiéndola como 372
ALBEDO
Disminuye absorción de onda corta
Disminuye radiación neta en superficie
Disminuyen flujos de calor latente y sensible
Disminución en Convergencia
Nubosidad Precipitación
Aumento en el albedo
Aumento en radiación neta
Aumento en insolación
Aumento en albedo
Reducción de humedad del suelo
+ _
Fig 15.4 Procesos de retroalimentación positiva y negativa en la precipitación al cambiar el albedo
22
la integral de la irradiancia respecto del tiempo (MJ/m2). La radiación solar es la energía de 373
radiación de la que se tiene más información obtenida a partir de mediciones que, desde 1999, el 374
Servicio Meteorológico Nacional (SMN)ha venido realizando en su red solarimétrica; formada 375
ésta por 94 puntos distribuidos en el territorio nacional, en donde se instalaron sendos 376
piranómetros que miden la radiación solar global (global = directa + difusa) en términos de su 377
irradiancia promediada cada 10 minutos .con piranómetros estándar de segunda clase. 378
Independientemente de esta red, en la UNAM se cuenta con registros de radiación solar global 379
medidos en la estación solarimétrica de Ciudad Universitarias que datan de 1967 a la fecha; 380
además se cuenta con los datos que se registran desde 1968 en una estación solarimétrica, 381
también propiedad de la UNAM, ubicada en el poblado de Orizabita, Hgo. La red de 94 382
estaciones automáticas del SMN, miden la irradiancia solar global con piranómetros estándar de 383
segunda clase. Aunque estos los piranómetros aludidos fueron referenciados de fábrica, tienen ya 384
una antigüedad de entre 1 y 5 años, dependiendo del sitio en donde se instalaron, período en el 385
cual no se ha seguido un programa de recalibración. 386
La red de estaciones tiene una cobertura bastante amplia del territorio nacional, sin embargo fue 387
diseñada tomando en cuenta solocon criterios hidrológicos, dejando de lado otros como los que 388
tienen que ver con la regionalización territorial siguiendo criterios que se refieren a los usos del 389
suelo, la orografía y los diferentes factores climáticos. que existen en el territorio nacional. La 390
Comisión Federal de Electricidad cuenta con una red de alrededor de 20 veinte piranógrafos sin 391
recalibración y seis6 piranómetros también sin recalibración. La Secretaría de Marina cuenta con 392
una red de alrededor de diez10 piranógrafos sin recalibrar y diez10 heliógrafos (miden las horas 393
de sol brillante). En fechas recientes ha instalado veintidos22 estaciones meteorológicas 394
automáticas con piranómetro, de las cuales no se tiene información de sus programas de 395
mantenimiento y recalibración. 396
23
Unas cuantas universidades del país han hecho pública en Internet información de radiación 397
solar: desde luego el Observatorio de Radiación Solar del Instituto de Geofísicaa de la UNAM 398
(IGF-UNAM), ya mencionado anteriormente, con sus datos para Ciudad Universitaria, en el D.F. 399
y Orizabita Hgo. (http://www.geofisica.unam.mx/ors/ors-red.html); el Grupo de Energía de la 400
Universidad de Sonora; y de manera más incipiente el Centro de Investigación en Energía de la 401
UNAM (http://xml.cie.unam.mx/xml/se/cs/meteo.xml). 402
Recientemente, el IGF-UNAM ha propuesto la creación de una base de datos nacional, con un 403
servidor de Internet, para hacer ampliamenter la disponibiliedad de la información de radiación 404
solar. Se busca conjuntar en esta base de datos la información que ha sido medida por diferentes 405
organizaciones en el país, como universidades, centros de investigación, Servicio Meteorológico 406
Nacional, Comisión Federal de Electricidad, Comisión Nacional del Agua, Armada de México, 407
etc. Para asegurar una alta calidad en la información solarimétrica es necesario que los 408
piranómetros que se usen sean sujetos de un sistemático y permanente programa de 409
mantenimiento preventivo y referenciación (recalibración), contrade acuerdo con los estándares 410
que mantienen la escala de Referencia Radiométrica Mundial (World Radiometric Reference, 411
WRR). 412
Es claro que aA pesar del valor que han tenido en el pasado los mapas existentes, como única 413
fuente disponible de información de radiación solar para el país, es indispensable contar con 414
información actualizada. En ese sentido, el Observatorio de Radiación Solar del IGF-UNAM, 415
actualmente trabaja actualmente en la elaboración de nuevos mapas de radiación solar para 416
México, basados en la información solarimétrica facilitada por el SMN una vez que sea validada 417
acualizando los programas de recalibración de los piranómetros de las 94 estaciones que maneja. 418
ÉEste será un desarrollo muy importante, ya que será la primera ocasión en que se podrá contar 419
con mapas basados en datos medidos en un número significativo de estaciones. 420
24
Para asegurar la calidad de los datos es necesario que las diversas instituciones establezcan 421
programas para la calibración, al menos bianual, de sus sensores de radiación solar. México 422
cuenta con una institución reconocida por la OMM, para llevar a cabo la calibración de equipos, 423
la cual es el Observatorio de Radiación Solar del IGF-UNAM. Este Observatorio es uno de los 424
Centros Radiométricos Regionales de la AR-IV, el cual tienen como una de sus funciones 425
principales el de coadyuvar con dicha organización en la diseminación de la Referencia 426
Radiométrica Mundial, para lo cual lleva a cabo una comparación anual de los equipos a nivel 427
nacional, y cada cinco años una intercomparación regional (la AR-IV comprende los países de 428
América del Norte, del Centro y el Caribe), además de participar quinquenalmente en las 429
calibraciones internacionales, con sus equipos de referencia, que se llevan a cabo en el Centro 430
Radiométrico Mundial, en Davos, Suiza. Por lo tanto, la calibración puede llevarse fácilmente a 431
cabo, si existe el interés de las instituciones involucradas. 432
433
434
Productividad pPrimaria 435
.- La pProductividad pPrimaria es el proceso de fijación de carbono por fotosíntesis. La cantidad 436
total de carbono fijado por unidad de área y tiempo es la Productividad Primaria Bruta (PPB), 437
siendo la Productividad Primaria Neta (PPN) la diferencia entre el carbono que entra al 438
ecosistema por PPB y el que se pierde a través de la respiración de los autótrofos. En los 439
ecosistemas en equilibrio dinámico, la mayor parte de la PPN se transfiere al suelo víia caíida de 440
hojarasca, exudados y mortalidad de raíces. Otra fracción, que generalmente es generalmente 441
pequeña, se pierde por herbivoría, y es la energía que se transfiere a los consumidores. 442
El entendimiento de los patrones espaciales y temporales de PPN es central al estudio de 443
los ecosistemas terrestres, ya que la PPN: 1) es un indicador de la cantidad de carbono y energía 444
25
que ingresa al ecosistema, 2) provee la energía que sustenta todos los procesos biológicos, 445
incluyendo la dinámica trófica y la descomposición de la materia orgánica, 3) es la mejor variable 446
que integra innumerables interacciones entre elementos, organismos y el ambiente, 4) por ser un 447
proceso integrativo, es un componente crítico para entender las respuestas a las transformaciones 448
del paisaje por actividad antrópica y al cambio global, y 5) es un indicador del potencial de 449
carbono que puede ser almacenado en el ecosistema. Por su significado ecológico, existen 450
numerosas estimaciones de PPN en diferentes ecosistemas terrestres a nivel mundial, pero debido 451
principalmente a limitaciones metodológicas, la mayoría de las estimaciones no son directas. En 452
su lugar, se utilizan indicadores de PPN, como son la producción de hojarasca o la reflectancia de 453
la vegetación, usando sensoría remota que se vincula con datos de estructura y química del dosel 454
(p. ej.e.g.), cantidad de clorofila, nitrógeno, lignina y celulosa) y con variables ambientales. 455
México está representado por una amplia variedad de tipos de ecosistemas terrestres. Sin 456
embargo, los estudios sobre productividad primaria son muy contados, y la mayor parte abordan 457
procesos relacionados con la PPN (i.e., crecimiento diametral de troncos, tasas de 458
almacenamiento de carbono en la vegetación, producción de hojarasca y de raíces, etc.). Una 459
revisión bibliográfica para el periodo 1990-2006 en revistas indexadas sobre estos temas, muestra 460
que, con muy distintos objetivos y enfoques de estudio, se han publicado alrededor de 30 461
trabajos; la mayoría en los últimos cinco años. Existen otros estudios en mayor número, pero con 462
un enfoque agronómico, o que analizan a los bosques secundarios y el efecto del cambio de uso 463
de suelo, o bien que son de carácter paleoecológico. 464
De los estudios en ecosistemas nativos de México a nivel del país, un estudio usando 465
sensoría remota, analiza indicadores de productividad de la vegetación y su relación con variables 466
del balance de agua (Mora e Iverson, 1998), mientras que Therrell et al. (2002) relacionan la 467
cronología del crecimiento de árboles y su relación con la precipitación a largo plazo. A nivel 468
26
regional, con sensoría remota, Franklin et al. (2006) también usando sensoría remota, estiman la 469
PPN de la vegetación nativa en las planicies de Sonora, y Lawrence (2005) compara el bosque 470
tropical seco en un gradiente de lluvia en el sur de Yucatán. 471
A nivel local, existe un número mayor de trabajos, de los cuales la mayoría se han 472
realizado en las zonas áridas y semiáridas. Uno de estos trabajos, con diferentes técnicas y 473
modelación, compara y valida las estimaciones de PPB para un sitio en la cuenca del rRío Sonora 474
(Gebremichael y Barros, 2006). Otro estudio en Baja California estima el intercambio neto de 475
CO2 del ecosistema y su variación con factores ambientales (Hastings et al., 2005). Otros 476
estudios analizan la producción de hojarasca, en distintos sitios del Desierto Sonorense (Maya y 477
Arriaga, 1996;, Búrquez et al.,l. 1999;, Martínez-Yrízar et al., 1999), y en el Desierto de 478
Tehuacán (Pavón et al., 2005). 479
Un grupo significativo de trabajos se han realizado en el bosque tropical seco 480
principalmente en la región de Chamela, Jalisco. Martínez-Yrízar et al. (1996) estimaron la PPN 481
del bosque, Maass et al. (1995) la estacionalidad del índice de área foliar y Bullock (1997) del 482
crecimiento radial de árboles. Martínez-Yrízar et al. (1990) analizaron los patrones espacio-483
temporales de producción de hojarasca, y Maass et al. (2002) la caída de la fracción leñosa 484
gruesa. De la productividad y recambio de raíces finas, está el trabajo de Kummerow et al. 485
(1990), mientras que Castellanos et al. (2001) analizaron el efecto de la roza tumba y quema en 486
estas variables en comparación con el bosque preservado. 487
Para el bosque tropical perennifolio están los trabajos realizados, principalmente en la 488
región de Los Tuxtlas, Veracruz, por ÁAlvarez-Sánchez y Guevara (1993, 1999);, Sánchez y 489
ÁAlvaárez-Sánchez (1995);, Martínez-Sánchez (2001); sobre producción de hojarasca y de 490
crecimiento diametral de árboles por Ricker y del Ríio (2004). 491
27
Para un bosque mixto con elementos tropicales y templados en Veracruz, la producción de 492
hojarasca fue analizada por Williams-Linera y Tolome (1996), y en un bosque de neblina en el 493
volcán Acatlán, Veracruz por Williams-Linera et al. (2000). Para un bosque templado dominado 494
por Quercus spp., Bernal-Flores et al. (2006) analizaron el crecimiento estacional de la 495
vegetación de pastos nativos en un sistema de pastoreo rotativo del bosque. Basados en un 496
análisis de crecimiento diametral de poblaciones de pinos en el centro de México, García et al. 497
(2004) obtuvieron una estimación de productividad, mientras que Biondi et al. (2005) analizaron 498
el crecimiento de Pinus hartwegii y el clima en el límite arbóreo del Nevado de Colima. 499
La información sobre los procesos relacionados con la productividad primaria en los 500
ecosistemas terrestres de México es muy limitada y fragmentada. La mayoría de los estudios se 501
limitan a dos o tres años de medición y se restringen a un soólo componente del proceso 502
productivo. Se necesitan más estudios en sitios específicos que incorporen la variabilidad 503
espacial y temporal a mayor escala, y que representen una gama más completa de ecosistemas del 504
país. Aunque para los desiertos y el bosque tropical seco hay un número importante de 505
publicaciones, éstos se concentran en unas cuantas áreas. Estimaciones específicas para cada tipo 506
de ecosistema y sitio es información de gran valor para obtener valores más precisos de la 507
productividad, que actualmente se usan paraal estimar valorar la contribución de los ecosistemas 508
al flujo de gases de invernadero por cambio de uso de suelo, y validar modelos predictivos. 509
510
Descomposición de materia orgánica 511
.- La descomposición es un proceso ecosistémico clave a través de cual los restos orgánicos de 512
plantas y animales se sufren una transformanción fisico-químicamente, y, como consecuencia, se 513
libera carbono a la atmósfera y nutrientes al suelo en formas que pueden ser usadasrse para en la 514
producción microbiana y vegetal (Chapin et al., 2002). 515
28
El entendimiento de los patrones espaciales y temporales de descomposición es central al 516
estudio de los ecosistemas terrestres, ya que la descomposición: 1) es la base de la actividad 517
microbiana del suelo y de las cadenas tróficas basadas en los detritus, 2) contribuye a la 518
formación de suelo, 3) determina la fertilidad y la retención de nutrientes del suelo, 4) es un 519
compomente básico del ciclaje de carbono en el ecosistema, y 54) se ha utilizado como un índice 520
del funcionamiento del ecosistema, que puede ser incorporadose a modelos predictivos de la 521
dinámica ecosistémica, bajo diferentes escenarios de cambio climático global (Chapin et al., 522
2002;, Anderson y Nelson, 2006). 523
524
A pesar de que México está representado por una amplia variedad de tipos de ecosistemas 525
terrestres, y de la importancia del proceso de descomposición en el ciclo del carbono y en el 526
funcionamiento del ecosistema, existen muy pocos estudios en el país sobre este tema. Una 527
revisión bibliográfica para del periodo 1990-2006 en revistas indexadas muestra que, se han 528
publicado tan sólo doce12 trabajos, con muy distintos enfoques y preguntas de investigación. 529
De estos trabajos, únicamente cuatro abordan directamente la descomposición de los 530
residuos vegetales en ecosistemas nativos de México. Dos analizan el componente foliar de la 531
hojarasca en el bosque tropical lluvioso en Veracruz (ÁAlvarez-Sánchez y Enríiquez ,1996;, 532
Barajas-Guzmán y ÁAlvarez-Sánchez, 2003) y uno más en el bosque tropical seco, en distintas 533
etapas sucecionales, en Campeche (Xuluc-Tolosa et al., 2003). El cuarto estudio analiza la 534
descomposición del material leñoso en el bosque tropical seco de Yucatán (Harmon et al., 1995). 535
En adición, un trabajo de tesis de maestría analiza la descomposición foliar de especies leñosas 536
en el bosque tropical seco de Jalisco (Martínez-Yrízar, 1984). 537
De los otros siete trabajos, tres abordan distintos aspectos relacionados con la 538
descomposición. Un estudio analiza la presencia de micelio en el suelo y su efecto en la 539
29
concentración de nutrientes en un bosque tropical lluvioso en el sur de Méexico (Guevara y 540
Romero, 2004), otro analiza la micoflora asociada a la descomposición foliar de especies selectas 541
en un bosque de neblina (Heredia 1993), y uno más, los efectos de la actividad del cangrejo 542
terrestre en remoción de hojarasca en un bosque semideciduo en las dunas costeras de Veracruz 543
(Kellman y Delfosse, 1993). 544
Con un enfoque agronómico, dos trabajos analizan la descomposición de residuos 545
orgánicos:, uno 1) añadidos in situ al suelo de un cultivo de maíz en Tabasco (Cruz et al., 2002), 546
y el otro2), añadidos en condiciones de laboratorio al suelo de un cultivo de maíz y uno de frijol 547
en Guanajuato (Reyes-Reyes et al., 2003). Un tercer trabajo en Tabasco, con un enfoque 548
aplicado, investiga la influencia de dos tipos de pastizal inducido y de un bosque sucesional en la 549
dinámica de la descomposición de una leguminosa y la fertilidad del suelo (Geissen y Morales-550
Guzmáan, 2005). 551
Por último, un par de trabajos analizan el potencial microbiano del suelo y la 552
mineralización de carbono a través de la incubación de suelo del bosque tropical caducifolio en 553
Jalisco (García-Oliva et al., 2003) y de distintas comunidades del Desierto Sonorense en Sonora 554
(Núñez et al., 2001). 555
A diferencia de otros procesos ecosistémicos, la información sobre descomposición de 556
materia orgánica en los ecosistemas de México es particularmente escasa. Se necesitan estudios 557
que incorporen la variabilidad espacial y temporal a mayor escala, y que representen una muestra 558
más completa de los distintos ecosistemas del país. Aunque se cuenta con información para el 559
bosque tropical caducifolio y el bosque tropical lluvioso, esta información es muy puntual y se 560
centra en unas cuantas especies y sitios de estudio. Estimaciones específicas para cada tipo de 561
ecosistema, así como el estudio de los factores que afectan las tasas de descomposición, son de 562
30
gran importancia para entendeer cómo las actividades antrópicas y otro tipo de cambios pueden 563
influenciar la estructura y el funcionamiento del ecosistema. 564
565
ÍIndice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI).- 566
El ÍIndice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) es un índice espectral que se 567
obtiene por sensoría remota desde distintas plataformas satelitales. Aunque existen diferentes 568
bases de datos NDVI generadaos con diferentes varias resoluciones espaciales y temporales, el 569
NDVI ha tenido aplicaciones muy diversas en la investigación científica a nivel mundial, y ha 570
sido una herramienta de análisis muy valiosa en ecología (Paruelo et al., 2005;, Pettorelli et al., 571
2005;, Rasmussen, 1998a, b). Diversos estudios muestran que el NDVI puede ser usarsedo para 572
calcular y predecir la productividad primaria neta (PPN) terrestre en distintos ecosistemas y áreas 573
geográficas, así como para elucidar la relación entre las fluctaciones estacionales de la 574
vegetación, la PPN y el clima. Ha sido tTambién se ha usado para parametrizar modelos de PPN 575
a escala global;. Se le ha utilizado además, como un indicador de la biomasa relativa, del verdor o 576
actividad de la vegetación, y para analizar la variabilidad estacional e interanual de la cobertura 577
vegetal a distintas escalas espaciales y temporales. Por su relación directa con distintos procesos 578
ecológicos, incluyendo la PPN, muchos trabajos han utilizado esta herramienta para estimar el 579
índice de área foliar (IAF) en diversos ecosistemas. Otros estudios han mostrado la relación que 580
existe entre el NDVI y características fisiológicas asociadas con el estrés hídrico y el déficit de 581
nutrientes. Su aplicación se ha extendido a analizar las relaciones con la concentración 582
atmosférica de CO2, la precipitación y la evapotranspiración actual y potencial a varias escalas y 583
en diferentes partes de la Ttierra, haciendo posible la predicción. También se ha explorado su 584
aplicación para evaluar respuestas ecológicas al cambio ambiental, el estatus de conservación de 585
los recursos naturales y planear acciones de restauración. Muchos trabajos han aplicado series de 586
31
tiempo del NDVI para evaluar y predecir el impacto del pastoreo y la carga animal, la extensión 587
de la deforestación, el efecto de la contaminación y la degradación del hábitat, o bien para 588
predecir la densidad, el vigor y el rendimiento de cultivos de valor comercial como el maíz y el 589
trigo. 590
A pesar del enorme potencial de análisis que representa la aplicación de estos datos 591
derivados de sensoría remota, que permiten entender procesos de la superfice de la Ttierra como 592
la productividad primaria, los balances de energía, los ciclos biogeoquímicos y su dinámica a 593
grandes escalas espaciales y temporales (Paruelo et al., 1997;, Mora y Iverson, 1998;, Paruelo et 594
al., 2005), los trabajos con este enfoque en los ecosistemas terrestres de México, no son sólo se 595
han realizado en muy pocas regiones y ecosistemas del país, sino que han sido planteados con 596
muy distintos objetivos. Algunos de éstosestos estudios han dirigido su atención a la detección 597
del cambio en la cobertura vegetal y la modificación del paisaje por el cambio de uso de suelo. 598
Por ejemplo, el trabajo de Sader et al. (1994) documenta los patrones de desmonte en la frontera 599
entre México y Guatemala, el de Ruíz-Luna y Berlanga-Robles (1999) la degradación para el 600
sistema costero Huizache-Caimanero en Sinaloa, el de Lira y García (2003) provee una 601
descripción de las clases de vegetación en Michoacán, mientras que el trabajo de Franklin et al. 602
(2006) estima la extensión de la conversión del desierto en las planicies de Sonora por desmonte 603
para la siembra de zacate buffel. Otros estudios han analizado la relación entre el NDVI y la 604
variabilidad estacional e interanual de la vegetación, como el trabajo de Lyon et al. (1998) para la 605
vegetación de una parte de Chiapas, el de Cayrol et al. (2000) donde se muestra que las series de 606
tiempo NDVI reflejan con éxito la variabilidad del estatus de la vegetación, la biomasa y el índice 607
de área foliar en sitios semi-áridos en la Cuenca del rRíio San Pedro en el norte de México, y el 608
trabajo de Salinas-Zavala et al. (2002) que analiza a escala regional en el noroeste de México, la 609
relación entre la variabilidad en el NDVI y variables climáticas durante las distintas fases del 610
32
fenómeno El Niño. Por su dimensión, el trabajo de Mora e Iverson (1998) es relevante, pues 611
evalúa el vínculo entre los datos de sensoría remota y modelación estadística como una 612
herramienta de análisis de procesos ecológicos a escala de paisaje. Su estudio aborda a nivel de 613
todo nuestro país y sus ecorregiones, las relaciones entre indicadores de la productividad de la 614
vegetación, derivados de un análisis multitemporal de imágenes de satélite, y la estacionalidad 615
con distintas variables de balance de agua. 616
Para los ecosistemas de las zonas críticas de transición, como son los manglares, 617
marismas y la vegetación riparia, existen varios trabajos con este mismo enfoque. Entre éstos, 618
destacan los estudios realizados en el Delta del rRío Colorado por Nagler et al. (2001, ) y Nagler 619
et al. (2004), que comparan la firma espectral de la vegetación y su correlación con 620
características de la vegetación riparia y del suelo. Otros trabajos han examinado la degradación y 621
extensión de afectación de los bosques de mangle por disturbio antrópico en la costa de Sinaloa 622
(Ruíz-Luna y Berlanga-Robles, 1999), y en otro prominente sistema estuarino en la costa entre 623
Sinaloa y Nayarit (Kovacs et al., 2004 y Kovacs et al., 2005). 624
Aunque el uso de NDVI como herramienta de investigación es cada vez más común, aún 625
son muy contados los estudios con la aplicación de las bases de datos NDVI, para cuantificar 626
procesos funcionales y la heterogeneidad espacial a nivel de ecosistema o a escala regional, o 627
para parametrizar y validar modelos de productividad primaria neta y fenología en los distintos 628
ecosistemas terrestres de México. 629
630
631
Almacenes de biomasa.- 632
La cuantificación de la biomasa de las comunidades vegetales provee información sobre la 633
cantidad de recursos disponibles en un lugar o región para alimento, combustibles y fibras. Desde 634
33
una perspectiva ecológica, la biomasa representa recursos almacenados en un ecosistema, y cuya 635
variación debida a la dinámica natural o a los disturbios antrópicos, brinda información sobre las 636
variaciones en el “capital” de recursos del ecosistema. Recientemente, la biomasa vegetal de los 637
ecosistemas ha sido utilizada para seguir los cambios en el ciclo del carbono debidos a los 638
cambios de uso del suelo, a la deforestación y a la quema de la vegetación. La biomasa vegetal 639
puede por lo tanto puede constituir una fuente o un sumidero de gases de efecto invernadero, por 640
lo que su estimación para alimentar modelos tanto a niveles local, regional o nacional se vuelve 641
fundamental. 642
Existen cuantificaciones puntuales de la biomasa vegetal en algunos ecosistemas del país, 643
pero en general hay un vacío importante de información. Sobre todo, no hay muchos estudios que 644
tomen en cuenta los componentes de la biomasa muerta ni las raíces. El componente de biomasa 645
muerta (troncos caídos, mantillo y, tocones) es importante para entender la dinámica del carbono 646
en el mediano y largo plazos en los ecosistemas. Los estudios que abarcan el nivel regional o 647
nacional se basan, en mayor o menor medida, en información derivada del Inventario Nacional 648
Forestal Periódico; y en algunos casos se han tratado de corregir algunas de las deficiencias de 649
éste (p.e. jg. Cairns et al., 2000). LaSe necesidadtan de cuantificaciones in situ de la biomasa de 650
diferentes ecosistemas, se hace evidente ante el hecho de que la aplicación de ecuaciones 651
alométricas generales a sitios particulares puede producir errores de estimación importantes, 652
como lo han mostrado Hughes et al., (1999) y Cairns et al. (2003). La variación espacial es un 653
factor crítico en las cuantificaciones de biomasa a nivel local y sobre todo cuando se quiere 654
generalizar a grandes unidades de vegetación. 655
Las estimaciones de biomasa para ecosistemas particulares se han realizado en el trópico 656
seco en la región de Chamela, Jalisco (Martínez-Yrízar et al., 1992; Jaramillo et al., 2003a; 657
Kauffman et al., 2003) y en la Península de Yucatán (Lawrence y& Foster, 2002; Cairns et al., 658
34
2003), en el trópico húmedo en Los Tuxtlas, Veracruz (Hughes et al., 1999,; Hughes et al. 2000; 659
Jaramillo et al., 2003b) y en la Selva Lacandona (De Jong et al., 2000), en el matorral semiárido 660
de Tamaulipas (Navar et al., 2000) y en el bosque mesófilo de Oaxaca (Asbjornsen et al., 2005). 661
De éstos, soólo en Chamela y en Los Tuxtlas se han cuantificado todos los componentes de la 662
biomasa del ecosistema. El estudio de Cairns et al. (2000) cuantifica con un método mixto (i.e. 663
inventario forestal y muestreo de campo) cuantifica la biomasa aérea de diferentes unidades de 664
vegetación del sureste de México. 665
Dada la necesidad de tener información de biomasa en modelos que incorporan el cambio 666
de uso del suelo para estimar balances de carbono, se vuelve priorittario tener estimaciones de 667
campo confiables, en particular de aqueéllos ecosistemas que están siendo objeto del disturbio 668
antrópico. Igualmente, es preciso tener información de calidad sobre la biomasa de la vegetación 669
secundaria que empieza a dominar la cobertura en diversas regiones boscosas del país (templadas 670
y tropicales), ya que a pesar de que pueden ser estructuralmente similares a los bosques 671
primarios, la biomasa no lo es y puede conducir a sobreestimaciones significativas en los 672
modelos. 673
674
675
Dinámica biogeoquímica 676
En lo que corresponde a la dinámica biogeoquímica, los procesos incluyen: las emisiones 677
de CO2 , de metano y de óxidos de nitrógeno, la fijación de nitrógenoN, los almacenes de 678
carbono, la lluvia ácida, la mineralización, la erosión y sedimentación, el secuestro de carbono 679
biogénico, la exportación de carbono biogénico, las surgencias marinas, las descargas de 680
sedimentos y materiales hacia cuerpos de agua, la salinidad en cuerpos de agua, la 681
quimioautotrofía en sistemas reducidos y la eutroficación. 682
35
683
Fijación de NNitrógeno 684
.- La actividad biogeoquímica de los organismos del bacterioplancton tiene efectos globales en la 685
ecología del ecosistema marino, ya que estos organismos constituyen la fuente de materia 686
orgánica particulada que eventualmente será regenerada en superficie o exportada en 687
profundidad, afectando al bentos. 688
Las tasas de crecimiento del plancton en las aguas superficiales oceánicas, suelen estar limitadas 689
por la disponibilidad de formas reducidas de nitrógeno (N). El nitrógeno reducido puede entrar a 690
las regiones superficiales de la columna de agua, en donde se lleva a cabo la mayor parte de la 691
fijación biológica del carbono, por medio de la advección o difusión de nitratos y nitritos 692
provenientes de capas de agua profunda, o por medio de la conversión de nitrógeno atmosférico a 693
nitrógeno reducido a partir de la actividad de bacterias fijadoras de nitrógeno. La fijación de 694
nitrógeno atmosférico, equivale a una fuente de nitrógeno reducido que entra a la red trófica en 695
aguas marinas en las regiones tropicales y subtropicales; ésta es por lo tanto, una reacción 696
esencial para la incorporación de formas reducidas de nitrógeno que limitan la productividad 697
primaria. 698
A partir del análisis de la proporción entre el N y el fósforo (P) presente en la materia orgánica 699
recolectada, se han identificado regiones marinas que en teoría tienen una gran actividad de 700
incorporación (fijación) o pérdida (denitrificación) de formas reducidas de nitrógeno. El gGolfo 701
de México, se ha sido identificado como una región en la cual la fijación de nitrógeno debe de ser 702
muy alta (Gruber y Sarmiento, 1997). 703
A la fecha se ha llevado a cabo un análisis de la diversidad bacteriana de fitoplancton con 704
actividad fotoautótrofa y diazotrófica en aguas superficiales del cCanal de Yucatán en el gGolfo 705
de México, en colaboración con el laboratorio Venter, en el cual se ha identificado a las 706
36
comunidades del bacterioplancton con potencial para fijar carbono y nitrógeno., sSe ha 707
cuantificado la contribución de estas comunidades del bacterioplancton en la formación de 708
nitrógeno reducido y carbono incorporado y se han determinado las abundancias bacterianas en 709
muestras de columna de agua, a diferentes profundidades obtenidas por filtración del agua en 710
membranas Durapore y preservadas en buffer para extracción de ADN y ARN. Las 711
profundidades fueron determinadas por el porcentaje de luz presente: 100, 50, 25, 10 ,1 y 0.1 % 712
de luz. En las regiones marinas como el cCanal de Yucatàn, estas profundidades se relacionan 713
con la luz en la zona de mezcla por encima de la nutriclina. 714
Ante la falta de estudios en los mares mexicanos se espera que la fijación de nitrógeno en estas 715
regiones va a variará con base en la cercanía a la costa y, por lo tanto, con base ena la cantidad de 716
materia orgánica proveniente de tierra. Es posible que las tasas mayores de fijación de nitrógeno 717
y por lo tanto de producción “nueva” se encuentren en las zonas más alejadas a la costa. También 718
es de esperarse que la composición biogeoquímica de las comunidades bacterianas cambie cerca 719
a la zona de influencia terrígena. 720
Otros estudios que se llevan a cabo sobre el tema incluyen la fijación de nitrógeno en cuerpos de 721
agua epicontinentales como es el lago de Alchichica y la cCuenca de Cuatro Ciénegas. 722
723
724
725
Almacenes de Carbono.- 726
La estimación de los almacenes de carbono en los ecosistemas, (íntimamente vinculada a la de 727
biomasa excepto en el suelo), y en los fondos de mares y lagosacuáticos, es fundamental, para 728
entender las consecuencias de la transformación de los ecosistemas naturales con propósitos 729
agropecuarios y de los cambios de cobertura vegetal sobre las emisiones de bióxido de carbono a 730
37
escalas regional y nacional. La materia orgánica en los sedimentos marinos juega un papel 731
importante, pues es un reservorio en el ciclo global del carbono y se vincula con la generación de 732
petróleo contribuyendo en la química del océano. A pesar de la relevancia del reservorio, en 733
particular en los bosques tropicales y templados del país, aún es escasa, la información publicada 734
sobre los almacenes de C y de las emisiones debidas a las perturbaciones naturales o al cambio de 735
uso del suelo es aún escasa. Asimismo, no hay mucha información sobre el almacén de C en 736
perfiles completos del suelo y mucho menos aún del tamaño de los reservorios con diferentes 737
tiempos de residencia. En muchos casos, las estimaciones de los almacenes de C en la biomasa se 738
han realizado multiplicando el valor de la biomasa por un factor que varía entre 0.47 y 0.50. 739
Pocos estudios han cuantificado los almacenes de C a nivel del ecosistema, incluyendo los 740
almacenes aéreo y subterráneo en la biomasa viva, en la necromasa y en el suelo. En particular, el 741
almacén en la biomasa muerta es importante en la dinámica del C de mediano y largo plazos deen 742
los ecosistemas dominados por plantas leñosas. Los trabajos que han cuantificado los almacenes 743
ecosistémicos de C se han llevado a cabo en unas cuantas regiones: a) en el trópico húmedo en la 744
región de Los Tuxtlas, Ver., en selva primaria, secundaria y praderas (Hughes et al., 1999,; 745
Hughes et al., 2000; Jaramillo et al. 2003a); b) en el trópico seco en la región de Chamela, Jal., 746
en selva baja, selva mediana y praderas (Jaramillo et al., 2003b); y c) en la zona templada de los 747
Altos de Chiapas, en bosques de encino, mesófilo, de pino, bosques degradados, tierras cultivadas 748
y praderas (De Jong et al., 1999). Otro estudio muy completo, en el que se cuantificaron todos los 749
almacenes excepto el de las raíces, que se estimó con ecuaciones alométricas, es el de De Jong et 750
al. (2000) en la selva Lacandona de Chiapas. Estos dos últimos tienen un énfasis regional y 751
evalúan el impacto del cambio de uso del suelo en las emisiones de C a la atmósfera. En este 752
mismo contexto, Cairns et al. (2000) calcularon los almacenes de C aéreos en la biomasa viva 753
para una variedad de condiciones de uso y cobertura del suelo, utilizando inventarios forestales, 754
38
ecuaciones de regresión y verificaciones en campo. Al igual que en el caso anterior, se realizan 755
estimaciones regionales de emisiones de C a la atmósfera. 756
En otro estudio con énfasis regional, Mendoza-Vega et al. (2003) se concentraron en la 757
cuantificación de los almacenes de C en el suelo y en las raíces de una variedad de condiciones 758
de uso y de cobertura en los Altos de Chiapas con bajo métodos muy intensivos de campo. 759
Etchevers et al. (2006) incluyen datos de almacenes de C en sistemas agrícolas de ladera en 760
Oaxaca, en conjunto con estimaciones de algunos bosques primarios y secundarios de la región. 761
Reportan Registran datos para las porciones aérea y subterránea de la vegetación, así como para 762
el perfil del suelo. Sin embargo, por ser artículo de revisión, no proveen una descripción de los 763
métodos utilizados, pero tampoco existe referencia alguna a una publicación arbitrada para su 764
consulta. 765
A pesar de que existe una moda en cuanto a la estimación de los almacenes de C en los 766
ecosistemas terrestres, debido a su relevancia para calcular emisiones de C a diferentes escalas, es 767
escasa la información publicada en revistas especializadas arbitradas, es escasa. 768
La materia orgánica que conforma los almacenes de carbono en los sedimentos oceánicos se 769
origina por fijación fotosintética del carbono inorgánico a partir del CO2 atmosférico y el 770
depósito del fitoplancton o consumidores al fondo. Otra parte proviene del fluvial flujo?? de 771
materiales biológicos al mar costero. De la producción primaria estimada en el orden de 40 a 50 772
Gt C.a-1, soólo una pequeña cantidad del carbono orgánico particulado (1.5% en mar abierto y > 773
17% en el talud) se deposita en el sedimento superficial y es disponible para la fauna que habita 774
los fondos marinos, la mayor parte es oxidado en columna de agua y sedimento. 775
Los márgenes continentales son parte de la topografía del fondo marino que bordea los 776
continentes representan soólo una pequeña porción del 20% de la superficie mundial del océano, 777
sin embargo, el 80% de la materia orgánica acumulada globalmente se deposita en el sedimento 778
39
de los tales márgenes continentales y constituye el almacén principal de carbono en el océano. La 779
acumulación de la materia orgánica refleja los patrones de distribución de la producción primaria, 780
el almacén de carbono representa de 0.5% a 3% en la PP de la plataforma y el talud continentales, 781
y solamente solo un 0.014% en el mar abierto. 782
Los estudios existentes sobre la distribución del carbono orgánico en sedimentos marinos 783
muestran concentraciones de 5% en sedimentos hemipelágicos depositados cerca de los márgenes 784
continentales a < 1% en arcillas pelágicas. Las primeras compilaciones de TOC en sedimentos 785
superficiales se realizaron en las décadas de los sesenta y setentas. Los valores de CO > 0.5% se 786
localizan a lo largo de los márgenes continentales y los valores menores en el centro de las 787
grandes cuencas, <0.5%. El 80% de las localidades para las cuales se ha estimado carbono 788
orgánico se localiza en la plataforma y talud continental;, en contraste, las zonas más alejadas se 789
encuentran documentadas pobremente. La costa del Pacífico posee una media mayor de TOC que 790
el promedio global, debido a una productividad >200 gC m-2a-1. 791
792
FIGURA 5 793
794
795
796
40
98 96 94 92 90 88
18
20
22
24
26
28
30
3000 m
2000 m
1000 m
200 m
Yucatan
Golfo de México
Carbono orgánico %
0.26 to 0.7 0.7 to 0.82 0.82 to 0.93 0.93 to 1.1 1.1 to 1.8
Longitud W
Latit
ud N
797
798
Fig. 15.5 Distribución espacial de los valores medios de carbono orgánico en sedimento 799
superficial del SW del Golfo de México, tomado del manuscrito de García Villalobos, F. J. y E. 800
Escobar Briones (en prensa) Composición elemental del Carbono orgánico del sedimento 801
superficial de la planicie abisal del Golfo de México. Volumen sobre el estado del Conocimiento 802
del Carbono en México. 803
804
Exportación de carbono biogénico.- 805
La exportación del material orgánico particulado se ha reconocido como la ruta principal de 806
transporte de carbono y bioelementos hacia el piso oceánico y tiene un papel importante en los 807
ciclos biogeoquímicos dentro del océano. La literatura hace referencia que el zooplancton a 808
través de la herbivoría y las bacterias, por medio de la remineralización, remueven entre 80 y 90 809
% de la productividad primaria en los estratos superficiales de la columna de agua, mientras que 810
el resto de 20 a 10 %, se exporta por debajo de la zona eufótica y soólo una pequeña fracción de 1 811
a 5 %, llega a los sedimentos abisales o profundos. A pesar de la cantidad escasa de material 812
41
orgánico que llega al fondo oceánico, éste determina algunas propiedades del sedimento, como 813
son la cantidad de O2 disuelto, la consolidación del sedimento, la proporción de minerales y el 814
tamaño de grano. Por lo tanto, las partículas que viajan a través de la columna de agua rson de 815
interés para predecir las condiciones de oxigenación que se encuentren en aguas profundas de una 816
región y los tipos de asociaciones faunìsticas que ocurran tanto en columna de agua y en el 817
sedimento. Gracias al desarrollo de nuevas técnicas, ahora es posible establecer el origen y 818
tiempo de arribo al fondo, a partir de los análisis isotópico, elemental y taxonómico, en las 819
partículas recolectadas. Estudios de caracterización de partículas pueden utilizarse para estudiar 820
la posible relación entre las partículas exportadas con la abundancia y distribución de los 821
organismos del bentos. 822
La composición orgánica e inorgánica de las partículas en columna de agua es alterada por la 823
actividad bacteriana durante su estancia en la columna de agua y caída al fondo, ya sea 824
enriqueciéndolas con la colonización de las bacterias o bien mermando su valor energético 825
durante la remineralización. ÉEsta actúa principalmente sobre el material lábil. La interacción de 826
minerales con mucílago que recubre a los organismos como diatomeas, radiolarios, 827
foraminíferos, cocolitofóridos y pterópodos incrementanincrementa la densidad de la partícula, 828
facilitando su exportación al fondo y preservación en el sedimento de manera casi íintegra. 829
Ambos procesos se pueden estudiar mediante estudios de compuestos orgánicos, estructuras de 830
los organismos y composición de minerales, presentes en el material recolectado. 831
La naturaleza, la cantidad y el flujo de las partículas han sido determinados con el uso de trampas 832
de sedimentos. Los resultados de éstas han permitido validar modelos del destino de la 833
productividad local en el océano mundial. Los flujos de partículas se han establecido para 834
elementos y compuestos, y han permitido establecer la existencia de pulsos de fitoplancton que es 835
exportado, que se agrega y que conforma nieve marina o se concentra en heces, con ello se ha 836
42
definido la intensidad del acoplamiento entre columna de agua y el fondo en diferentes regiones 837
del océano. 838
En México estos estudios son limitados y se resumen en aquellos realizados para entender los 839
procesos actuales y con ello explicar los registros paleoceanográficos,; las trampas se han 840
colocado en el sur del gGolfo de California, en el gGolfo de Tehuantepec y en el Pacífico 841
oOriental. Los resultados de dichos estudios han permitido establecer la frecuencia de eventos 842
como el Niño y otros en escalas mayores. Otras trampas de sedimento flotantes trampas han 843
permitido evaluar la tasa de exportación de carbono biogénico, y éstas se han colocado en aguas 844
costeras superficiales en del gGolfo de México y mMar Caribe en aguas costeras superficiales 845
(Biggs, 1992), la mayoría por investigadores extranjeros fuera de la zona económica exclusiva, y 846
solamenteo tres trampas frente a Tamaulipas permiten reconocer la tasa de exportación a mar 847
profundo en el gGolfo de México en un estudio de colaboración entre UNAM y CICESE. 848
En aguas oceánicas los estudios permiten evaluar el secuestro de carbono biogénico como un 849
mecanismo de control del cambio climático global; de la misma forma que las series de tiempo 850
de las estaciones someras en Bermuda para el Atlántico (Bermuda Atlantic Time – Series; BATS) 851
y Hawai (Hawaii Time Series Station; HOT) en el Pacífico, y en el mar Arábigo (JGOFS). El 852
trabajo de Biggs (1992) ha reconocido que la productividad costera en el gGolfo de México varía 853
dentro y fuera de la capa de mezcla en un eddie anticiclónico. El estudio de Jeffrey et al. (1983) 854
permitió reconocer que las diferencias encontradas a escala regional entre el mar Caribe, gGolfo 855
de México y el Atlántico ecuatorial se deben a procesos físicos en la columna de agua y a la 856
permanencia de las partículas en el ambiente pelágico. Otros estudios han reconocido que la 857
contribución por heces de zooplancton en la exportación caracteriza los mares productivos y que 858
los aportes de material orgánico a través de mudas y cadáveres del zooplancton son de gran 859
importancia. El papel de las bacterias en nieve marina y los cambios en la composición durante 860
43
su caída al fondo se generan durante el proceso de agregación. Otras contribuciones del estudio 861
con trampas a diferentes profundidades incluyen la degradación de componentes lábiles (lípidos, 862
ésteres y ácidos grasos) a material refractario durante la exportación en una degradación 863
diferencial de las partículas de fitoplancton que depende del contenido de pigmentos, abundancia 864
relativa de isótopos estables y contenido de fosfolípidos. 865
El flujo de estas partículas hacia el piso oceánico se ha estimado en mares tropicales en menos de 866
40 mgC.m-2.d-1 (Deuser et al. 1981) y contrasta con las zonas más productivas en el Pacífico con 867
flujos por encima de 50 mgC.m-2.d-1 (Honjo y Doherty, 1988). Las partículas orgánicas que 868
generan la producción primaria en la capa eufótica de los ambientes tropicales son 869
predominantemente cianobacterias y ocasionalmente diatomeas, cocolitofóridos y dinoflagelados 870
(Deuser et al.,. 1981; Jeffrey et al.,. 1983; González, 2005). Los estudios sobre la descripción 871
microscópica de las partículas biogénicas exportadas al fondo marino han permitido clasificar 872
componentes del plancton en partículas orgánicas e inorgánicas. La presencia de pigmentos en 873
muestras de agua de fondo (González, 2005) y en sedimentos abisales del Golfo de México (Ley, 874
2003) sugiere la existencia de mecanismos de agregación en columna de agua y estrategias que 875
facilitan la exportación al fondo. Las partículas recolectadas desde la base de la termoclina hasta 876
la capa de mezcla son de naturaleza orgánica (González, 2005). La frecuencia con la cual se 877
exporta material con pigmentos al sedimento abisal y los mecanismos que facilitan la exportación 878
son desconocidos. Aparentemente los procesos hidrodinámicos y la generación de ciclones estén 879
vinculados con los mecanismos de acoplamiento pelágico_- bentónico en aguas oceánicas del 880
gGolfo de México. 881
882
Erosividad de la lluvia.- 883
44
La erosividad de la lluvia es un índice que estima la fuerza con la que la lluvia impacta al suelo, 884
el cual representa la energía potencial disponible para que se lleve a cabo la erosión hídrica del 885
suelo. Este índice tiene una relación directa con la intensidad de la lluvia (cantidad de lluvia entre 886
tiempo) y generalmente las lluvias más intensas son las más erosivas. Sin embargo, no es posible 887
estimar la erosividad de la lluvia soólo con la intensidad promedio, debido a que ésta no es 888
constante durante un evento de lluvia. Lo anterior es resultado de que la intensidad de la lluvia 889
depende de su origen. Por ejemplo, la intensidad de las lluvias asociadas a ciclones tropicales 890
depende de la cantidad de lluvia (García-Oliva et al., 1995), mientras que la intensidad de las 891
lluvias de origen convectivo están más relacionadas con su duración (Button y Ben-Asher, 1983). 892
Por lo anterior, se han generado distintos índices para estimar a la erosividad. Los dos principales 893
índices utilizados son el EI30 propuesto por Wischmeier y Smith (1958) y el KE25 propuesto para 894
zonas tropicales por Hudson (Morgan, 1979). Sin embargo, el cálculo de estos índices requiere de 895
datos de cantidad de lluvia por lo menos cada 10 minutos utilizando pluviógrafos. 896
Desafortunadamente, a nivel nacional no existe una red de pluviógrafos que permita calcular la 897
intensidad de la lluvia y los índices de erosividad. Una alternativa ha sido la utilización del 898
método propuesto por FAO (1979), el cualque utiliza a la precipitación mensual y anual para 899
estimar un índice de erosividad de la lluvia. Este método ha sido aplicado por varios autores en 900
México. Por ejemplo, Estrada-Berg y Ortiz-Solorio (19822) utilizando 760 estaciones 901
meteorológicas distribuidas en el país, estimaron este índice de erosividad para las distintas 902
regiones de México. Ellos concluyeron que el 60% del territorio nacional tiene una erosividad 903
moderada y que los estados con valores más altos fueron Guerrero, Chiapas y Oaxaca. 904
El problema de estos métodos que utilizan las precipitaciones mensuales subestima la intensidad 905
y la erosividad de la lluvia, principalmente en zonas con poca precipitación mensual y zonas con 906
una influencia importante de ciclones, las cuales son muy comunes en México. Por ejemplo, en la 907
45
costa de Jalisco, que tiene una fuerte influencia de los ciclones del Pacífico y una lluvia anual 908
promedio alrededor de 750 mm, se ha estimado un valor promedio de erosividad de 6525 MJ mm 909
ha-1 h-1, que es parecido al reportado registrado en sitios tropicales que reciben más de 1,500 mm 910
anuales (García-Oliva et al., 1995). Por lo anterior, es necesario promover la creación de una red 911
de pluvióografos a nivel nacional, que permita tener mejor mediciones de intensidad y erosividad 912
de lluvias en el país. 913
914
Secuestro de carbono biogénico.- 915
Las escalas relevantes de variación en los flujos de carbono a en la escala global van desde 916
millones de años, para los procesos controlados por los movimientos de la corteza terrestre, a la 917
escala de días e incluso segundos, para los procesos relacionados con el intercambio aire-océano 918
y la fotosíntesis por el fitoplancton. Es importante reconocer que el contenido de CO2 atmosférico 919
está modulado por la variación en la tasa de intercambio entre la atmósfera y el océano y la 920
atmósfera y biosfera, y ésta varía latitudinal, longitudinal y batimétricamente. El nivel de 921
concentración de CO2 en la atmósfera en laa escala global, finalmente está finalmente 922
determinado por procesos geológicos. 923
Las actividades humanas en los últimos 200 años han alterado el ciclo global del carbono de 924
manera significativa., sSin embargo, las tasas de cambio en los flujos de CO2 atmosférico no sólo 925
dependen de los cambios en las actividades humanas, sino también de procesos biogeoquímicos 926
que ocurren en los mares, los climatológicos y las interacciones de la biota con el ciclo del 927
carbono. Éstos contribuyendo en el secuestro de carbono orgánico en los sedimentos de los 928
márgenes continentales en los mares. Otros mecanismos de secuestro que se han descrito en la 929
literatura incluyen el carbono orgánico atrapado en estructuras carbonatadas, como son los 930
arrecifes de coral, la exportación de esqueletos de cocolitofóridos, foraminíferos y pterópodos; en 931
46
mares saturados de CO2, como son los mares tropicales, la retención de carbono orgánico en 932
organismos longevos como las ballenas, cuyo promedio de vida es de un siglo y la degradación 933
de sus huesos de más de 50 años. Una forma adicional de secuestro de carbono biogénico se da 934
en aguas oceánicas tropicales perennemente siempre estratificadas térmicamente, en las cuales la 935
persistencia de circuitos microbianos ejemplifica un mecanismo de secuestro en CO2. 936
La información existente sobre la evaluación de secuestro de carbono biogénico en los mares 937
mexicanos es limitada, y se limita circunscribe a los estudios realizados en el margen del Pacífico 938
nororiental Mexicanomexicano, caracterizado por una zona de oxígeno mínimo, que permite la 939
preservación y el enterramiento de carbono orgánico. Estos estudios se fundamentan en el papel 940
de la bomba biológica del océano (secuestro de carbono en el océano interior por la exportación 941
de carbono orgánico) para explicar las variaciones observadas en el CO2 atmosférico (Paytan et 942
al., 1996). La bomba biológica y el consecuente secuestro de carbono orgánico en el sedimento 943
se relacionan con las variaciones del CO2 atmosférico y la exportación del carbono al fondo 944
oceánico. 945
La producción primaria en márgenes y taludes continentales se ha estimado en 3.7 PgC.a-1, la 946
cual es ligeramente mayor que la estimada de 2.9 PgC.a-1 en el océano profundo, sugiriéndose 947
que a nivel global la bomba biológica secuestra el 60% del carbono en el océano profundo y 40% 948
en márgenes continentales. En el caso particular de México, la tasa de secuestro de carbono 949
orgánico es 0.6 mg.cm-2 a-1, considerando una eficiencia del 35% al ser uno de los pocos sitios 950
del océano donde el desarrollo de la ZMO permite la preservación y enterramiento de Corg. La 951
elevada productividad primaria y la ZMO han variado en sincronía con los cambios climáticos 952
de escala glaciar-interglaciar por miles de años (Ortiz et al., 2004), teniendo un papel relevante 953
en modular los flujos de CO2 en el sistema océano-atmósfera. La información existente evalúa el 954
flujo de Corg sedimentario en núcleos de sedimento del talud continental frente a Baja California 955
47
Sur, Mazatlán; (Ganeshram et al., 1998) y el gGolfo de Tehuantepec (Thunell y Kepple, 2004), 956
que presentan variaciones en la preservación y enterramiento del Corg y relevancia en el ciclo del 957
carbono en la región. Estudios similares son inexistentes en el gGolfo de México o mMar Caribe, 958
ya que en estos mares se presenta una oxidación del carbono orgánico. 959
960
Salinidad en cuerpos de agua.- 961
En México los intereses de índole práctica, así como lo novedoso y la diversidad de los 962
ambientes acuáticos epicontinentales tropicales, han promovido su estudio principalmente a 963
través principalmente de descripciones a nivel individual o regional. Los escasos estudios 964
disponibles para el país no permiten hacer generalizaciones de sus características ecológicas y, 965
menos aún, de tipo comparativo a escala geográfica más amplia. En México los estudios de 966
sistemas lénticos mexicanos (p.e.j g. lagos, presas) son muy escasos y se circunscriben a los 967
principales lagos (e. g.p.ej. Chapala, Jalisco); por otro lado, los ambientes lóticos (e. g.p.ej. ríos y 968
arroyos) son prácticamente desconocidos desde un punto de vista limnoecológico. 969
Los aspectos dinámicos del funcionamiento de los ambientes acuáticos mexicanos son aún son 970
desconocidos. Apenas se ha iniciado el conocimiento –limnoecológico- descriptivo básico y en 971
algunos casos, se cuenta con registros de mediano o largo plazo de algunas variables 972
limnoecológicas de relevancia, tales como temperatura del agua o nivel del lago, que permiten 973
dar inicio a los estudios ecológicos a largo plazo; tal es el caso de Páatzcuaro, Michoacán, o de 974
Alchichica, Puebla, que es el único sistema acuático epicontinental incluido en la Red Mexicana 975
de Estudios Ecológicos a Largo Plazo (Red Mex-LTER). 976
Existen dos tópicos de especial relevancia para el entendimiento de la dinámica del 977
funcionamiento de estos ecosistemas: a) los flujos de materia y energía y b) la variabilidad 978
temporal, que incluye tanto a los flujos como a las cantidades ‘stock’. CoEn relación acon lo 979
48
anterior, se requiere comenzar por hacer los balances de energía, de agua y de sustancias 980
químicas diversos (e. g.p.ej., nutrimentos). Al respecto de esto último, la escasa evidencia 981
disponible hoy en día ha mostrado que a diferencia de los ambientes acuáticos templados, en 982
donde el fósforo juega un papel preponderante en el control de la producción primaria, en los 983
ambientes tropicales existe cada vez más evidencia que soporta que es el nitrógeno y no el 984
fósforo el elemento clave. 985
Posteriormente, es necesario reconocer la utilización de estos recursos, así como medir la 986
producción biológica. Existen una cantidad muy limitada depocas mediciones de producción 987
primaria (PP) y menos aún de producción secundaria. Lo más acercado a la primera variable es la 988
medición de la biomasa fitoplanctónica, expresada a través de la concentración de clorofila que, 989
determinada a lapsos regulares de tiempo, puede aproximarse a una medida de PP.: 990
Prácticamente son desconocidosAhora bien, la medición de los procesos y la relevancia de los 991
mecanismos de descomposición y reciclamiento, así como el delineado y modelado de las redes 992
tróficas de cuerpos acuáticos epicontinentales son prácticamente desconocidos.. En casos 993
contados sSe han realizado intentos escasos de delinear redes tróficas de lagos mexicanos, pero 994
estos modelos son más bien son conceptuales y no cuentan con evaluaciones de cantidades stock 995
(i.e., biomasa) ni de flujos. 996
Por otro lado, los escasos pocos avances que se han realizado relativos a la limnoecología 997
mexicana, no dan un seguimiento a lo largo de varios ciclos anuales, por lo cual aún es imposible 998
aún el reconocer los patrones de cambio ambiental con el tiempo ni de los procesos, ni tampoco 999
de los componentes químicos ni bióticos involucrados. Todavía Hhasta no hace mucho poco 1000
tiempo todavía existía la idea de que la estacionalidad en los trópicos (dos épocas predominantes: 1001
una fría de secas y una cálida de lluvias) permitía caracterizar los procesos con base en dos 1002
muestreos al año, uno para época contrastante. Sin embargo, los estudios realizados en otras 1003
49
regiones tropicales, han mostradoa que los trópicos presentan patrones de variabilidad temporal 1004
muy diversos, que van del ciclo dial hasta los periodos de largo plazo y no periódicos, pasando 1005
por el ciclo anual y otros de periodicidades intermedias. Esto pone de manifiesto la complejidad 1006
de los procesos ecológicos en los ambientes acuáticos epicontinentales tropicales. 1007
1008
Procesos asociados a riesgos ambientales 1009
Con respecto a los procesos relacionados a los riesgos ambientales, éestos incluyen: las 1010
sequías, los ciclones y huracanes, el aumento de nivel del mar, los tsunamis, las anomalías 1011
climáticas como el fenómeno de El Niño, las heladas y granizadas, las inundaciones, la 1012
erosividad de la lluvia, los deslaves, la hipoxia y anoxia, y la erosión de playas y costas. 1013
1014
1015
Ciclones y huracanes.- 1016
Quizá Los ciclones tropicales quizá son los eventos que de manera más drástica afectan los 1017
ecosistemas en México son los ciclones tropicales. Tradicionalmente se piensa en estos elementos 1018
del clima como generadores de lluvia intensa. Si bien es cierto que justo debajo del sistema las 1019
precipitaciones que se registran son de las más fuertes, la distancia de estos sistemas a la región 1020
continental mexicana puede determinar si se registran lluvias o, por el contrario, que el sistema 1021
seque la región al atraer la humedad al ciclón. La mayor parte de los sistemas de este tipo, 1022
cercanos a la parte continental o entrando a continente, dejan grandes precipitaciones en unos 1023
cuantos días. Los vientos fuertes, de más de 150 km/hr en el caso de huracanes, pueden derribar 1024
árboles, viviendas y producir grandes mareas de tormenta que afectan la zonas costeras. 1025
Tan sólo eEn 2005, México sufrió la entrada de un huracán categoría 4 (Wilma), que provocó por 1026
lo menos un millón de damnificados y ocho muertos a su paso por los estados de Quintana Roo y 1027
50
Yucatán (La Jornada, 23 de octubre del 2005); mientras que el huracán Stan, en su categoría de 1028
tormenta superó en péerdidas los 20 mil millones de pesos, una cifra que representa cerca de 20% 1029
del Producto Interno Bruto que anualmente producen entidades como Oaxaca, Chiapas o 1030
Guerrero (Jorge Emilio González, El Universal, 15 de octubre del 2005). 1031
En México, tanto la región del Pacífico y como la del Caribe son generadoras de ciclones 1032
tropicales, debido a que las temperaturas de superficie del mar (, mayores a 28°C), son lo que se 1033
llama albercas de agua caliente;, además de ser regiones con un contraste vertical de vientos 1034
débiles que favorece la formación de nubes profundas. Distintas relaciones de tipo físico indican 1035
que la intensidad que puede alcanzar un huracán crece al aumentar la temperatura de superficie 1036
del mar. Por ello, el calentamiento global del planeta traerá entre otras cosas un aumento en el 1037
potencial de intensidad de los ciclones tropicales. 1038
La vulnerabilidad de la sociedad a los huracanes se ha incrementado sustancialmente en las 1039
últimas décadas, principalmente debido a que la población ha crecido en las áreas que están 1040
expuestas a la afectación por este tipo de fenómenos. En México, a principios del siglo XX, las 1041
costas soólo estaban habitadas por 166 mil habitantes –representando al 10% de la población 1042
urbana de la época- y, en 1995 aumentó a 12.7 millones de personas, de las cuales el 71.8% se 1043
asentaba en áreas urbanas (Gutiérrez y González, 1999). Esta situación nos da una idea de la 1044
creciente población que está expuesta en áreas de potencial afectación potencial por huracanes. 1045
Se ha avanzado mucho en el entendimiento de cómo funcionan los ciclones tropicales, como 1046
resultando de un mayor entendimiento de los procesos convectivos tropicales. Prueba de ello es 1047
la calidad de los pronósticos a uno, dos y tres días que se realizan sobre trayectoria e intensidad 1048
de los ciclones tropicales (CT). Sin embargo, aúun falta mucho por entender en lo referente a la 1049
génesis de de lostales ciclones tropicales. Si bien se conocen las condiciones necesarias para su 1050
51
formación, no son claras las condiciones de inestabilidad hidrodinámica que dan origen a un 1051
sistema de este tipo. 1052
En México, los ciclones tropicales se monitorean, como en la mayor parte del mundo, mediante 1053
percepción remota, sea éesta por radar o por satélite. La información de satélite disponible en 1054
México proviene de los sistemas que han puesto en órbita los Estados Unidos. Los centros de 1055
recepción de imágenes de México reciben información de gran resolución espacial en distintos 1056
canales o bandas (visible, vapor de agua o infrarrojo). Incluso se hacen estimaciones por satélite 1057
de las precipitaciones y de la intensidad de los vientos. 1058
La información de la que se dispone de por los radares en México, dista de ser de la calidad con 1059
la que se produce en otras partes del mundo que cuentan con estos aparatos. El mayor uso que se 1060
hace de los radares es para producir imágenes de reflectividad, aun y cuando éstos tienen 1061
capacidad de producir estimaciones de precipitación y de intensidad de vientos. Aúun más, un 1062
buen manejo del radar meteorológico en México permitiría hacer predicciones de muy corto 1063
plazo (una o dos horas) y de gran precisión espacial sobre la evolución de los huracanes. 1064
Posiblemente La vulnerabilidad de la sociedad a los huracanes se ha incrementado 1065
sustancialmente en las últimas décadas, principalmente debido a que la población ha crecido en 1066
las áreas que están expuestas a la afectación por este tipo de fenómenos. En México, a principios 1067
del siglo XX, las costas sólo estaban habitadas por 166 mil habitantes –representando al 10% de 1068
la población urbana de la época- y, en 1995 aumentó a 12.7 millones de personas, de las cuales el 1069
71.8% se asentaba en áreas urbanas (Gutiérrez y González, 1999). México, posiblemente es el 1070
único país que es afectado tanto por sus costas tanto orientales como y occidentales. En las 1071
primeras, la temporada de huracanes se presenta entre el 1 de junio y el 30 de noviembre; 1072
mientras que para el océano Pacífico nNororiental, se dice que es del 15 de mayo al 30 de 1073
noviembre. Esta situación se hace patente al notar que durante el periodo de 1960-2005 han 1074
52
penetrado a las costas nacionales –en promedio- cerca de un1 ciclón tropical por año y 2.29 por 1075
los océanos Atlántico y Pacífico, respectivamente, (contabilizando depresiones tormentas y 1076
huracanes). El máximo de ciclones tropicales que entran a las costas mexicanas en el Atlántico es 1077
de 3 tres para los años 1970, 1971, 1978, 1988, 1995, 1999 y 2000; el réecord lo ostenta la 1078
temporada 2005, cuando entraron 7 siete ciclones tropicales; la misma información referida para 1079
el Pacífico es de 6 seis sistemas en el año 1971. En el periodo mencionado (1968-2005) han 1080
entrado a México 53 y 103 sistemas tropicales nombrados por las costas del Atlántico y Pacífico, 1081
respectivamente. 1082
La estación de huracanes del Atlántico nNorte empieza oficialmente en junio y termina en 1083
noviembre, pero su mayor actividad está centralizada en los meses de agosto, septiembre y 1084
octubre;. Aaunque el pico de la estación ocurre durante la segunda semana de septiembre. En las 1085
etapas temprana y tardía de la estación, los huracanes se originan más lejos de México al 1086
compararlos con aquellos de finales de agosto y septiembre. La región principal de formación 1087
está acotada por las longitudes 55° y 75° W y por las latitudes de 10° y 35° N. Generalmente se 1088
mueven al noroeste golpeando a la costa oriental de América, desde su parte central hasta 1089
Canadá. El número promedio estacional de CT en esta cuenca es de 10; sin embargo su variación 1090
va desde 4 a 33, números que ocurrieron en 1983 y 2005, respectivamente. 1091
En la otra cuenca (Pacífico nNororiental), los CT frecuentemente se desarrollan cerca de las 1092
costas de México, en la región acotada por los 90° y 120° de longitud oeste y latitudes entre 10° y 1093
20° N. Auún y cuando su movimiento se dirige noroeste, algunas veces recurvan hacia el noreste 1094
o inclusive al este y penetran en las costas mexicanas. En promedio, la actividad de los CT del 1095
Pacífico nNororiental empieza dos semanas antes que en el Atlántico; es decir, el 15 de mayo. Al 1096
contrario del Atlántico, existe un mínimo de actividad en el mes de agosto, el número de CT que 1097
53
se presentan por temporada oscila alrededor de 15 quince y su variación va desde 8 ocho hasta 1098
24 veinticuatro en 1977 y 1992, respectivamente. 1099
Con la información sobre ciclones tropicales disponible se estableció, desde el año 2000, un 1100
Sistema de Alerta Temprana contra huracanes, que permite informar a la población en riesgo 1101
sobre el peligro y sobre las acciones a tomar para salvaguardar vidas. El sistema, sin embargo, no 1102
contempla acciones que lleven a disminuir los impactos en los bienes materiales de la población o 1103
encaminadas a la recuperación de los sistemas naturales afectados. 1104
1105
FIGURA 6 1106
1107 1108
Fig 15.6 Carta de trayectoria de huracanes en el Pacífico Mexicano. 1109
1110
1111
Sequías.- 1112
Con frecuencia se confunde sequía con aridez. Mientras que la primera forma parte de los 1113
procesos de variabilidad climática, la segunda se refiere a una condición permanente. Dentro de 1114
la sequía se pueden tener varios tipos: meteorológica, hidrológica, agrícola y social. El primer 1115
54
tipo de sequía es un proceso natural sin influencia humana. Sin embargo, en los otros tipos de 1116
sequía hay una influencia humana de mayor o menor grado. Por ello, el que se vean campos de 1117
cultivo secos no necesariamente caracteriza la ocurrencia de una sequía meteorológica (natural), 1118
sino que puede reflejar un mal manejo del agua (influencia humana). 1119
Laos salud de la vegetación monitoreada por satélite, a través del Normalized Difference 1120
Vegetation Index (NDVI), refleja de manera adecuada las anomalías de precipitación negativas 1121
que producen sequías meteorológicas. Así, auún cuando la red de estaciones de monitoreo de 1122
lluvia no es muy densa, el NDVI sirve como proxy (con retraso de entre uno y dos meses) para 1123
definir una condición de sequía. 1124
Existen diversos retos científicos para el estudio de la sequía. En la comunidad 1125
meteorológica se comienza a trabajar en pronóstico de esta condición, tratando de definir inicio, 1126
duración e intensidad. Los costos para la sociedad y el medio ambiente de una sequía prolongada 1127
e intensa pueden ser devastadores. Quizá aúun más básico resulta el definir qué se entiende por 1128
sequía, es decir cuánto menos y por cuánto tiempo debe llover para declarar una sequía. 1129
Meteorológicamente hablando no es lo mismo pensar en sequía en zonas áridas y semiáridas que 1130
en zonas tropicales, pues en estas últimas un periodo de dos a tres semanas sin lluvia puede ser 1131
considerado una sequía, condición que podría resultar más natural en la zona norte de México. 1132
En términos de los procesos que generan una sequía se han buscado condiciones anómalas en las 1133
temperaturas de superficie del mar, como aquellas relacionadas con El Niño. De igual manera se 1134
comienzan a explorar factores como el cambio de albedo o humedad y rugosidad del suelo como 1135
mecanismo que pudieran generar sequías. Persiste lLa pregunta de cuál es la diferencia de 1136
procesos entre sequías de una estación o un año y aquéellas que duran por varios años persiste. 1137
55
Hoy es claro que el cambio climático resultará en alteraciones del ciclo hidrológico y, con ello, 1138
en cambios en la frecuencia e intensidad de las sequías. De ahí que el tema sea de la mayor 1139
importancia en un país como México, altamente vulnerable a la sequía. 1140
1141
Anomalías climáticas (e. g. El Niño) 1142
.- Uno de los mayores retos de las cCiencias aAtmosféricas es el entender las variaciones 1143
climáticas que se producen año con año. La agricultura, la generación de energía eléctrica, la 1144
pesca, o el abasto de agua a las ciudades pueden verse afectadas por condiciones extremas en las 1145
lluvias. Las actividades de prevención de desastres naturales o la salud humana dependen 1146
fuertemente de cambios en el clima. Es Ppor ello es que cada día se presta más atención a los 1147
factores que lo modulan. 1148
Con el tiempo se ha encontrado que uno de los fenómenos que más afectan el clima, en escalas 1149
interanuales de tiempo, es el conocido evento El Niño/Oscilación del Sur (ENOS), que no soólo 1150
provoca cambios en el clima de los países de la cuenca del Pacífico tropical, sino prácticamente 1151
de todo el mundo. Las campañas oceanográficas de observación, el uso de satélites y el aumento 1152
de las comunicaciones han incrementado nuestrao entendimiento comprensión del fenómeno y 1153
reconocemos el patrón de anomalías de temperatura de superficie del mar que lo caracteriza, 1154
permitiendo realizar buenos pronósticos de su ocurrencia e intensidad reconociendo al admitir un 1155
acoplamiento entre clima y océano. 1156
En nuestro país, el fenómeno ENOS es un ejemplo clásico ejemplo del vínculo océano-clima 1157
quey tiene repercusiones grandes en el clima y, en gran medida, en nuestras actividades 1158
socioeconómicas. Estudios recientes muestran que los regímenes de lluvias de invierno y verano 1159
se ven afectados. Podemos decir que las lluvias se intensifican durante inviernos El Niño y que 1160
56
en inviernos La Niña, las lluvias tienden a disminuir en la mayor parte del país, excepto en la 1161
región del Istmo de Tehuantepec. 1162
Desde el punto de vista científico, el problema más interesante radica en entender comprender 1163
por qué algo que ocurre en el océano Pacífico tropical afecta nuestro clima invernal. En inviernos 1164
El Niño, la corriente en chorro de latitudes medias, en la que los ciclones de gran escala se 1165
encuentran inmersos, se desplaza hacia el sur provocando una mayor incidencia de frentes fríos y 1166
lluvia en la zona norte y centro de México. Tales cambios en la circulación atmosférica resultan 1167
en un mayor número de los llamados nNortes en el Golfo de México y Mar Caribe. Sin embargo, 1168
un aumento en la actividad de nNortes no necesariamente resulta en más lluvia. Los patrones 1169
promedio de las anomalías de la lluvia en años El Niño o La Niña son una buena guía para 1170
pronosticar el clima, existiendo variaciones que limitan los modelos predictivos. 1171
Varios factores influyen en las disminuciones en la lluvia durante veranos El Niño. Por ejemplo, 1172
la Zona Inter Tropical de Convergencia (ITCZ por sus siglas en inglés) del Pacíifico oriental, 1173
donde existe gran cantidad de nubes profundas y lluvia, tiende a permanecer más cercana del 1174
Ecuador, por lo que la fuente de humedad para las precipitaciones en la costa oeste de México, 1175
durante los meses de junio, julio y agosto, permanece alejada y con ello las lluvias de verano son 1176
bajas. El desplazamiento en la ITCZ provoca que la subsidencia en la mayor parte de México sea 1177
anómalamente fuerte con lo que la formación de lluvias intensas se inhibe, y las lluvias son poco 1178
frecuentes. 1179
Los huracanes, tanto end el Pacífico como eny del Atlántico son fuente importante de 1180
precipitaciones en México, particularmente en el norte del país. Relaciones estadísticas sugieren 1181
que durante años El Niño, el número de huracanes en el Atlántico, mMar Caribe y gGolfo de 1182
México disminuye. Por el lado del Pacífico los huracanes pueden ser más intensos y de mayor 1183
57
duración, aunque sus orígenes pueden ser más dispersos y no necesariamente concentrados frente 1184
a México. 1185
Muchos otros factores deben considerarse al momento de hacer un pronóstico del clima de largo 1186
plazo, como son las condiciones del océano Atlántico, la humedad en el suelo y la variabilidad 1187
interna del sistema climático. Es claro, uUn sistema tan complejo como el océano-continente-1188
atmósfera presenta un amplio espectro de fluctuaciones, en el que las interacciones no lineales 1189
son fundamentalesla regla. Los avances en esta materia nos permiten hoy en día nos permiten 1190
generar predicciones que ya son útiles en diversos sectores socio-económicos. La agricultura y el 1191
manejo de agua son quizá son los que más se ven beneficiados con esta información (Escobar et 1192
al., 2001). 1193
La falta o exceso de lluvias puede resultar en importantes alteraciones para la vida 1194
socioeconómica del país. En México, la agricultura es en su mayor parte es de temporal. Aún 1195
más, gran parte de la producción en este sector es para el auto-consumo de las familias 1196
campesinas. La falta de lluvia en la década de los noventa resultó en grandes pérdidas en el 1197
campo mexicano. Incluso en los últimos años las declaraciones de zonas de desastre por la sequía 1198
se han vuelto comunes. En buena medida, las sequías han estado asociadas a unacon gran 1199
actividad de eventos El Niño. eÉste, en los años 1982-83 que provocó sequías, incendios y 1200
pérdidas estimadas en cerca de seiscientos 600 millones de dólares en las economías de México y 1201
países de Centro América Central. El evento El Niño de 1997-98 quizá resultó quizá el más 1202
intenso del siglo. Las pérdidas en agricultura, ganadería, pesca, silvicultura y desastres naturales 1203
sumaron alrededor de dos mil2000 millones de dólares en México, aunado a un número elevado 1204
de gentes que se vieron afectadas. 1205
Una verdadera estrategia de adaptación ante condiciones extremas en el clima sólo podrá 1206
provenir de estudios científicos serios a profundidad en la materia. La vulnerabilidad del país es 1207
58
grande a eventos donde el océano y la atmósfera están vinculados. Se requiere una capacidad 1208
técnica mejor para aplicar medidas preventivas si los efectos esperados son negativos, o bien, 1209
para el aprovechamiento de las condiciones favorables que este evento pudiera provocar en 1210
algunas regiones (llenado de presas en el Norte del país); y con la disponibilidad de recursos 1211
financieros correspondientes. 1212
1213
Heladas y granizadas.- 1214
Las heladas pueden ser de tipo advectivo o radiativo. Las primeras corresponden a procesos en 1215
que una masa de aire frío se desplaza sobre una región produciendo descensos drásticos de 1216
temperatura. Las segundas se presentan cuando la falta de humedad en la atmósfera induce que el 1217
calor se pierda por radiación durante la noche, de tal forma que la temperatura baja hasta producir 1218
una helada. 1219
Las heladas son predecibles al punto de que en muchos lugares se cuenta con dispositivos para 1220
hacer que éstas sean menos severas para los agricultores, quienes son sin duda son los más 1221
vulnerables a este fenómeno. Las heladas y sus afectaciones en la agricultura se presentan en los 1222
meses de invierno, y son especialmente son severas las de tipo radiativo que afectan a los estados 1223
del Aaltiplano Mmexicano. De igual forma, algunos ecosistemas son vulnerables a las heladas, 1224
pero sin duda, éeste es un proceso que forma parte de la variabilidad natural del clima. 1225
Las tormentas de granizo están asociadas cona los cambios bruscos en la temperatura de distintas 1226
capas de nubes y, en consecuencia, a las tormentas eléctricas. Estas precipitaciones sólidas, en 1227
forma de granos de hielo de diversos tamaños, afectan principalmente afectan aen las regiones 1228
agrícolas, donde acaban con los sembradíos, y pueden causar la muerte de ganado menor y la 1229
destrucción de viviendas. 1230
59
En el país, las afectaciones por granizadas, durante el período 1979-1988, se resintieron 1231
principalmente se resintieron en los estados de Guanajuato;, Chihuahua, y Tlaxcala, aunque 1232
cualquier estado donde se presenten lluvias intensas están expuestos a granizadas. Las acciones 1233
encaminadas a enfrentar esta amenaza dependen del monitoreo por radar. Desafortunadamente, 1234
no existe gran capacidad entre los responsables de la red de radares para emitir alertas sobre 1235
granizadas, por lo que se trabaja de acuerdo con la climatología de granizadas o mediante formas 1236
empíricas de pronóstico. 1237
1238
Hipoxia y aAnoxia 1239
.- La hipoxia en aguas costeras está determinada por procesos físicos y biogeoquímicos. El aporte 1240
elevado de nutrimentos a la zona costera, provenientes éstos de fuentes continentales y de materia 1241
orgánica, generan eventos de hipoxia bajo ciertos escenarios, al modificar las proporciones N/P y 1242
N/Si (Turner et al., 2003), como son estratificación superficial y tiempos de residencia del agua 1243
extensos. Los nutrimentos provenientes de surgencias de aguas oceánicas subsuperficiales 1244
generan una productividad fitoplanctónica elevada y acumulación subsecuente de carbono que 1245
conlleva a una deficiencia de oxígeno. Los efectos combinados entre aguas con contenido bajo de 1246
oxígeno en las zonas de surgencias naturales y la disponibilidad elevada de nutrimentos tiende a 1247
incrementar la exportación vertical de carbono orgánico e intensifica la hipoxia costera. 1248
La hipoxia que se presenta en diversos hábitats costeros representa una barrera a la 1249
sustentabilidad de los ecosistemas (Naqvi et al., 2000; Breitburg, 2002). Aunque la ocurrencia de 1250
eventos hipóxicos no son necesariamente inducidos por actividades humanas, el conocimiento 1251
existente indica que las alteraciones generadas por las actividades antropogénicas pueden 1252
contribuir como un factor importante a la promoción condiciones hipóxicas (i.e. la construcción 1253
de presas) éstas afectan la descarga de agua dulce a la zona costera influyendo en la 1254
60
estratificación y retención de la forma disuelta del silicato y modificándose las proporciones N/Si 1255
y P/Si. 1256
Las condiciones hipóxicas pueden modificar las vías de remoción de nitratos (i.e. 1257
desnitrificación, regeneración y la oxidación anaeróbica de amonio) y ciclo de carbono al inducir 1258
la formación y emisión de óxido nitroso y metano, ambos gases de invernadero y que generan vía 1259
la atmósfera un cambio del clima. Las condiciones de oxidación en el agua marina determinan la 1260
retención y regeneración del fósforo en los sedimentos. La regeneración se incrementa bajo 1261
condiciones de anoxia y el enterramiento se favorece bajo condiciones de oxigenación. Los ciclos 1262
de diversos metales traza, incluyendo los de nutrimentos esenciales, están determinados por la 1263
disponibilidad de oxígeno (i.e. la regeneración de Fe). ÉEsta es menor bajo condiciones 1264
permanentemente anóxicas y totalmente óxicas, y es más alta bajo condiciones alternantes 1265
óxicas-anóxicas o de baja oxigenación. El hierro liberado de los sedimentos de la zona costera 1266
queda disponible al plancton marino y eventualmente es transportado y queda disponible al 1267
plancton oceánico. Las condiciones hipóxicas estimulan la producción primaria a partir de la 1268
remobilización de metales traza (i.e. liberación de Fe) en los ecosistemas costero y oceánico 1269
vecino. 1270
La deforestación y erosión del suelo tienen un efecto grande sobre la calidad del agua. Otras vías 1271
importantes de ingreso de nutrimentos a los ambientes costeros son por depositación atmosférica 1272
y descarga de aguas subterráneas. La acuacultura presenta otro factor de la afectación por 1273
actividades del hombre en la zona costera con una sobrecarga de nutrimentos. Los eventos de 1274
baja concentración de oxígeno disuelto generan mortandades masivas y variaciones en la 1275
distribución de especies, cambios en la diversidad biológica, estrés fisiológico y otros efectos 1276
subletales como crecimiento y reproducción reducidos (Service, 2004). 1277
61
Los registros recientes, apoyados en estudios del registro geolóògico y oceanografíìa satelital, 1278
indican que existe evidencia que las condiciones de bajo contenido de oxígeno están proliferando 1279
cada día más en aguas costeras aumentando en frecuencia e intensidad lo cual ha generado 1280
preocupación a nivel regional y mundial, aumentando en frecuencia e intensidad (Rabalais y 1281
Turner, 2001). La hipoxia costera tiene consecuencias ecológicas y biogeoquímicas de 1282
dimensiones grandes que actualmente son poco entendidas. Lo anterior se ha debido a que se han 1283
estudiado en forma aislada y local, y porque se encuentran estrechamente acopladas a los 1284
ecosistemas vecinos continental y oceánico. La intensidad, duración y frecuencia de los eventos 1285
de hipoxia en ecosistemas costeros han cambiado así mismo relacionados cona calentamiento 1286
global, variabilidad climática y variaciones en los patrones de circulación. Desde el punto de 1287
vista del turismo, éste puede verse afectado negativamente por olores poco agradables del 1288
acúumulo de la materia orgánica en descomposición y organismos muertos. 1289
En la zona costera de México encontramos hipoxia de dos tipos: la intermitente (i.e. plataforma 1290
continental frente a Coatzacoalcos) y la permanente (mMargen continental del Pacífico oOriental 1291
tTropical), cada una con consecuencias diferentes para los organismos y procesos bioquímicaos 1292
clave. La evidencia existente sugiere que la variabilidad interanual a interdecadal está ligada a 1293
fluctuaciones en escala grande (i.e. El Niño/Oscilación del sur, Oscilación decadal del Pacífico, y 1294
Oscilación del Atlántico nNorte) y que tienen una reverberación directa o indirecta en la 1295
circulación, la pesquería y la biodiversidad marina (i.e. el influjo anómalo de agua subártica al 1296
sistema de la corriente de California que conllevó a un desarrollo improcedente de hipoxia sobre 1297
la plataforma interna generando la muerte masiva de fauna en el verano de 2002 (Grantham et al., 1298
2004). 1299
Entre los esfuerzos que se llevan a cabo en México se encuentran los esfuerzos locales e 1300
institucionales por la UNAM, el CICESE y, la UABCS, que evalúan el cambio en diferentes 1301
62
localidades costeras del gGolfo de México (i.e. la plataforma continental frente Coatzacoalcos), 1302
la plataforma y talud continentales del gGolfo de California, el Pacífico oOriental tropical y 1303
frente a la pPenínsula de Baja California. En el marco internacional, México trabaja 1304
conjuntamente en el panel de científicos de hipoxia costera del grupo de trabajo de SCOR, con 1305
objeto de identificar los factores comunes y las diferencias que generan hipoxia en diferentes 1306
localidades del océano mundial. 1307
Los ecosistemas costeros afectados por la hipoxia ven disminuida su diversidad biológica 1308
disminuida;, los organismos capaces de desplazarse pueden cambiar de uno a otro hábitat, los que 1309
presentan desplazamientos limitados tienden a desaparecer y su recuperación toma años a 1310
décadas. La respuesta asimétrica de condiciones óxicas a anóxicas, denominada histeresis, 1311
conlleva a cambios en el régimen de las comunidades asociadas a los fondos marinos alternando 1312
estados casi estables. 1313
El desarrollo de tecnología ha permitido que en años recientes se pueda llevar a cabo un 1314
seguimiento sistemático de las concentraciones de oxígeno en diversas partes del mundo, 1315
información que puede ser transferidarse en tiempo real (Körtzinger et al., 2005). Este tipo de 1316
estrategias ofrece una posibilidad de dar seguimiento a los eventos de hipoxia, en asociación a 1317
con otros parámetros, y determinar las consecuencias y causas que la generan alimentando 1318
modelos de simulación que establecenr el efecto de las actividades humanas (Justic et al., 2003;, 1319
Oguz et al., 2000). En México aún es necesario evaluar los valores base de oxígeno en columna 1320
de agua y fondo de muchas de las localidades costeras, para sentar las bases de la distribución de 1321
la concentración de oxígeno disuelto y con ello iniciar un seguimiento sistematizado para la toma 1322
de decisiones. 1323
FIGURA 7 1324
FIGURA 8 1325
63
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
Fig 15.7 Distribución latitudinal y batimétrica de las zonas de oxígeno mínimo en el margen 1335
continental del Océano Pacífico Oriental. Tomada de Helly J.J. & L.A. Levin (2004). 1336
1337
64
1338
Fig. 15.8 Distribución de la concentración de oxígeno disuelto en Océano Pacífico, Golfo de 1339
México y Mar Caribe. Imagen por cortesía de E. Carmack, Institute of Ocean Sciences Canada. 1340
1341
Ambientes naturales asociados a servicios culturales 1342
Reservas, áreas naturales protegidas y otros atractivos no necesariamente protegidos, tales 1343
como islas, arrecifes, frentes, ventilas hidrotermales e infiltraciones de metano, montes 1344
oceánicos, cañadas, cascadas, cavernas, humedales, lagos y lagunas, playas, ríos, valles, volcanes, 1345
áreas de pesca recreativa, etc. 1346
1347
Procesos y factores ambientales básicos 1348
Finalmente y con respecto a los factores ambientales básicos, podemos mencionar: el 1349
clima, la hidrografía e hidrometría, la hidrogeología, la temperatura del aire, suelo y cuerpos de 1350
agua, la hidrología, principales corrientes y masas de agua, la geología, los suelos, la 1351
geomorfología, la hipsometría y batimetría, la delimitación de regiones oceánicas y cuencas 1352
geológicas, los fondos marinos y la topografía y geomorfología de las cuencas oceánicas. 1353
1354
65
Temperatura.- 1355
Aunque las sequías forman parte de la variabilidad natural del clima y siempre han ocurrido, la 1356
falta de lluvias se puede convertir en una amenaza de gran magnitud para muchos ecosistemas, 1357
debido a las prácticas agrícolas de roza, tumba y quema que con frecuencia resultan en 1358
incendios forestales. Las altas temperaturas que se presentan como resultado de la mayor 1359
insolación, ante la ausencia de nubes y lluvias, aumentan la evapotranspiración por lo que la 1360
humedad del suelo puede alcanzar niveles mínimos. De esta forma ocurren sequías 1361
meteorológicas (falta de lluvia), que llevan a sequías hidrológicas (falta de agua para diversos 1362
sectores), y eventualmente sequías agrícolas y sociales. 1363
Las temperaturas atmosféricas cerca de la superficie son por lo general son resultado de procesos 1364
dinámicos y termodinámicos. Así, es bien claro que el ciclo diurno o el ciclo anual de la 1365
temperatura está relacionado con parámetros geográficos y astronómicos. Sin embargo, las 1366
fluctuaciones sobre estos ciclos bien definidos son las que ocasionan con frecuencia ocasionan 1367
alteraciones en los ecosistemas. Las ondas de calor o de frío son parte de la variabilidad del clima 1368
que puede ocasionar graves alteraciones en la sociedad y en los sistemas naturales. Baste recordar 1369
los miles de muertos en Europa por ondas de calor en el verano del 2004 o los muertos que deja 1370
cada año el frío intenso en el norte de México. 1371
Aún Sson aun muchas las preguntas sobre los procesos que dan origen a una onda de calor o de 1372
frío. Su duración de varios días y a veces de semanas se ha constituido en uno de los mayores 1373
retos de los pronosticadores del clima. En varias partes del mundo, el número de ondas de calor 1374
va en aumento. El centro de México registra en los últimos años registra una tendencia a días con 1375
temperaturas elevadas, que se constituyen en récord con respecto a la historia reciente. 1376
Pero quizá uno de los temas de mayor interés científico tiene que ver con los aumentos en la 1377
temperatura global del planeta, que vienen ocurriendo desde hace casi cien años y que 1378
66
continuarán experimentándose por causa del efecto invernadero, producido por excesos en la 1379
emisión de contaminantes resultado de la quema de combustibles fósiles. El cambio climático es 1380
sin duda es uno de los problemas ambientales más serios que enfrentará la humanidad en este 1381
siglo y aunque no conocemos con precisión la magnitud del aumento de la temperatura global, 1382
sabemos con certeza sabemos que ésta aumentará. Las señales más claras se tienen al saber que 1383
con el tiempo experimentamos años más y más cálidos. 1384
El monitoreo de la temperatura del planeta no es cosa fácil. Aunque en ciertas partes del planeta 1385
es alta la densidad de estaciones que miden la temperatura, en la mayor parte no se cuenta con 1386
series de temperatura largas, por ejemplo, en regiones oceánicas. En México, las temperaturas en 1387
regiones desérticas o de montaña son menos medidas que en las zonas centrales. Muchas de las 1388
estaciones de superficie se encuentran en centros de población, lo que introduce un elemento de 1389
error en las mediciones de temperatura, ya que conforme crecen las ciudades alteran el 1390
microclima alrededor de la estación. Desafortunadamente no se cuenta con muchas estaciones en 1391
zonas montañosas o libres de efectos de urbanización, con series históricas largas. 1392
1393
Temperatura de la superficie del mar. 1394
Conocimiento de la TSM. - La temperatura de la superficie del mar (TSM) es una de las 1395
principales variables físicas principales del océano asociadas acon los procesos dinámicos y 1396
termodinámicos del sistema climático global (SCG) que suceden en la zona de transición océano-1397
atmósfera. En esta interfase la TSM es la huella térmica que imprimen los flujos de masa, como 1398
son la evaporación y la lluvia, el flujo de momento, efectuado por el viento, y los flujos de 1399
energía, como la radiación solar y la radiación que emiten y absorben las nubes, la superficie del 1400
océano y la misma troposfera. Tales procesos termodinámicos determinan en gran parte 1401
determinan las características físicas y las condiciones ambientales específicas del clima a cada 1402
67
momento y en cada localidad geográfica sobre la superficie del océano. 1403
Conciencia y entendimiento de la importancia del estudio de la TSM.- Estudios meteorológicos 1404
recientes sugieren que los patrones regionales de precipitación pluvial en la región tropical del 1405
continente americano dependen sustancialmente de la distribución geográfica, intensidad y 1406
variabilidad estacional de las fluctuaciones de la TSM del Océano Pacífico tropical oriental, del 1407
Mar Caribe y del Golfo de México. Por ello se asevera que las mediciones sistemáticas que se 1408
tengan de la distribución y evolución de la TSM son de la mayor importancia para estudiar y 1409
entender no sólo la expresión contemporánea del clima en nuestro país, sino también la de su 1410
evolución y su variabilidad. 1411
Información disponible de la TSM. -Gracias al desarrollo tecnológico contemporáneo hoy es 1412
posible tener cúmulos de mediciones de la TSM, cuyo análisis contribuye a desarrollar modelos 1413
conceptuales del sistema climático global y con ellos elaborar modelos numéricos que, 1414
alimentados con buenos datos, coadyuvan a hacer pronósticos de la evolución del clima terrestre 1415
con un creciente nivel de detalle y certidumbre. Los satélites artificiales debidamente 1416
instrumentados para registrar y medir la TSM, han contribuido de manera significativa en los 1417
avances del conocimiento de clima terrestre: su pasado reciente, su estado actual y sus escenarios 1418
probables en un futuro cercano. Existen múltiples bancos de información de la TSM distribuidos 1419
en muchos países, incluido México. Todos son accesibles vía Internet. 1420
Calidad de la información de la TSM.- La información de la TSM disponible en Internet es 1421
razonablemente confiable y propia para hacer análisis climatológicos con ella análisis 1422
climatológicos de cualquier región templada o tropical de la Ttierra. 1423
Comportamiento espacio-temporal de la TSM. - Se han realizado y publicado estudios diversos 1424
de la TSM de los mares de México. La mayoría son trabajos cartográficos que presentan la 1425
estadística básica de la TSM de los mares de México, indicando valores promedio, mensuales o 1426
68
anuales y valores extremos. Recientemente se han iniciado esfuerzos por construir, dada la 1427
capacidad computacional actual, animaciones de la TSM, que son interpolaciones matemáticas 1428
construidas a partir de promedios de la TSM uniformemente espaciados en el tiempo. Las 1429
animaciones, todavía incipientes, tienen la ventaja de mostrar de manera visual al estudioso una 1430
evolución más detallada de los cambios espacio-temporales de la TSM y con ella sugerir qué 1431
procesos termodinámicos pudieran ser los más determinantes, región por región. 1432
***Las figuras --- son estudios de caso de la TSM en los mares de México. 1433
Acciones para mejorar el conocimiento de la TSM. -Muchos países han decidido apoyar la 1434
creación y desarrollo de grupos de investigación dedicados al estudio del impacto regional del 1435
cambio climático, por la vía de fortalecer la infraestructura y la capacidad de adquisición, 1436
organización y procesamiento de datos ambientales, particularmente los generados por la 1437
oceanografía satelital operacional, y simultáneamente estimular la participación de académicos en 1438
el análisis amplio de la información generada. 1439
1440
FIGURA 9 1441
1442
69
1443
1444
Fig 15.9 Estructura espacial de la TSM del Golfo de California para las cuatro estaciones del año, 1445
para el periodo de 1996-2001.Tomado de Márquez García, E. 2000. Cartografía y análisis 1446
climatológico de la Temperatura de la Superficie del mar en el Golfo de California (1996- 2001). 1447
Página BITSMEX. 1448
1449
1450
1451
Climas (cCambio cClimático).- 1452
La influencia humana en el clima es un hecho. A escala regional y global son dos los factores que 1453
determinan el cambio climático: el albedo y la emisividad atmosférica. El primero se puede 1454
asociar a cambios en la cubierta nubosa o a cambios en el uso de suelo. Así, la deforestación o la 1455
reducción de la cubierta de hielo y nieve tenderán a aumentar la cantidad de energía en la 1456
70
superficie de la Tierra, disminuyendo la que es reflejada de regreso al espacio. El cambio en la 1457
emisividad atmosférica, resultado del aumento en la concentración de gases de efecto invernadero 1458
desde finales del siglo. XIX, es el otro gran disparador del calentamiento del planeta. Una 1459
atmósfera más caliente de lo normal tiene la capacidad de mantener más vapor de agua. Si en esta 1460
atmósfera más caliente se mantienen los mecanismos naturales para formar nubes y producir 1461
lluvias, las precipitaciones pueden ser más intensas pero quizá menos frecuentes. Con más vapor 1462
de agua podría haber más nubosidad y mayor reflejo de radiación solar, alterando el albedo. El 1463
aumento en temperatura, será el resultado de qué tan importantes sean los cambios en albedo y 1464
concentración de gases de efecto invernadero. 1465
Algunos datos de las tendencias del clima en la región Latinoamericana Neotropical indican que 1466
la temperatura en la mayor parte de este territorio ha aumentado. Dichos aumentos se manifiestan 1467
con frecuencia se manifiestan como olas de calor que afectan a la población infantil y a los 1468
adultos de edad avanzada. No obstante, tal aumento en la temperatura también se detecta también 1469
en temperaturas mínimas más elevadas, por lo que algunos de los riesgos por bajas temperaturas 1470
disminuirán. 1471
Los escenarios que se generan para cambio climático se construyen a partir de modelos 1472
numéricos del clima. Como en el caso del estudio de la variabilidad interanual del clima, se 1473
efectúan una gran cantidad de experimentos variando no sólo la condición inicial, sino también 1474
los forzantes. En este caso, la concentración de gases de efecto invernadero varía de acuerdo con 1475
los escenarios de crecimiento económico, de población, de tecnología y de otros factores 1476
socioeconómicos. 1477
Los escenarios de cambio climático para la región de México y CentroaAmérica Central indican 1478
que es seguro que la temperatura aumentará, aunque es incierto lo que ocurrirá con la 1479
precipitación. Sin embargo, aumentos en temperatura y ligeras variaciones en la precipitación 1480
71
tenderán a dejar menos agua disponible en México al reducirse la humedad del suelo. Dicha 1481
condición podría tener un impacto serio impacto en diversos ecosistemas. 1482
Para que los impactos del cambio climático sean menos severos, se trabaja en dos líneas de 1483
acción principalmente: la mitigación, relacionada con la disminución de emisiones, y la 1484
adaptación, con las acciones de disminución de vulnerabilidad de diversos sectores a condiciones 1485
extremas del clima. 1486
Uno de los grandes retos en el estudio del cambio climático en México a través de modelos es en 1487
analizar fenómenos de mesoescala (menos de 100 km de extensión) que, sin embargo, tienen un 1488
fuerte impactos en parámetros meteorológicos y en cantidades derivadas, como es la 1489
disponibilidad de agua o los rendimientos agrícolas. Existen Ppor supuesto, existen, problemas de 1490
gran magnitud relacionados con las interrelaciones de biodiversidad y cambio climático, que en 1491
el caso de México, ofrecen una amplia materia de investigación científica que lleve puede llevar a 1492
planteamientos de cómo enfrentar ambos problemas ambientales. 1493
1494
Suelos 1495
.- Los suelos son un componente importante de los ecosistemas terrestres, ya que en ellos se 1496
presentan el intercambio de agua y de nutrientes entre distintos componentes de los ecosistemas, 1497
tales como la vegetación, el sustrato geológico y la atmósfera. Por ejemplo, la vegetación 1498
adquiere el agua y la mayoría de los nutrientes principalmente por lo regular del suelo, por lo que 1499
sus características físicas y químicas pueden afectar directamente la disponibilidad de estos 1500
recursos. Una buena aproximación del conocimiento de estas características es por medio de la 1501
clasificación de los suelos, ya que los diferentes tipos están agrupados en función dea sus 1502
características físicas y químicas. 1503
72
Afortunadamente eEn México ha existido un gran interés por clasificar los suelos a nivel 1504
nacional, ya que el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) empezó a 1505
realizar estos trabajos desde 1971. ActualmenteRecientemente, el INEGI (2005) ha realizóado 1506
una actualización del mapa de suelos a nivel nacional, escala 1:250,000, con el sistema de 1507
clasificación de suelos World Reference Base 2000 (WRB2000) propuesto por la FAO (2000). 1508
Para la elaboración de este mapa se utilizaron 30 mil perfiles que se han recolectado desde 1981 1509
(INEGI 2004). 1510
En México , se encuentran 22 tipos de suelos de los 25 tipos de suelos que existen en el 1511
mundo y propuestos por FAO. Esto es un reflejo de la gran diversidad de suelos que existen en el 1512
país, debido a la complejidad de su relieve y estructura geológica, así como de su variedad de 1513
climas y tipos de vegetación. En la figura 15.10 se presenta el porcentaje de la superficie nacional 1514
que ocupan los principales tipos de suelos. Los que ocupan la mayor superficie del país son los 1515
Litosoles y los Regosoles (41.6 % de la superficie), los cuales son suelos poco desarrollados y 1516
generalmente muy someros. Estos suelos se distribuyen principalmente en las zonas montañosas 1517
del país. En tercer lugar están los Xerosoles (9.5%), los cuales se caracterizan por desarrollarse 1518
en zonas áridas y semiáridas en terrenos con poca pendiente. El 23% de la superficie ocupada por 1519
otros tipos de suelos corresponde a 16 diferentes tipos que ocupan poca superficie del país. 1520
Esta información es una excelente base para el conocimiento de los suelos en México, ya 1521
que se pueden generar mapas a escalas mayores. También el INEGI tiene mapas de suelos a 1522
escala 1:50, 000 para algunas regiones del país. 1523
1524
(Nota: pueden insertar el mapa nacional de tipos de suelo del INEGI escala 1:20,000,000). 1525
1526
FIGURA 10 1527
73
1528
1529
Principales tipos de suelos en México
22%
19%10%9%
9%8%
23%
Litosol
Regosol
Xerosol
Feozem
Rendzina
Vertisol
Otros
1530
Figura 15.10 Porcentaje de la superficie nacional que ocupan los principales tipos de suelo en 1531
México (INEGI 2004). 1532
1533
1534
1535
74
Referencias: 1535
Alvarez-Sánchez, J., R. B. Enríquez 1996. Leaf decomposition in a Mexican tropical rain forest. Biotropica 1536
28:657-667. 1537
Alvarez-Sánchez J., S. Guevara. 1993. Litterfall dynamics in a Mexican lowland tropical forest. Tropical 1538
Ecology 34:127-142. 1539
Alvarez-Sánchez J., S. Guevara. 1999. Litter interception on Astrocaryum mexicanum Liebm. (Palmae) in a 1540
tropical rain forest. Biotropica 31:89-92. 1541
Andersen D.C., S.M. Nelson 2006. Flood pattern and weather determine Populus leaf litter breakdown and 1542
nitrogen dynamics on a cold desert floodplain. Journal of Arid Environment 64:626-650. 1543
Asbjornsen, H., N. Veláquez-Rosas, R. García-Soriano & C. Gallardo-Hernández. 2005. Deep ground fires 1544
cause massive above- and below-ground biomass losses in tropical montane cloud forests in Oaxaca, 1545
Mexico. Journal of Tropical Ecology 21:427-434. 1546
Badan, A., D. Rivas, J. Ochoa, J. Sheinbaum y J. Candela. 2006. More on the vertical heat flux in the 1547
central Gulf of Mexico Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 09354 SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU06-A-1548
09354. 1549
Barajas-Guzmán, G., J. Alvarez-Sánchez. 2003. The relationships between litter fauna and rates of litter 1550
decomposition in a tropical rain forest. Applied Soil Ecology 24:91-100. 1551
Bernal-Flores A., A. Hernández-Garay, J. Pérez-Pérez, J.G. Herrera-Haro, M. Martínez-Menes, J.L. 1552
Davalos-Flores. 2006. Seasonal growth curve of native grasses in an oak forest, in the state of Mexico, 1553
Mexico. Agrociencia 40:39-47. 1554
Biggs, D.C. 1992. Nutrients, plankton, and productivity in a Warm- Core ring in the western Gulf of Mexico. 1555
J. Geophys. Res. 97 (C2): 2143-2154. 1556
Biondi, F., P.C. Hartsough, I.G. Estrada. 2005. Daily weather and tree growth at the tropical treeline of 1557
North America. Arctic Antarctic and Alpine Research 37:16-24. 1558
75
Breitburg, D. 2002. Effects of hypoxia, and the balance between hypoxia and enrichments, on coastal fishes 1559
and fisheries. Estuaries, 25: 767-781. 1560
Bullock, S.H. 1997. Effects of seasonal rainfall on radial growth in two tropical tree species. International 1561
Journal of Biometeorology 41:13-16. 1562
Búrquez A., A. Martínez-Yrízar, S. Nuñez. 1999. Sonoran Desert productivity and the effect of trap size on 1563
literfall estimates in dryland vegetation. Journal of Arid Environments 43:459-465. 1564
Buton B.J., J. Ben-Asher 1983. Intensity-duration relationships of desert precipitation at Avdat, Israel. J. Arid 1565
Environ. 6: 1-12. 1566
Cairns, M.A., P.K. Haggerty, R. Alvarez, B.H.J. De Jong, & I. Olmsted. 2000. Tropical Mexico’s recent land-1567
use change: a region’s contribution to the global carbon cycle. Ecological Applications 10:1426-1441. 1568
Cairns, M.A., I. Olmsted, J. Granados, y J. Argaez. 2003. Composition and aboveground tree biomass of a 1569
dry semi-evergreen forest on Mexico’s Yucatan Peninsula. Forest Ecology and Management 186:125-132. 1570
Castellanos, J., V.J. Jaramillo, R.L. Sanford, J.B. Kauffman. 2001. Slash-and-burn effects on fine root 1571
biomass and productivity in a tropical dry forest ecosystem in Mexico. Forest Ecology and Management 1572
148:41-50. 1573
Cayrol, P., A. Chenbouni, L. Kergoat, G. Dedieu, P. Mordelet, Y. Nouvellon. 2000. Grassland modeling and 1574
monitoring with SPOT-4 VEGETATION instrument during the 1997-1999 SALSA experiment. Agricultural 1575
and Forest Meteorology 105:91-115. 1576
Chapin III, F.S. P.A. Matson, H.A. Mooney. 2002. Principles of terrestrial ecosystem ecology. Springer, New 1577
York. 1578
Cruz, A.G., S.S. García, F.J. Catzin Rojas, A.I. Ortiz Ceballos. 2002. Descomposición del follaje de nescafé 1579
(Mucuna spp.) en la época seca. Interciencia 27:625-630. 1580
76
De Jong, B.H.J., M.A. Cairns, P.K.Haggerty, N. Ramírez-Marcial, S. Ochoa-Gaona, J. Mendoza-Vega, M. 1581
González-Espinosa & I. March-Mifsut. 1999. Land-use change and carbon flux between 1970s and 1990s in 1582
central highlands of Chiapas, Mexico. Environmental Management 23:373-385. 1583
De Jong, B.H.J., S. Ochoa-Gaona, M.A. Castillo-Santiago, N. Ramírez-Marcial, & M.A. Cairns. 2000. 1584
Carbon flux and patterns of land-use/land-cover change in the Selva Lacandona, Mexico. Ambio 29:504-1585
511. 1586
Deuser, W.G., E.H. Ross y R.F. Anderson. 1981. Seasonality in the supply of sediment to the deep 1587
Sargasso Sea and implications for the rapid transfer of matter to the deep ocean. Deep - Sea Res., 28A (5): 1588
495-505. 1589
Escobar, E., M. Bonilla, A. Badan, M. Caballero & A. Winckell (Compiladores). 2001. Los efectos del 1590
fenomeno El Niño en México 1997-1998. CONACyT. México. 246pp. 1591
Estrada-Berg J.W., C.A. Ortiz-Solorio 1982. Plano de erosión hídrica del suelo en México. Geografía 1592
Agrícola 3: 23-27. 1593
Etchevers, J.D., C. Prat, C. Balbontín, M. Bravo, M. Martínez. 2006. Influence of land use on carbon 1594
sequestration and erosion in Mexico, a review. Agronomie 26:1-9. 1595
Etter P. C. 1983 Heat and Freshwater Budgets of the Gulf of Mexico Journal of Physical Oceanography 13 1596
(11): 2058–2069. 1597
FAO 1979. Metodología provisional para la evaluación de la degradación de los suelos. Roma, Italia. 1598
Franklin, K.A., K. Lyons, P.L. Nagler, D. Lampkin, E.P. Glenn, F. Molina-Freaner, T. Markow, A.R. Huete 1599
A.R. 2006. Buffelgrass (Pennisetum ciliare) land conversion and productivity in the plains of Sonora, 1600
Mexico. Biological Conservation 127:62-71. 1601
Gallegos, A. y J. Barberán, 1998: Surgencia Eólica. Capítulo 3, p. 27-34. En: Tapia García, M. (Ed.): El 1602
Golfo de Tehuantepec: el ecosistema y sus recursos. 240 p. UAM-I, México. 1603
77
Gallegos, A., J. Barberán, S. Czitrom, A. Fernández y R. Rodríguez, 1996, Oceanografía Satelital en el 1604
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM, GEOUNAM, Vol. 3, Num. 2, p. 3 – 8. 1605
Ganeshram, R.J. y T.F. Pedersen. 1998. Glacial-interglacial variability in upwelling and bioproductivity off 1606
NW Mexico: Implications for Quaternary paleoclimate. Paleoceanography, 13, 634-645. 1607
Garcia, R., A. Gómez, J. Lopez, J. Vargas, W.R. Horwath. 2004. Tree growth and delta C-13 among 1608
populations of Pinus greggii Engelm. At two contrasting sites in central Mexico. Forest Ecology and 1609
Management 198.237-247. 1610
García Villalobos, F. J. y E. Escobar Briones (en prensa) Composición elemental del Carbono orgánico del 1611
sedimento superficial de la planicie abisal del Golfo de México. Volumen sobre el estado del Conocimiento 1612
del Carbono en México. 1613
García-Oliva F., B. Sveshtarova, M. Oliva. 2003. Seasonal effects on soil organic carbon dynamics in a 1614
tropical deciduous forest ecosystem in western Mexico. Journal of Tropical Ecology 19:179-188. 1615
García-Oliva, F., J.M. Maass, L. Galicia 1995. Rainstorm analysis and rainfall erosivity of a seasonal 1616
tropical region with a strong cyclonic influence on the Pacific cost of Mexico. J. Applied Meteorology 34: 1617
2491-2498. 1618
Gebremichael M., A.P. Barros. 2006. Evaluation of MODIS gross primary productivity (GPP) in tropical 1619
monsoon regions. Remote Sensing of Environment 100:150-166. 1620
Geissen V., G. Morales-Guzman. 2006. Fertility of tropical soils under different land use systems—a case 1621
study of soils in Tabasco, Mexico. Applied Soil Ecology 31:169-178. 1622
Goni G. J. y J. A. Trianes 2003. Ocean Thermal Structure Monitoring Could Aid in the Intensity Forecast of 1623
Tropical Cyclones. Eos 84 (51): 573, 577–578. 1624
González, O.M. 2005. Composición y caracterización isotópica δ13C de partículas de carbono orgánico en 1625
estratos batimétricos de aguas oceánicas del suroeste del Golfo de México. Tesis de Maestría en Biología 1626
Marina, ICMyL, UNAM. 1627
78
Grantham, B.A., F. Chan, K.J. Nielsen, D.S. Fox, J.A. Barth, A. Huyer, J. Lubchenco and B.A. Menge 1628
(2004) Upwelling-driven nearshore hypoxia signals ecosystem and oceanographic changes in the northeast 1629
Pacific. Nature, 429: 749-754. 1630
Gruber, N. y J.L. Sarmiento, 1997. Global patterns of marine nitrogen fixation and denitrification. G. 1631
Biogeochem. Cyc. 11: 235-266. 1632
Guevara, R.,I. Romero. 2004. Spatial and temporal abundance of mycelial mats in the soil of a tropical rain 1633
forest in Mexico and their effects on the concentration of mineral nutrients in soils and fine roots. New 1634
Phytologist 163:361-370. 1635
Harlan, J.A., S.E. Swearer, R.R. Leben and C.A. Fox. 2002. Surface circulation in a Caribbean island wake. 1636
Cont. Shelf Res. 22: 417-343. 1637
Harmon M.E., D.F. Whigham, J. Sexton, I. Olmsted. 1995. Decomposition and mass of woody detritus in 1638
the dry tropical forests of the northeastern Yucatan Peninsula, Mexico. Biotropica 27:305-316. 1639
Hastings S.J., W.C. Oechel, A. Muhlia-Melo. 2005. Diurnal, seasonal and annual variation in the net 1640
ecosistema CO2 exchange of a desert shrub community (sacocaulescent) in Baja California, Mexico. Global 1641
Change Biology 11:927-939. 1642
Helly J.J. & L.A. Levin 2004. Global distribution of naturally occurring marine hypoxia on continental 1643
margins. Deep-Sea Research I 51: 1159-1168. 1644
Heredia G. 1993. Mycoflora associated with green leaves and leaf litter of Quercus germana, Quercus 1645
sartorii and Liquidambar styraciflua in a Mexican cloud forest. Cyptogamie: Micologie 14:171-183. 1646
Honjo, S., K.W. Doherty 1988. Large aperture time –series sediment traps: design objectives, construction 1647
and application. Deep-Sea Res. I, 35: 133-149. 1648
Hughes, R.F., J. B. Kauffman & V.J. Jaramillo. 1999. Biomass, carbon, and nutrient dynamics of secondary 1649
forests in a humid tropical region of México. Ecology 80:1892-1907. 1650
79
Hughes, R.F., J.B. Kauffman & V.J. Jaramillo. 2000. Ecosystem-scale impacts of deforestation and land use 1651
in a humid tropical region of Mexico. Ecological Applications 10:515-527. 1652
INEGI 2004. Informe Nacional sobre perfiles del suelo Version 1.2. Instituto Nacional de Estadística, 1653
Geografía e Informática. 1654
Jaramillo, V.J., R. Ahedo-Hernández, J.B. Kauffman. 2003b. Root biomass and carbon in a tropical 1655
evergreen region of México: changes with secondary succession and forest conversion to pasture. Journal 1656
of Tropical Ecology 19:457-464. 1657
Jaramillo, V.J., J.B. Kauffman, L. Rentería-Rodríguez, D.L. Cummings, L.E. Ellingson. 2003a. Biomass, C, 1658
and N pools in Mexican tropical dry forest landscapes. Ecosystems 6:609-629. 1659
Jeffrey AWA, R.C. Pflaum, J.M. Brooks, W.M. Sackett. 1983. Vertical trends in particulate organic carbon 1660
13C:12C ratios in the upper water column. Deep- Sea Res., 30 (9A): 971-983. 1661
Justic, D., N.N. Rabalais and R.E. Turner 2003. Simulated responses of the Gulf of Mexico hypoxia to 1662
variations in climate and anthropogenic nutrient loading. J. Mar. Syst., 42: 115-126. 1663
Kauffman, J.B., M.D. Steele, D.L. Cummings, V.J. Jaramillo. 2003. Biomass dynamics associated with 1664
deforestation, fire, and conversion to cattle pasture in a Mexican tropical dry forest. Forest Ecology and 1665
Management 176:1-12. 1666
Kellman, M.,and B. Delfosse. 1993. Effect of the red land crab (Gecarcinus lateralis) on leaf litter in a 1667
tropical dry forest in Veracruz, Mexico. Journal of Tropical Ecology 9:55-65. 1668
Körtzinger, A., J. Schimanski and U. Send 2005. High quality oxygen measurements from profiling floats: a 1669
promising new technique. J. Atmos. Oceanic Tech., 22: 302-308. 1670
Kovacs J.M., F. Flores-Verdugo, J.F. Wang and L.P. Aspden. 2004. Estimating leaf area index of a 1671
degrades mangrove forest using high spatial resolution satellite data. Aquatic Botany 80:13-22. 1672
Kovacs J.M., J.F. Wang and F. Flores-Vergudo. 2005. Estuarine Coastal and Shelf Science 62:377-384. 1673
80
Kummerow, J., J. Castellanos, J.M Maass, A. Larigauderie. 1990. Production of fine roots and the 1674
seasonality of their growth in a Mexican deciduous dry forest. Vegetatio 90:73-80. 1675
Lawrence, D. 2005. Regional-scale variation in litter production and seasonality in tropical dry forest of 1676
southern Mexico. Biotropoca 37:561-570. 1677
Lawrence, D. & D. Foster. 2002. Changes in biomass, litter dynamics and soils following shifting cultivation 1678
in southern Mexico: An overview. Interciencia 27:400- 1679
Leipper,D.,and D.Volgenau, 1972. Hurricane heat potential of the Gulf of Mexico, J.Phys.Oceanogr., 2, 1680
218–224. 1681
Ley, CK 2003. Variación de la concentración de clorofila (a) en agues oceánicas y de sedimento del mar 1682
profundo del Golfo de México. Tesis de Licenciatura en Biología, Facultad de Ciencias, UNAM. 1683
Lira, J.and E. García. 2003. Characterization of vegetation in the south of Mexico by means of a canonical 1684
expansion. International Journal of Remote Sensing 24:1083-1093. 1685
Lyon, J.G., D. Yuan, R.S. Lunetta, and C.D. Elvidge. 1998. A change detection experiment using vegetation 1686
indices. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 64:143-150. 1687
Maass J.M., J.M. Vose, W.T. Swank, A. Martínez-Yrízar. 1995. Seasonal changes of leaf area index (LAI) in 1688
a tropical deciduous forest in West Mexico. Forest Ecology and Management 74:171-180. 1689
Maass J.M., A. Martínez-Yrízar, C. Patiño AND J. Sarukhán. 2002. Distribution and annual net 1690
accumulation of above-ground dead phytomass and its influence on throughfall quality in a Mexican tropical 1691
deciduous forest ecosystem. Journal of Tropical Ecology 18:821-834. 1692
Martínez-Sánchez, J.L. 2001. Leaf litterfall composition in a tropical rain forest in Mexico. Geo-Eco-Trop 1693
25:29-44. 1694
Martínez-Yrízar, A. 1984. Procesos de producción y descomposición de hojarasca en selvas estacionales. 1695
Tesis de Maestría. Facultad de Ciencias, UNAM. Mexico. 1696
81
Martínez-Yrízar, A., and J. Sarukhán. 1990. Litterfall patterns in a tropical deciduous forest in México over a 1697
five-year period. Journal of Tropical Ecology 6:433-444. 1698
Martínez-Yrízar, A., A. Búrquez, S. Núñez, H. Miranda. 1999. Temporal and spatial variation of litter 1699
production in Sonoran Desert communities. Plant Ecology 145:37-48. 1700
Martínez-Yrízar, A., J.M. Maass, L.A. Pérez-Jiménez, J. Sarukhán. 1996. Net primary productivity of a 1701
tropical deciduous forest ecosystem in western México. Journal of Tropical Ecology 12:169-175. 1702
Martínez-Yrízar, A., J. Sarukhán, A. Pérez-Jiménez, E. Rincón, J.M. Maass, A. Solís-Magallanes & L. 1703
Cervantes. 1992. Above-ground phytomass of a tropical deciduous forest on the coast of Jalisco, Mexico. 1704
Journal of Tropical Ecology 8:87-96. 1705
Maya, Y. and L. Arriaga. 1996. Litterfall and phenological patterns of the dominant overstorey species of a 1706
desert scrub community in north-western Mexico. Journal of Arid Environments 34:23-35. 1707
Mendoza-Vega, J., E. Karltun & M. Olsson. 2003. Estimations of amounts of soil organic carbon and fine 1708
root carbon in land use and land cover classes, and soil types of Chiapas highlands, Mexico. Forest 1709
Ecology and Management 177:191-206. 1710
Mora, F. and L.R. Iverson. 1998. On the sources of vegetation activity variation, and their relation with water 1711
balance in Mexico. Int. J. Remote Sensing 19:1843-1871. 1712
Mora,F. and L.R. Iverso. 1998. On the sources of vegetation activity variation, and their relation with water 1713
balance in Mexico. International Journal of Remote Sensing 19:1843-1871. 1714
Morgan R.P.C. 1979. Soil erosion. Longman, New York. 1715
Naqvi, S.W.A., D.A. Jayakumar, P.V. Narvekar, H. Naik, V.S. Sarma, W. D’Souza, T. Joseph and M.D. 1716
George 2000. Increased marine production of N2O due to intensifying anoxia on the Indian continental shelf. 1717
Nature, 408: 346-349. 1718
Navar, J., E. Méndez & V. Dale. 2002. Estimating stand biomass in the Tamaulipan thornscrub of 1719
northeastern Mexico. Annals of Forest Science 59:813-821. 1720
82
Núñez S., A. Martínez-Yrízar, A. Búrquez and F. García-Oliva. 2001. Carbon mineralization in the southern 1721
Sonoran Desert. Acta Oecologica 22:269-276. 1722
Oguz, T., H. Ducklow and P. Malanotte-Rizzoli 2000. Modelling distinct vertical biogeochemical structure of 1723
the Black Sea: Dynamic coupling of oxic, suboxic and anoxic layers. Global Biogeochem. Cycles, 14: 1331-1724
1352. 1725
Ortiz, J. D., S.B. O'Connell, J. DelViscio, W. Dean, J.D. Carriquiry, T.M. Marchitto, Y. Zheng, and A. van 1726
Geen. 2004. Enhanced marine productivity off western North America during warm climate intervals of the 1727
past 52 k.y. Geology 32, 521-524. 1728
Paruelo, J.M., H.E. Epstein, W.K. Lauenroth and I. Burke. 1997. ANPP estimates from NDVI for the central 1729
grassland region of the United States. Ecology 78:953-958. 1730
Paruelo, J.M., G. Pineiro, C. Oyonarte, D. Alcaraz, J. Cabello, and P. Escribano. 2005. Temporal and 1731
spatial patterns of ecosystem functioning in protected arid areas in southeastern Spain. Applied Vegetation 1732
Science 8:93-102. 1733
Pavon, N.P., O. Briones and J. Flores-Rivas. 2005. Litterfall and nitrogen content in an intertropical semi-1734
arid Mexican scrub. Journal of Arid Environments 60:1-13. 1735
Paytan, A., M. Kastner and F. Chavez. 1996. Glacial to interglacial fluctuations in productivity in the 1736
equatorial Pacific as indicated by marine barite. Science 274, 1355-1357. 1737
Pettorelli, N., J.O. Vik, A. Mysterud, J.M. Gaillard, C.J. Tucker and N.C. Stenseth. 2005. Using the satellite-1738
derived NDVI to assess ecological responses to environmental change. Trends in Ecology and Evolution 1739
20:503-510. 1740
Pujos, M, J. Monente, C. Latouche and N. Maillet. 1997. Origine de la sedimentation dans le delta de 1741
l'Orenoque et le golfe de Paria (Venezuela): impact du systeme dispersif amazonien. Ocean. Acta 20 (6): 1742
799-809. 1743
83
Rasmussen, M.S. 1998a. Developing simple, operational, consistent NDVI-vegetation models by applying 1744
environmental and climatic information: Part I. Assessment of net primary production. International Journal 1745
of Remote Sensing 19:97-117. 1746
Rasmussen, M.S. 1998b. Developing simple, operational, consistent NDVI-vegetation models by applying 1747
environmental and climatic information: Part II. Crop yield assessment. International Journal of Remote 1748
Sensing 19:119-139. 1749
Reyes-Reyes, B.G., E. Zamora-Villafranco, M.L. Reyes-Reyes, J.T. Frias-Hernandez, V. Olalde-Portugal 1750
and L. Dendooven. 2003. Decomposition of leaves of huisache (Acacia tortuoso) and mesquite (Prosopis 1751
spp) in soil of the central highlands of Mexico. Plant and Soil 256:359-370. 1752
Ricker, M., and R. del Rio. 2004. Projecting diameter growth in tropical trees: a new modeling approach. 1753
Forest Science 50:213-224. 1754
Rojas, C. 2001, En busca del galeón Nuestra Señora del Juncal. Arqueología Subacuática. Tesis para 1755
obtener el título de Licenciada en Arqueología. Escuela Nacional de Antropología e Historia. 1756
Ruíz-Luna, A. and C.A. Berlanga-Robles. 1999. Modification in coverage patterns and land use around the 1757
Huzache-Caimanera lagoon system, Sinaloa, Mexico. A multi-temporal analysis using LANSAT images. 1758
Estuarine Coastal and Shelf Science 49:37-44. 1759
Sader, S.A., T. Sever, J.C. Smoot and M. Richards. 1994. Forest change estimates for the northern Peten 1760
of Guatemala –1986-1990. Human Ecology 22:317-332. 1761
Salinas-Zavala, C.A., A.V. Douglas and H.F. Díaz. 2002. Interannual variability of NDVI in northwest 1762
Mexico. Associated climatic mechanisms and ecological implications. Remote Sensing Environment 1763
82:417-430. 1764
Sánchez, G. and J. Alvarez-Sánchez. 1995. Litterfall in primary and secondary tropical forests of Mexico. 1765
Tropical Ecology 36:191-201. 1766
84
Shay, L.,G. Goni and P. Black. 2000. Effects of warm oceanic features on Hurricane Opal, Mon. Weath. 1767
Rev., 128, 131–148. 1768
Therrell, M.D., D.W. Stahle, M.K. Cleaveland and J. Villanueva-Diaz. 2002. Warm season tree growth and 1769
precipitation over Mexico. Journal of Geophysical Research-Atmospheres 107 (D14): Art. No. 4205. 1770
Thunell, R.C., and A.B. Kepple. 2004. Glacial-Holocene d15N record from the Gulf of Tehuantepec, Mexico: 1771
Implications for denitrification in the eastern equatorial Pacific and changes in atmospheric N2O. Global 1772
biogeochemical cycles 18, GB1001, doi:10.1029/2002GB002028. 1773
Trenberth, K.E. and A. Solomon. 1994. The global heat balance: heat transports in the atmosphere and 1774
ocean. Climate dynamics 10(3): 107-134. 1775
Williams-Linera, G., M.S. Devall and C. Alvarez-Aquino. 2000. A relict population of Fagus grandifolia var. 1776
mexicana at the Acatlan Volcano, Mexico: structure, litterfall, phenology and dedroecology. Journal of 1777
Beogeography 27:1297-1309. 1778
Williams-Linera, G., and J. Tolome. 1996. Litterfall, temperate and tropical dominant trees, and climate in a 1779
Mexican lower montane forest. Biotropica 28:649-656. 1780
Wischmeier W.H. y D.D. Smith 1958. Rainfall energy and its relationship to soil loss. Trans. Am. Geophys. 1781
Un. 39: 285-291 1782
Xuluc-Tolosa, F.J., H.F.M. Vester, N. Ramirez-Marcial, J. Castellanos-Albores and D. Lawrence. 2003. Leaf 1783
litter decomposition of tree species in three successional phases of tropical dry secondary forest in 1784
Campeche, Mexico. Forest Ecology and Management 174:401-412. 1785
1786
85
1786
Caja 1 BASES DE DATOS CLIMATOLOGICAS 1787
1788
Las bases de datos meteorológicas completas y confiables son gran importancia en el establecimiento de 1789
un programa de estudios ambientales. Dicho planteamiento genera una serie de preguntas sobre la 1790
calidad, cantidad, disponibilidad o variedad de las bases de datos. La situación actual es que existen 1791
fuentes y bases de datos dispersas, algunas disponibles por Internet, otras en CDs y algunas otras sólo en 1792
papel. Se les ha identificado, y se sabe que tienen algunas limitaciones, como por ejemplo: datos 1793
incompletos, nulo control de calidad, etc. 1794
1795
La información climática requerida debe considerar: información de estaciones meteorológicas (presión, 1796
temperatura, humedad, vientos, precipitación y radiación solar); información obtenida por satélite, 1797
incluyendo perfiles de temperatura y humedad; información de radisondeos o radar, información obtenida 1798
por satélite sobre color de la superficie que resulta en información sobre la salud de la vegetación, color del 1799
mar y productividad. Se debe también considerar la información de los reanálisis, que considera 1800
observaciones asimiladas mediante modelos que imponen restricciones físicas a los campos generados. 1801
1802
Es claro que no existe una fuente de datos única que corresponda al “verdadero estado de la atmósfera”, 1803
pues conocerlo con toda precisión y exactitud es imposible. Por ello, se debe tener una estimación de la 1804
incertidumbre misma de los datos para conocer el grado de precisión y exactitud a esperar por ejemplo, en 1805
las simulaciones y pronósticos con modelos numéricos del clima. Así, el concepto de incertidumbre debiera 1806
ser incluido de forma clara no sólo en las salidas de los modelos de simulación y pronóstico del clima, sino 1807
incluso en los mismos datos. 1808
1809
86
En términos de datos de superficie se puede agrupar la información en dos grandes grupos: datos por 1810
estación y datos en mallas regulares. Los primeros proporcionan evidentemente observaciones en un 1811
punto. El número de estaciones meteorológicas en el país ha variado enormemente en las últimas 1812
décadas, pasando de unas cuantas en el siglo XIX a casi cuatro mil en los años sesenta. En la actualidad 1813
se cuenta con alrededor de mil quinientas estaciones meteorológicas. La mayor parte de la información de 1814
las estaciones se encuentra digitalizada, sin embargo, existen algunos registros históricos de más de 1815
ochenta años que sólo están disponibles en papel, es decir en libros de algunos ranchos y fincas. 1816
1817
Las estaciones meteorológicas corresponden a: 1818
1819
1820
Responsable de estaciones Tipo Variables Disponibilidad
Servicio Meteorológico
Nacional
Estaciones
Automáticas
Precipitación,
temperatura,
viento, humedad
relativa, presión,
radiación solar
En línea
CD
Servicio Meteorológico
Nacional
Estaciones
climatológicas
Precipitación
Temperatura
CD
Comisión Federal de
Electricidad
Estaciones
Automáticas
Precipitación,
temperatura,
viento, humedad
relativa,
Por solicitud CD
87
PEMEX Estaciones automáticas Precipitación,
temperatura,
viento, humedad
relativa,
¿?
Secretaría de Marina Estaciones
Automáticas
Precipitación,
temperatura,
viento, humedad
relativa, presión,
Radiación solar
Por Solicitud
UNAM y otras instituciones
académicas
Estaciones
Automáticas
Precipitación,
temperatura,
viento, humedad
relativa, presión,
radiación solar
Por solicitud CD
Agrupaciones Agropecuarias Estaciones
Automáticas
Precipitación,
temperatura,
viento, humedad
relativa, presión
No disponibles
1821
Existen también los datos meteorológicos en malla. Dichos datos pueden ser el resultado de estimaciones 1822
por satélite o procesos de asimilación basados en la información reportada en las estaciones de superficie 1823
o por una combinación de los dos tipos. Las características espaciales y temporales de estos datos varían. 1824
Sin embargo, entre los más conocidos en la comunidad meteorológica se tienen: 1825
1826
88
Responsable Tipo Variables
meteorológicas
Disponibilidad
NCEP/NCAR
Reanalysis
Asimilación de datos
(2.5°X .5°)
Todas cada 6 horas En línea
North American
Regional Reanalysis
Asimilación de datos
(32km X 32 km)
Todas cada 3 horas En línea
Univ. East Anglia Asimilación de datos
(0.5°X 0.5°)
Precipitación mensual En línea
UNAM Asimilación de datos
(0.5°X 0.5°)
Precipitación mensual En línea
NCEP Asimilación de datos
(0.5°X 0.5°)
Precipitación diaria En línea
GPCP Asimilación de datos
(2.5°X 2.5°)
Precipitación diaria y
mensual
En línea
Varios Asimilación de datos.
Estimaciones de
satélite
Precipitación
Temperatura
Humedad
Radiación
En línea
1827
1828
Un mecanismo adecuado para encontrar la información en línea es referirse a la pagina del International 1829
Research Institute (IRI) for Climate and Society (http://iri.columbia.edu) en donde se encuentra uno de 1830
los mayores archivos de datos geofísicos, pero en particular meteorológicos. 1831
89
1832
1833
1834