DEPARTAMENTO DE ECOLOGIA-CUCBA HISTORIA Y ECOFISIOLOGIA DE LA VEGETACION EN GUADALAJARA CON ALUSION AL CAMBIO CLIMATICO DEPARTAMENTO DE ECOLOGIA-CUCBA

2. Cambio climático en el AMG CONTENIDO 1. Historia de la vegetación 2. Cambio climático en el AMG 3. Ecofisiología de especies arbóreas urbanas 4.Conclusiones

HISTORIA DE LA VEGETACION EN GUADALAJARA

LA LLEGADA DE LOS CONQUISTADORES AL VALLE DE ATEMAJAC Cuando los conquistadores españoles llegaron al Valle de Atemajac en búsqueda de un espacio con agua disponible, tuvieron omo opción el Valle de Toluquilla. Este fue descartado, por ser demasiado pantanoso. No quedó más que una posibilidad; el amplio espacio entre el rio de San Juan de Dios y su afluente el río de Atemajac.

EL ESCUDO DE GUADALAJARA: PINO O ENCINO ? La primera versión del escudo insignia del Guadalajara tiene dos lobos encaramados en un encino, y según los antiguos así los vieron cuando eligieron este sitio para poblarse. Poco después de su fundación fue concedido el escudo de armas de Guadalajara y en este se encuentran dos leones en actitud de salto y puestas las zarpas en el tronco de un pino de oro. ??

La primera plaza que se construyo en Guadalajara (siglo XVI) fue la conocida como Plaza Principal (actualmente Plaza de Armas ) y esta fue reforestada con el fresno (F. uhdei ). El cambio de nombre de Plaza Principal a Plaza de Armas, fue porque en esta se congregaban los vecinos que eran preparados para los combates bélicos.

LA ESCASEZ DE AGUA EN LA CIUDAD DE GUADALAJARA Alfonso de la Mota Escobar describió Guadalajara al final del siglo XVI y comenta que estaba situada en un llano seco y las casas no tenían jardines, porque el agua era escasa.

SIGLO XVII La falta de agua fue uno de los flagelos del siglo XVII para sus habitantes. Los escasos naranjos que cuidaban los jesuitas a principios del siglo XVII fueron una de las “raras manchas de verdor” en Guadalajara.

SIGLO XIX La escasez de agua continuó durante la primera mitad del siglo XIX, manteniendo los mismos esquemas heredados de la época colonial, y esto afectó la creación de nuevas áreas verdes.

Disminución de la sequia en Guadalajara: un ejemplo de buen gobierno El agua dejo de escasear en Guadalajara, al entrar en operación en febrero de 1901 un sistema de suministro de agua en los manantiales de los Colomos. Posteriormente fue implementado un sistema urbano múltiple de abasto de agua usando el agua de los veneros del Parque Agua Azul, San Andrés y San Ramón. Esto fue obra del gobernador Luis Curiel y fue posible al obtener un crédito en EE.UU. que se usó para adquirir un moderno equipo de bombeo

LA VEGETACION EN LA PRIMERA MITAD DEL SIGLO XVIII Matías Ángel Padilla en 1740, describe la vegetación de Guadalajara: ornamentales, árboles frutales y plantas medicinales. La mayoría se encontraban en el interior de conventos, monasterios y casas ORNAMENTALES: claveles, amapolas, lirios, alelíes, retamas, jazmines; narciso, caracoles, granadilla, rosa de San Juan, rosa de Santamaría, betlenes, girasol, tzempazúchil. MEDICINALES: romero, mirto, violeta, mejorana, orégano , toronjil, manzanilla, ajenjos, eneldo, poleo, lengua de buey, borrajas, endivias, lechuguilla, siempreviva, malvavisco, yerbabuena, apio, tomillo. FRUTALES: Resaltan las granadas de Guadalajara. “Estas merecían el primer lugar, por lo grande, dulce y granos mayores con poco hueso. Estas se remitían cómo regalo a los señores virreyes y arzobispos”. Otras especies frutales que destacaban fueron: higos, manzanas, viñas, olivares, duraznos, membrillo, nogales, chirimoyas, plátanos, piñas, aguacate, zapotes, guamúchil, granadillas, albaricoque, mezquite y EN ABUNDANCIA NARANJOS, LIMAS, LIMONES, GUAYABAS, TUNAS, CAPULINES Y MORAS.

SIGLO XVIII: se establece el primer corredor verde. A mediados del siglo XVIII se estableció el Paseo San Juan de Dios, construido a las en los márgenes del rio de San Juan de Dios, plantándose al final de la parte norte una hermosa alameda (Parque Morelos). Se encontraba una multitud de sauces y fresnos que corrían de sur a norte , proporcionando el recreo mas gustoso que pudiera darse El viajero francés Francis Lyon la describe así: “El paseo es una calzada extensa y sombreada con doble hilera de árboles a lo largo de un arroyo poco profundo¨.

LOS POLITICOS Y LAS AREAS VERDES En el año de 1840, cerca del santuario, se construyó el Jardín Botánico, el cual no estaba muy distante de la Alameda Durante los años 1850’s fue propuesto un proyecto para establecer una nueva Alameda al poniente de la ciudad, con la intención de orientar el crecimiento en esa dirección Sin embargo, el gobierno del estado lo rehusó, porque creyó que era mejor el cuidado de las banquetas

Damián-Juárez (2004), menciona que la plaza de armas se trazó durante el siglo XVI y en la última década del siglo XVIII esta se encontraba rodeada de fresnos.

PLAZA DE ARMAS EN LOS AÑOS 1950’? ?

LA VEGETACION EN GUADALARA AL FINAL DEL SIGLO XX: EL USO DE NOMBRES CIENTIFICOS. En 1880, la ciudad tenía ya su alameda. En sus jardines crecían al lado de las coníferas de tierras frías, clavellinas (Pachira fastuosa), el cacaloxo chiel (Plumeria rubra)y otras especies de climas tropicales. En sus jardines dominaban los naranjos, las gardenias (Gardenia florida), las atmosféricas (Lagerstroemica elegans), y las llamadas azaleas de guía (Boungavillea spectabilis). Puede decirse que estas son las plantas típicas de Guadalajara, y muchas de ellas se colocan como arbustos y de adornos en las plazas y las calles.

PARQUE AGUA AZUL: UN PARAISO PERDIDO En 1875 empezó el proyecto para establecer el Parque Agua Azul en un área de 36 ha y este fue concretado en 1885. Fueron plantados en este rosas, malvas, hortensias, alcatraces, violetas, amapolas, alas de perico, mirasol, etc. Entre las “plantas grandes” dominaba el eucalipto que introducido a este parque con el fin de desecar los lugares pantanosos. También se encontraban jacarandas, palmas datileras, tabachines, pinos, sauces, álamos y naranjos agrios.

EL PORFIRIATO Y LAS AREAS VERDES Al final del siglo XIX empezaron a surgir las primeras colonias modernas en el lado poniente de la ciudad y en estas fue destinada buena parte de los espacios a las zonas arboladas. ESTA PREOCUPACION DE RESERVAR ESPACIOS PARA LAS AREAS VERDES, PROPIAS DE LAS POSTRIMERIAS DEL SIGLO XIX, SE DEBE A LA INTRODUCCION Y DIFUSION DE LA IDEA EUROPEA QUE PLANTEABA LA NECESIDAD DE RECUPERAR LA NATURALEZA PERDIDA EN LAS CIUDADES APABULLADAS POR EL DESARROLLO INDUSTRIAL.

LOS JARDINES EN GUADALAJARA AL FINAL DEL SIGLO XX El jardín acabó por modificar la imagen de la vida urbana, fue una de las opciones como un área pública de recreación, moralización y ornato, que en buena medida sustituyo a las plazas tradicionales: Plaza de Armas y de la universidad, como lugares de reunión . En 1888 existían 5 jardines en la ciudad: El Alcalde, El Botánico ubicado en el ex -convento de Santo Domingo; El Carmen; San Francisco y Zaragoza

LAS AREAS VERDES AL EMPEZAR EL SIGLO XX: PASEO PORFIRIO DIAZ En 1910, el territorio de Guadalajara estaba conformado por dos espacios arbolados: El Agua Azul y la Alameda (Parque Morelos). El entubamiento del río San Juan de Dios, impulsó la creación de un corredor verde que partía de la Alameda al Agua Azul, conectados ambos parques por la Calzada Porfirio Días (actualmente Calzada Independencia). Este corredor fue un paseo “dominguero” importante para sus habitantes .

PASEO PORFIRIO DIAZ-AGUA AZUL

LA DEMANDA POR SERVICIOS AMBIENTALES Y CONFORT TRANSFORMO LOS JARDINES EN PARQUES La creación de parques fue en gran parte la respuesta a un reclamo de los habitantes de la ciudad que solicitaron jardines más amplios, con árboles para los enfermos que requerían de aire puro, así como para las personas que buscaran recreo y descanso bajo la sombra de lo árboles

LOS PRIMEROS PARQUES DE GUADALAJARA Parque Monterrey Parque Morelos Parque La Calma Parque Colomos Parque Revolución Parque Agua Azul Parque Agua Azul Parque La Estancia Parque San Rafael Parque Solidaridad, Parques Aránzazu San Francisco

GUADALAJARA EN LA SEXTA DECADA, DEL SIGLO XX.

EL SURGIMIENTO Y EL DECLIVE DE LAS AREAS VERDES En 1910, en Guadalajara residían 122 mil habitantes y contaban con ocho jardines y tres parques Al empezar la sexta década del XX la población aumentó y en 1964 llegó al millón de habitantes. Este crecimiento fue acompañado de la disminución de áreas verdes Hoy las áreas verdes cubren el 3.5% de la superficie en la ciudad; este porcentaje es menor al recomendado por la OMS (20%) (Chávez-Anaya et al., 2010).

Las áreas verdes cubren el 3.5% de la superficie en la ciudad AREA METROPOLITANA DE GUADALAJARA EN EL SIGLO XXI: MODIFICACION DEL CLIMA Y SU ATMOSFERA Es probable que los niveles altos de CO2 en el AMG atrapen calor en la ciudad y este puede en explicar los aumentos de la temperaturas nocturnas observados en los últimos años y la intensidad de las islas de calor. 370 ppm CO2 480 ppm CO2 Las áreas verdes cubren el 3.5% de la superficie en la ciudad

BENEFICIOS DE LA VEGETACION EN AMBIENTES URBANOS Mitigan los efectos del calentamiento global al fijar CO2 atmosférico, el principal con effectos invernadero. Un árbol puede almacenar 6 tons de C ha-1 año-1. 2. Reducen la contaminación del aire al absorber y atrapar contaminantes gaseosos: i.e. dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3), monóxido de carbono (CO), etc. 3. Producen oxígeno (O2). En 1 ha cubierta por árboles se puede producir O2 para 40 personas por día. 4. Reducen la temperatura y mitigan los efectos de las “Islas de calor” Y “olas de calor”.

LA FOTOSINTESIS Y LA TRANSPIRACION SON PROCESOS CLAVES PARA REGULAR EL CLIMA EN AMBIENTES URBANOS Los servicios ambientales que proporciona la vegetación urbana dependen de dos procesos: fotosíntesis y transpiración La fotosíntesis es afectada por la escasez de agua y la contaminación del aire, considerados cómo los principales estreses abióticos urbanos.

Las ciudades de países en desarrollo son ecosistemas secos Las ciudades de países en desarrollo son ecosistemas secos. En estas el agua es escasa La baja disponibilidad de agua es agravada por el hecho de que la mayoría de las especies urbanas poseen metabolismo fotosintético C-3, las que transpiran altos volúmenes de agua. Por ejemplo, un árbol deciduo forestal transpira de 200 a 400 L por día. El estrés hídrico es común en la vegetación urbana y este acorta la longevidad de los árboles. La sequía es una causa importante de la muerte en árboles jóvenes cuando se llevan a cabo proyectos de reforestación en ambientes urbanos. Los déficits de agua se agravan porque el pavimento y la compactación del suelo reducen la infiltración de agua al sistema radical causando que los árboles que crecen en las calles sean los más afectados por la sequía.

Potencial hídrico del suelo ψ (MPa) en los sitios de estudio (primavera 2008) SUELO HUMEDO SUELO SECO

LA SEQUIA Y EL OZONO EN ECOSISTEMAS URBANOS Los efectos de la sequía urbana son magnificados por la contaminación del aire. En particular el ozono agudiza los efectos de la sequía en la vegetación urbana a través de la reducción en la fotosíntesis y la recuperación de esta después que la sequía es interrumpida por la lluvia

LA VEGETACION FUNCIONA COMO UN SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO Los árboles a través de la transpiración actúan como un sistema natural de "aire acondicionado" y por consecuencia modifican el microclima de las ciudades, proporcionando confort a sus habitantes. Este proceso de enfriamiento varía con los tipos funcionales. Por ejemplo, los céspedes tienen mayores porcentajes de evapotranspiración que el arbolado (10 y 31%, respectivamente)

Flujo de fotones para la fotosíntesis (µmol m-2 s-1) Variación promedio diaria de temperatura, humedad relativa e irradiación en parques de Guadalajara y Zapopan, México. Los datos son promedios diarios de 8 h a 19 h ± error estándar. Nombre del parque Fecha de medición Temperatura (°C) Humedad relativa (%) Flujo de fotones para la fotosíntesis (µmol m-2 s-1) Parque Calle o avenida Agua Azul 22-07-10 24±0.4 26±0.7 41±2.1 40±1.9 364±32 833±47 Monterrey 13-07-10 23±0.3 25±0.6 49±1.7 48±1.8 347±45 751±77 La Calma 08-06-10 30±0.5 32±0.8 23±0.6 23±0.9 306±58 914±96 09-06-10 28±0.6 30±0.9 34±1.1 32±1.3 341±35 1085±73

Cambio climático en Guadalajara El análisis del comportamiento de la de la temperatura del aire y la precipitación pluvial en los últimos 90 años en Guadalajara, sugieren la posibilidad de que el Área Metropolitana de Guadalajara (AMG) empiece a ser afectada por el cambio climático.

Davydova-Belitskaya, 20004, al realizar un análisis del total anual de precipitación pluvial estimado para períodos climáticos representativos de 30 años en la ciudad de Guadalajara, reveló incremento del total anual a partir de los años 30´s con una tasa de 22.05 mm por década.  Figura 1. Incremento del total de lluvia estimado por periodo climatológicos representativo de 30 años (1881-2010).

LAS TEMPERATURAS NOCTURNAS CADA VEZ SON MAS CALIDAS También recientemente encontramos que el promedio de temperatura mínima mensual (temperatura nocturna) se ha incrementado en la última década del siglo XX. De enero a mayo el aumento osciló de 0.2 a 0.5C por década. En contraste, el promedio de temperatura máxima mensual (temperatura en el día)disminuyó hasta 0.2C por década y se observo reducción de 0.1C de marzo a mayo.

Enero Febrero Abril Marzo Mayo Figura 2. Promedios de temperaturas máximas (●) y temperaturas mínimas (○) mensuales en: (a) enero; b) febrero (c) marzo (d) abril (e) mayo (f) junio (g) julio (h) agosto (i) septiembre (j) octubre (k) noviembre ( l) diciembre de 1910 a 2010. Datos no publicados.

ECOFISIOLOGIA DE ESPECIES ARBOREAS JOVENES

ESPECIES QUE SE USAN PARA REFORESTAR LA CIUDAD DE GUADALAJARA San José de la Montaña (Ehretia tinifolia) Flama china (koelreuteria paniculata) Pirul Brasileño (Schinus terebinthifolius) Fresno (Fraxinus uhdei) Majagua (Hibiscus pernambucensis) Rosa Morada (Tabebuia rosea) Ficus (Ficus benjamina) Trueno Verde (Ligustrum lucidum) Galeana o Tulipán Africano (Spathodea campanulata) Orquídea Primavera (Bauhinia variegata) Malvavisco (Hibiscus mutabilis)

Potencial hídrico de suelo y tejido Contenido relativo de agua El estudio se llevó a cabo en un sitio con alto grado de contaminación (EL DEAN) y en uno con baja contaminación (CUCBA) en 11 especies forestales DEAN, en las cercanías de Miravalle CUCBA. Las Agujas, Nextipac, Zapopan. Variables evaluadas: Fotosíntesis neta Potencial hídrico de suelo y tejido Contenido relativo de agua Área foliar Contenido de clorofila Temperatura Humedad relativa Porcentaje de humedad del suelo Crecimiento Morfología y anatomía foliar

Variación en captura de CO2 de arbustos y árboles jóvenes que se emplean para reforestar el AMG, evaluados en una localidad contaminada de Guadalajara (Miravalle) y en un ambiente rural de Zapopan (Las Agujas): Hibiscus mutabilis (Hm); Bauhinia variegata (Bv); Spathodea campanulata (Sc); Tabebuia rosea (Tr); Hibiscus pernambucensis (Hp); Fraxinus uhdei (Fu); Ehretia latifolia (El) tinifolia (Et); koelreuteria paniculata (Kp); Ficus benjamina (Fb); Ligustrum lucidum (Ll); Schinus terebinthifolius (St). El asterisco indica que existen diferencias estadísticas entre tratamientos con la prueba de t (P< 0.05). Datos no publicados

TOLERANCIA A LA SEQUIA EN LAS ESPECIES EN ESTUDIO Sequía fisiológica

EL PIGMENTO CLOROFILA ES UN INDICADOR DE ESTRÉS FISIOLOGICO: ESTE PIGMENTO NO FUE AFECTADO POR LA CONTAMINACION ???.

ECOFISIOLOGIA DE ESPECIES ARBOREAS ADULTAS

Parque Revolución Parques Aranzazú y San Francisco Parque Hidalgo y Fidias González Gallo y Calzada Independencia Chapultepec e Hidalgo

Potencial hídrico del suelo ψ (MPa) en los sitios de estudio (primavera 2008) SUELO HUMEDO SUELO SECO

CONTENIDO DE FOLIAR DE AGUA Húmedo Estrés hídrico

Figura 3. Variación en la captura anual de carbono en arbustos y árboles que crecen en el AMG. Schefflera actinophylla (Sa); Populus mexicana (Pm); Spathodea campanulata (Sc); Cassia fistula (Cf); Bougainvillea glabra (Bg); Fraxinus uhdei (Fu); Mangifera indica (Mi); Hibiscus rosa-sinensis (Hr); Ehretia latifolia (El); Chorisia speciosa (Cs); Citrus aurantium (Ca); Heliocarpus appendiculatus (Ha); Ficus benjamina (Fb); Eriobotrya japonica (Ej); Psidium guajava (Pg); Eucalyptus camaldulensis (Ec); Ligustrum lucidum (Ll); Pithecellobium dulce (Pd).Datos no publicados.

ALGUNAS ESPECIES VEGETALES TAMBIEN CONTRIBUYEN A CONTAMINAR LA ATMOSFERA

CONTAMINACION DEL AIRE POR LA VEGETACION: COMPUESTOS VOLATILES ORGANICOS Desde finales del siglo XX se encontró que compuestos orgánicos volátiles (COV) derivados de las emisiones de la vegetación terrestre, contribuyen con las dos terceras partes de las emisiones globales de contaminantes que pasan a formar partes de gases de efecto invernadero. En años recientes se registraron incrementos en COV en respuesta al cambio climático. Los COV más importantes son los isoprenoides, carbonilos, alcanos, alquenos, alcoholes, esteres, éteres y ácidos El isopreno y los monoterpenoides son altamente reactivos en la parte baja de la atmósfera y ejercen fuerte influencia en la producción fotoquímica de O3.

FUENTES DE GASES INVERNADERO Y EL CALENTAMIENTO GLOBAL CVO CO2 H2O CO2 Transpiración Fotosíntesis Respiración O2 O3, SO2 NO2 CO PM 10 µ Primaveras cálidas- sequía Fotólisis Emisiones CO2 Otoños cálidos CO2 CO2 RESPIRACION Maleza Materia orgánica Materia orgánica

Algunas especies forestales emiten COV; entre las que destacan Fagus sylvatica (König et al., 1995); Eucalyptus sp. (Nunes y Pio, 2001) y Quercus rubrosa (Pio et al., 2005).

CONCLUSIONES Las observaciones sobre cambios en temperaturas nocturnas y los patrones de precipitación pluvial en el AMG, sugieren que esta ciudad y probablemente otras del país empiecen a ser afectada por el cambio climático.. Esto debe alertarnos, ya que la mayoría de las ciudades mexicanas se ubican en ambientes cálidos y la mayoría tiene porcentajes bajos de cobertura vegetal, lo que las hace proclives a ser afectadas por el cambio climático. 2. La vegetación puede mitigar los efectos del cambio climático en las ciudades a través de la reducción de los gases de efecto invernadero, así como la intensidad de las islas y olas de calor urbano.

3. Los servicios ecosistémicos que proporciona la vegetación son limitados por la escasez de agua y los contaminantes troposféricos, en especial el ozono 4. Nuestras observaciones han revelado que especies arbustivas y arbóreas originarias de ambientes tropicales húmedos, mostraron mayor eficiencia fotosintética que las nativas.

GRUPO DE TRABAJO Eulogio Pimienta Barrios Julia Zañudo Hernández Blanca C. Ramírez H. Carla Martínez Chávez Celia Robles-Murguía Valentina Dadydova-Belitskaya Alejandro Muñoz- Urias

Gracias por su atención