Pastizales naturales

¿Qué es un pastizal? Comunidades vegetales dominadas por gramíneas (Poaceae) en su clímax climático (Rzedowski 2006) Generalmente ocupan zonas planas, de transición entre bosques templados y matorrales xerófilos Gentry (1957)

Otras características de los pastizales Típicamente presentan veranos cálidos, inviernos fríos y lluvia moderada (200-1300 mm) La precipitación determina la altura/biomasa de los pastos, así como la proporción árboles:pastos Presentan ciclos periódicos de sequía Los incendios son comunes Presentan altas densidades de herbívoros Los pastos parecen estar adaptados a estos factores: mantienen partes vivas subterráneas (Anderson 2006)

Origen de los pastizales Pastizales norteamericanos (Anderson 2006): El surgimiento de montañas creó un clima favorable (más seco) para los pastos hace unos 25 millones de años (Mioceno-Plioceno) Los bosques ancestrales declinaron y los pastizales se extendieron A finales del Pleistoceno (era postglacial) los pastizales se expandieron conforme los climas se hicieron más secos y cálidos Probablemente los pastos coevolucionaron con los herbívoros Pastizales tropicales y subtropicales (Bond 2008): Las plantas C4 (más eficientes que las C3 para fijar carbono en ambientes cálidos) evolucionan en regiones calurosas en respuesta a una reducción de CO2 atmosférico a principios del Mioceno Abrupta aparición de pastizales C4 en todo el mundo hace unos 6-8 millones de años, cuando se incrementó la aridez en todo el mundo

Algunas evidencias de la coevolución entre pastos y herbívoros Presencia de sílica en células epidérmicas de pastos Órganos perennes de crecimiento debajo del nivel del suelo Producción de biomasa aérea mayor a la que se descompone en un sólo año Surgimiento de hipsodontia en herbívoros Evolución de animales corredores y saltadores (Anderson 2006)

Cambios recientes en la distribución de los pastizales Las glaciaciones pleistocénicas destruyeron pastizales ancestrales y fueron reemplazados por bosques Los períodos cálidos-secos e incendios propiciaron la expansión de pastizales hace unos 3,500-8,000 años Hace 15,000-18,000 años Hace 8,000 años Hace 5,000 años

Los pastizales en el mundo Sala et al. (Scientific Committee on Problems of the Environment 56) Ocupan 25-40% del área con cubierta vegetal

Tipos de pastizales en Norteamérica Pastizal alto Pastizal corto Pastizal mixto Pastizal macollado del NW Pastizal de montaña Pastizal desértico Sims et al. 1978

Pastizal macollado del NW Pastizal desértico Pastizal corto Pastizal mixto Pastizal alto Pastizal de montaña Pintura “Pastizales”, de Clint C. Swink

Alto Corto Mixto 625-1200 mm Pastos de hasta 180-240 cm de altura Pastos 30-50 cm de altura Corto 375-625 mm Pastos de 80-120 cm de altura Mixto

Los pastizales desérticos

Los pastizales desérticos Truett et al. (in press) En los pastizales desérticos: La precipitación anual y la productividad vegetal son más bajas Los ciclos de sequía son más intensos Hay más elementos arbustivos 438 mm 339 mm 561 mm 247 mm Pastizal desértico

Pastizales en México (Rzedowski 2006) 10-12% del territorio nacional Principalmente en regiones semiáridas de clima fresco Precipitación: 300-600 mm (6-9 meses secos) Zonas planas o con poca inclinación De los 1,100 a los 2,500 m Suelos generalmente volcánicos Incluye: Pastizal corto Sabana (pastizal de clima caliente) Páramo de altura Zacatonal

Distribución de los pastizales en México SEMARNAT (2008)

Estructura y composición de los pastizales Los pastos son las especies dominantes El género Bouteloua es dominante en pastizales desérticos y cortos Otros géneros comunes: Aristida, Eragrostis, Hilaria, Mulhenbergia, Panicum La mitad de pastos son C3 y la otra mitad C4 Bouteloua gracilis Aristida purpurea

Estructura y composición de los pastizales 3-4 veces más especies de hierbas que de pastos Especies perennes son 3-4 veces más numerosas que las anuales Otras formas de crecimiento: suculentas (yucas, cactáceas, agaves), semi-arbustos, arbustos (p. ej. Prosopis) y árboles En sitios muy pastoreados las anuales y hierbas pueden ser dominantes

Herbáceas más comunes en pastizales Asteraceae (familia del girasol) Fabaceae (familia del frijol) Artemisia sp. Hoffmanseggia glauca Prosopis glandulosa Gutierrezia sarothrae

Biodiversidad: Mamíferos

Biodiversidad: Aves

Biodiversidad: Anfibios y reptiles

Procesos ecológicos

¿Qué impide que se desarrolle un bosque en una zona de pastizal? Las condiciones climáticas y edáficas parecen ser ideales para soportar bosques en donde hoy existen pastizales

Estructuración de pastizales Factores abióticos (procesos bottom-up): Clima (precipitación principalmente) Suelo Historia de manejo y uso de suelo Factores bióticos (procesos top-down): Fuego: Los pastos (secos) son muy flamables pero se recuperan rápidamente de los incendios, a diferencia de las plántulas de árboles Competencia: Los pastos tienen un sistema de raíces más extenso y fibroso, desplazando a las plántulas de árboles Herbivoría: Soportan una enorme biomasa de herbívoros, que depredan semillas y suprimen el crecimiento de plántulas leñosas Bond 2008; otros

¿Son los pastizales ecosistemas “clímax”? Son ecosistemas dinámicos Expuestos a perturbaciones constantes (incendios, erosión, pastoreo, etc.) Sin influencia de perturbaciones pueden mantenerse como pastizales o convertirse en sabanas y matorrales Whicker y Detling 1988

Consecuencias de la herbivoría Acelera la tasa de mineralización de nutrientes inorgánicos, haciéndolos utilizables (p.ej. urea) Remueve partes muertas de las plantas, lo que permite la rápida incorporación de materia en el ciclo de carbono así como la entrada de luz a partes en crecimiento Favorece la concentración de nutrientes en las partes aéreas Incrementa la diversidad (α y β) y la heterogeneidad ambiental

Ejemplo: los perritos de la pradera Concentración en raíces Whicker y Detling 1988

Hipótesis de la “sobrecompensación” Establece que la herbivoría incrementa la producción de biomasa La evidencia en favor de esta hipótesis es contradictoria Consensos: 1) Las plantas están pre-adaptadas para compensar pérdidas de tejido; 2) El pastoreo excesivo reduce la biomasa La respuesta de las plantas depende de: nivel de pastoreo, disponibilidad de nutrientes y agua en suelo, reservas de nutrientes en tejidos, cantidad de meristemos, etc.

¿Facilitación o competencia por herbivoría? Los bisontes prefieren pastar en lugares previamente visitados o en colonias de perritos de la pradera En algunas circunstancias, los perritos de la pradera colonizan o se mueven hacia sitios con ganado La productividad local podría definir el tipo de relación entre herbívoros Áreas pastoreadas por mucho tiempo son abandonadas por favorecer spp. no palatables

Hipótesis de perturbación intermedia Niveles moderados de perturbación incrementan la diversidad regional Whicker y Detling 1988

El perrito de la pradera: una especie clave Proveen refugio para muchas especies Sirven de alimento a depredadores especialistas Remueven el suelo y nutrientes Favorecen la filtración de agua Crean parches de alimento rico en nitrógeno Incrementan la heterogeneidad ambiental

Conservación y manejo

Los pastizales en México Ocupan el 5% del territorio nacional (SEMARNAT 2008)

Bienes y servicios ambientales Mantienen animales silvestres y domésticos que proporcionan carne, leche y otros productos Los principales cereales de consumo humano se originaron en los pastizales Producen forraje para la ganadería intensiva Las plantas de energía eólica suelen ser colocadas en pastizales Proporcionan especies ornamentales (césped) Los carrizos son usados para muebles, construcción y artesanías Almacenan cerca del 34% de las reservas terrestres de carbono (en el suelo)

Cambios en la cobertura de pastizal Expansión ganadera En 2008 sólo quedaba el 62% del pastizal original

Causas de la pérdida de pastizales Sobrepastoreo Expansión de la agricultura Invasión de plantas leñosas (supresión de incendios, extinción local de herbívoros, dispersión de semillas por ganado, ciclos de sequía) Invasión de especies exóticas (p. ej. rodadoras) Erosión: un 5% de pastizales presenta suelo desnudo o casi desnudo

El sobrepastoreo afecta al 95% de los pastizales (SEMARNAT 2008)

La erosión eólica es la más importante en pastizales (SEMARNAT 2008)

Amenazas en el largo plazo (Sala et al. 2000) Cambios en el uso del suelo por demanda creciente de productos agropecuarios Cambio climático: incremento de CO2, temperatura y ciclos de sequía más intensos

Impacto de la ganadería en los pastizales Reducción de biomasa para especies nativas Aceleración de procesos de erosión Compactación del suelo por pisoteo Dispersión de semillas de especies leñosas Dispersión de especies exóticas Reducción de biodiversidad Limitación del movimiento de especies nativas por cercado Riesgo de transmisión de enfermedades a especies nativas

¿Tiene el ganado efectos “positivos” en el ecosistema? Remueve una gran proporción de tejido vegetal muerto Los pastizales sin pastorear tienen 50% y 150% más tejido seco que los pastizales pastoreados Las plantas pastoreadas presentan mayor concentración de nitrógeno Ayudan a mantener pastizales abiertos para especies que requieren buena visibilidad

Pleistocene rewilding: ¿un ejemplo de restauración ecológica Pleistocene rewilding: ¿un ejemplo de restauración ecológica? (Donlan et al. 2006) Tortugas gigantes, caballos, elefantes y guepardos habitaban las praderas norteamericanas hace unos 13,000 años Estas especies desempeñaban finciones ecológica claves: depredación, herbivoría, etc. La pérdida de megafauna conduce al colapso de los ecosistemas y a la pérdida de biodiversidad Puede ser la única opción para salvar algunas especies de la extinción

¿Pasado y futuro de las praderas en NA?