Agroecología y biodiversidad E-Book

Inge Armbrecht

• Herausgeber: Universidad del Valle
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2024

Seitenzahl: 524

Beschreibung

El libro presenta bases y reflexiones hacia un futuro armónico entre el ser humano y la biota del planeta, a través de 10 capítulos, recorriendo los siguientes temas: la importancia de la agroecología; convergencias y diferencias entre agroecosistemas y hábitats naturales; el origen de la agricultura y su intensificación; soberanía alimentaria, energética y tecnológica; hipótesis agroecológicas y biodiversidad; la medición de la biodiversidad; investigación agroecológica y el caso de las hormigas en la caficultura colombiana; el suelo y su conservación; y manejo de herbívoros y enfermedades. El libro finaliza con un capítulo que discute las opciones agroecológicas para la biodiversidad.

Leseprobe

Armbrecht, Inge

Agroecología y biodiversidad / Inge Armbrecht.-- Cali :

Programa Editorial Universidad del Valle, 2016.

322 páginas ; 24 cm.-- (Colección libros de investigación)

Incluye bibliografía

1. Ecología agrícola 2.Conservación de los recursos agrícolas 3.Diversidad biológica I. Tít. II. Serie.

574.5 cd 21 ed.

A1527570

CEP-Banco de la República-Biblioteca Luis Ángel Arango

Universidad del Valle

Programa Editorial

Título:   Agroecología y Biodiversidad

Autora:  Inge Armbrecht

ISBN-EPUB: 978-628-7683-77-8 (2023)

ISBN-PDF: 978-958-765-830-9 (2023)

ISBN: 978-958-765-240-6

Colección: Libros de investigación-Ingeniería Agrícola

Primera edición 2016

Primera reimpresión

Corrección de estilo: Hernán Toro

Diseño de carátula y diagramación: Anna Karina Echavarría

Créditos Imágenes:

- Inge Peñaranda Armbrecht: Ilustraciones Figuras 1.1; 1.2; 1.3; 1.4; 1.5; 2.3; 2.4; 2.5; 2.6; 3.1A; 3.1B; 3.2; 3.3; 3.4A; 3.4B; 3.5; 3.6; 3.7; 4.2, 5.4; 7.1; 7.7; 9.2-

- Valentina Peñaranda Armbrecht: Ilustraciones Figuras 2.7, 2,8; 5.1; 5.7A; 5.7B; 5.7C; 5.7D; 6.2; 6.3; 6.4; 6.5; 6.6; 7.5; 8.2; 8.3A; 8.3B; 8.4A; 8.4B; 8.4C; 8.5; 8.6; 8.7; 8.8; 9.3; 9.4; 9.5; 9.6; 10.1; 10.2

- Inge Armbrecht: Fotos Figuras 2.9A; 2.9B; 2.9C; 2.9D; 4.1; 4.3; 5.2; 5.3; 6.1; 7.3; 7.4; 7.6; 8.1

© Universidad del Valle

© Inge Armbrecht

Este libro, salvo las excepciones previstas por la Ley, no puede ser reproducido por ningún medio sin previa autorización escrita por la Universidad del Valle.

El autor es responsable del respeto a los derechos de autor del material contenido en la publicación (textos, fotografías, ilustraciones, tablas, etc.), razón por la cual la Universidad no puede asumir ninguna responsabilidad en caso de omisiones o errores.

Cali, Colombia, agosto de 2018.

Diseño epub:Hipertexto – Netizen Digital Solutions

CONTENIDO

PRESENTACIÓN

CAPÍTULO 1

CONVERGENCIAS Y DIFERENCIAS ENTRE AGROECOSISTEMAS Y HÁBITATS NATURALES

CAPÍTULO 2

LA REVOLUCIÓN NEOLÍTICA Y EL ORIGEN DE LA AGRICULTURA

CAPÍTULO 3

INTENSIFICACIÓN DE LA AGRICULTURA Y CRISIS DE LOS ALIMENTOS

CAPÍTULO 4

SOBERANÍA ALIMENTARIA, ENERGÉTICA Y TECNOLÓGICA

CAPÍTULO 5

AGROECOLOGÍA Y BIODIVERSIDAD

CAPÍTULO 6

MEDICIÓN DE LA BIODIVERSIDAD

CAPÍTULO 7

INVESTIGACIÓN AGROECOLÓGICA Y BIODIVERSIDAD: HORMIGAS Y CAFICULTURA COLOMBIANA

CAPÍTULO 8

EL SUELO Y SU CONSERVACIÓN

CAPÍTULO 9

MANEJO DE HERBÍVOROS PLAGA Y ENFERMEDADES

CAPÍTULO 10

ALGUNAS OPCIONES AGROECOLÓGICAS PARA LA BIODIVERSIDAD Y EL BIENESTAR HUMANO

BIBLIOGRAFÍA

ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 1.1. Un ecosistema natural tropical.

Fig. 1.2. Relaciones del sistema agrícola

Fig. 1.3. El imaginario humano.

Fig. 2.1. Grupo de neardentales en actividades rutinarias.

Fig. 2.2. Ejemplo para abordaje constructivista

Fig. 2.3. Modelo dinámico origen de la agricultura.

Fig. 2.4. Representación idealizada de un grupo Kung en Suráfrica.

Fig. 2.5. Causas próximas y últimas del desarrollo de la agricultura.

Fig. 2.6. Seres humanos cultivando trigo.

Fig. 2.7. Centros de origen de la agricultura.

Fig. 2.8. La gran región del Creciente Fértil

Fig. 2.9. Las Chinampas de México

Fig. 3.1. Niña conectada con el campo y la naturaleza

Fig. 3.2. Las dos visiones contrastantes de la producción de alimentos

Fig. 3.3. Problemática por la producción industrial de alimentos

Fig. 3.4. La inequidad y el sistema mundial de alimentos.

Fig. 3.5. La apariencia y la realidad de los alimentos

Fig. 3.6. Propaganda masiva y el concepto de progreso

Fig. 3.7. Agricultor revolviendo el acolchado vegetal que usa como abono.

Fig. 4.1. Las variedades de semillas como un pilar de soberanía alimentaria.

Fig. 4.2. Alimentos donados a las familias pobres

Fig. 4.3. Preparación de almuerzos comunales por indígenas guambianos.

Fig. 5.1. Plantas vasculares endémicas en los 17 países megadiversos.

Fig. 5.2. Paisaje del Cauca colombiano, cerca de Guambia

Fig. 5.3. Los niños y la naturaleza emocional de los seres humanos.

Fig. 5.4. Posible escenario natural de ancestros humanos

Fig. 5.5. Situación casual de una niña en el campo colombiano

Fig. 5.6. Relación entre la intensificación agrícola y la biodiversidad asociada.

Figuras. 5.7. Las cuatro hipótesis relevantes sobre biodiversidad y función ecológica.

Fig. 5.7. (A) Hipótesis de engranaje o “rivet”.

Fig. 5.7. (B) Hipótesis de redundancia.

Fig. 5.7. (C) Hipótesis idiosincrática

Fig. 5.7. (D) Hipótesis aseguradora

Fig. 6.1. Foto de algunos factores climáticos

Fig. 6.2. Representatividad (abundancia) o de la rareza demográfica

Fig. 6.3. Métodos de medición de la diversidad alfa.

Fig. 6.4. Curva de Whittaker para tres comunidades hipotéticas

Fig. 6.5. Tres aproximaciones paramétricas de distribución de abundancias.

Fig. 6.6. Curvas de acumulación de especies y de rarefacción.

Fig. 6.7. Relaciones entre las diversidades alfa, beta y gamma

Fig. 7.1. Sistemas de cultivo de café en un gradiente de complejidad

Fig. 7.2. Riqueza de hormigas en fincas cafeteras de México y Costa Rica

Fig. 7.3. Diseño para estudiar el efecto del manejo del café sobre hormigas

Fig. 7.4. Número de especies de hormigas en dos tipos de cafetales.

Fig. 7.5. Esquema de costos-beneficios de intensificar la agricultura de café

Fig. 7.6. Peso de los granos infestados con broca en cuatro cafetales.

Fig. 7.7. Hormigas Crematogaster.

Fig. 8.1. La formación del suelo.

Fig. 8.2. Horizontes del suelo.

Fig. 8.3. (A) Diagrama con una aproximación de los rangos de pH

Fig. 8.3. (B) Diagrama idealizado de un vello radicular y su rizosfera.

Figuras 8.4. Ciclos biogeoquímicos del nitrógeno y del fósforo.

Fig. 8.4. (A) Aspectos del ciclo del nitrógeno

Fig. 8.4. (B) El paso natural de un catión, como amonio en anión (nitrato).

Fig. 8.4. (C) Procesos básicos del ciclo del fósforo.

Fig. 8.5. El material orgánico, a través de los tres procesos.

Fig. 8.6. Composición y descomposición de los organismos.

Fig. 8.7. Representación conceptual de la panarquia.

Fig. 9.1. Curvas exponencial y logística de crecimiento poblacional.

Fig. 9.2. Destino posible de millones de toneladas de tóxicos sintéticos.

Fig. 9.3. Relación entre biodiversidad planeada y asociada.

Fig. 9.4. Relación entre el programa profiláctico y de respuesta.

Fig. 9.5. Función propuesta por Andow y Rosset (1990).

Fig. 9.6. Cuatro pilares de manejo sano y productivo.

Fig. 10.1. Esquema de dos posibilidades de manejo.

Fig. 10.2. Síndromes de funcionamiento de las sociedades.

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.1 Esquema comparativo entre ecosistemas y agroecosistemas

Tabla 2.1. Origen de plantas y animales domesticados comunes

Tabla 2.2. Cultivos principales originarios de Suramérica

Tabla 2.3. Resumen comparativo de dos entornos ecológicos contrastantes

Tabla 6.1 Métricas para medir o estimar la diversidad alfa

Tabla 8.1 Características para describir la calidad de un suelo

Tabla 9.1 Tres maneras de abordar el manejo de plagas

Tabla 10.1. Actividades de manejo que afectan los enemigos naturales

Tabla 10.2. Jerarquías para clasificar los sistemas alimentarios

Tabla 10.3. Cambios en los sistemas de cultivo.

Tabla 10.4. Contraste entre dos tipos de agricultura

El hombre solo se salvaba a sí mismo,

traicionando al resto de los seres vivos

SVETLANA ALEXIÉVICH, 2015

Voces de Chernóbil

Debate, Barcelona

AGRADECIMIENTOS

Esta obra no hubiera sido posible sin el decidido apoyo de la Universidad del Valle, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas y Departamento de Biología, a través de un año sabático realizado durante 2014. Simultáneamente fue fundamental el apoyo incondicional de Teja Tscharntke, director de la sección de Agroecología de la Universidad de Göttingen, Alemania, quien, junto a todo su equipo científico, me acogió en su laboratorio durante el ese periodo. Infinitas gracias a mis hijas, Valentina e Inge Peñaranda Armbrecht, quienes realizaron el arte y las ilustraciones de este libro, con paciencia y capacidad de trabajo; también a mi hijo, José, a mi esposo, Gerardo Peñaranda, y a mi cuñada Inés Peñaranda por su invaluable apoyo en todo el proceso. Gracias a mi colega y amigo Humberto Álvarez-López por revisar versiones preliminares de algunos capítulos. A mi amiga Beatriz Salguero, por su contribución con las ecuaciones matemáticas. A Anna Echavarría por su paciencia y capacidad de trabajo durante las correcciones finales. Dos evaluadores anónimos aportaron valiosas correcciones y comentarios. Agradezco la colaboración de tres colegas del Departamento de Biología (Patricia Chacón, Alba Marina Torres y James Montoya), quienes asumieron partes de mis labores académicas en mi ausencia sabática. John Vandermeer e Ivette Perfecto inspiraron este trabajo con sus invaluables enseñanzas a través de una década. Finalmente, agradezco al Programa Editorial de la Vicerrectoría de Investigaciones de la Universidad del Valle y a Hernán Toro por sus valiosas correcciones a lo largo del texto.

PRESENTACIÓN

¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA AGROECOLOGÍA?

Los seres humanos somos producto de la evolución biológica y cultural y estamos atados indisolublemente a las leyes que gobiernan la vida. La ecología de los sistemas agrarios o “Agroecología” es la ciencia que se ocupa de las relaciones entre las prácticas de cultivo y el ambiente que las soporta (Bayliss-Smith 1982). Estas relaciones implican los flujos de materia y energía que ligan al ser humano con la tierra, los animales y las plantas. En estos flujos la cantidad y calidad de materia y energía varían a lo largo de la historia y acorde a las diferentes culturas. Los sistemas diseñados para la producción de alimentos, ya sea desde animales o desde plantas, en cualquier escala espacial, se denominan sistemas agrícolas (IFOAM 2016).

Estamos en medio de una crisis, descrita hace 38 años por Wendell Berry (1977), en la cual la “agricultura agraria” (entendida como agricultura familiar o tradicional) tiende a transformarse en agricultura industrial. La Agroecología se perfila como la alternativa para soluciones de ganancia múltiple (FAO 2015). En los primeros textos de cultivo europeos la agricultura era interpretada como dos aspectos interconectados, “Agri”, y “Cultura”, esto es, el cultivo del alimento se visualizaba como parte vital y razón de vida de las comunidades humanas. Los seres humanos han cultivado por cerca de 600 generaciones (12.000 años) (Pretty 2002) y siempre han estado conectados la cultura, los alimentos y el ambiente. El bienestar humano puede completarse cuando el imaginario confiere significados especiales a este entramado social-vital-ambiental, donde cobran carácter el río o el jaguar o el colibrí o la serpiente o la infinita variedad de verdes, el bosque, la sabana, el suelo, los océanos y los campos entre incontables imágenes más.

Sin embargo, en las últimas tres generaciones la agricultura cambió drásticamente. Los alimentos de calidad pasaron a un segundo plano mientras que las comidas rápidas y fago-estimulantes, cargadas de colorantes y saborizantes artificiales ocuparon el primer lugar. El acto de alimentarse no se comparte en familia, se tortura a millones de animales que se visualizan como pedazos de carne y de huesos, y más que nunca, la producción en masa, basada en principios industriales, se tomó el sistema de alimentos. Hoy se produce más cosecha/unidad de área/trabajador que jamás en la historia. Más de 65% de la tierra emergida y apta para la agricultura está ya transformada, produciendo mucho más que antes. Muchos líderes mundiales, que visualizan unidimensionalmente el mundo, permiten el deterioro ambiental y social en aras de la acumulación de capital y de poder. El público en general admira las grandes cantidades en toneladas de producción pero se olvida de los costos para el ambiente y la deuda para las futuras generaciones en pérdidas irremediables de biodiversidad, aumento en la contaminación y consecuencias para la salud.

El sistema agrícola mundial debe cambiar urgentemente. Ni la filosofía ni las consecuencias del actual sistema son sustentables. No hay acuerdo exactamente acerca de cuáles cambios son necesarios ni de cómo llevarlos a cabo, pero la mayoría de los críticos del sistema y de los científicos sí está de acuerdo en que el cambio debe ser hacia una agricultura más ecológica, basada en los pequeños productores, alrededor de una cultura de menor consumo y mayor cuidado ambiental, de mayor equidad y enfocada en la sostenibilidad. En los últimos años ocurrió una explosión de interés e investigación sobre modos más sustentables de producir alimentos, que reemplacen los costosos y degradantes agroquímicos y las tecnologías de alto insumo, por métodos ambientalmente amigables con tecnologías de bajo insumo externo.

Sin embargo prevalecen muchas limitaciones para implementar la agroecología porque el modelo industrial nos ha dejado como legado una mentalidad simplista de la agricultura, que desdeña las complejidades ecológicas y de la vida. La agroecología busca sistemas agrícolas que permitan productividad pero también conservación de recursos naturales, y que sean culturalmente sensibles, socialmente justos y económicamente viables (Gliessman 1990; Altieri 1995; Gliessman 2015). Es muy poco lo que la literatura ecológica dedica a problemas en agricultura, y desafortunadamente el inmenso campo de la ecología evolutiva, al igual que la ecología acuática, brinda muy poca inspiración a la agricultura.

A pesar del progresivo incremento en la producción de alimentos (en términos de cantidad, no necesariamente de calidad), cientos de millones de personas siguen hambrientas y mal nutridas. Otros millones, paradójicamente, comen con ansias más de lo que necesitan y sufren de obesidad patológica: los 18 millones de personas obesas en el mundo pesan igual que 500 millones de personas de peso normal y se desperdicia 40% del alimento que se produce en el mundo. Los alimentos que comeremos en los próximos 30 años suman una cantidad igual a la que hemos consumido en 10.000 años, es decir desde que comenzó la agricultura (Prieto 2013). Un bebé que nazca hoy tendrá que ver cómo 2.000.000.000 (dos mil millones) de personas estarán al borde de morir de hambre en el año 2050, cuando existirán 9.000.000.000 (nueve mil millones) de personas sobre el planeta (Prieto 2013).

En los sistemas de agricultura industrializada se observa la crisis ambiental y humana. Se ha postulado que el destino de las lenguas y las culturas humanas es el mismo de la biodiversidad en el planeta, cada vez más disminuidos y llegando a niveles críticos de empobrecimiento. En todo el sistema alimentario se manifiesta poco respeto por otros seres silvestres que conviven con el ser humano, pues la producción del alimento con el modelo actual resulta en erosión, aguas subterráneas envenenadas y escasas, enfermedades originadas por alimentos (e. g. enfermedad de la vaca loca, Escherichia coli y “superbacterias”mortales), gripas porcina y aviar amenazando pandemias originadas por confinamiento de millones de animales y disposición de sus excretas cerca a los humanos, pérdida de biodiversidad a todo lo largo y ancho del planeta (ningún ecosistema, ni siquiera la Amazonia se ha salvado), consecuencias sociales de inequidad, químicos tóxicos en comida y fibra, pérdida de belleza escénica, de hábitat para vida silvestre entre otras, inclusive llegando a zonas de muerte masiva en el mar (e. g. Golfo de México, ilustrado en Caso et al. 2004; Herrera-Silveira et al. 2011).

El sistema alimentario mundial se compone de toda una serie de ramificaciones entrelazadas, pues no se trata tan solo de lo que el agricultor hace en su finca. Los pequeños agricultores, los campesinos, los indígenas, y la agricultura familiar están desapareciendo aceleradamente para dar paso a enormes extensiones de tierra cultivada, con el resultado de que, casi países enteros, acaban monopolizados en muy pocas manos. Por ejemplo, en Colombia, el séptimo país más desigual del mundo, 0, 4% de los dueños de tierras poseen 61% de la tierra rural (AB Colombia 2014). Bajo un único modelo se vienen creando grandes operaciones de cientos de miles de hectáreas manejadas con avionetas, tractores, sembradoras, cosechadoras, en fin, todo un sistema basado en energías no renovables y contaminadoras. Cada año liberamos a la atmósfera 27.000.000.000 (27 mil millones) de toneladas de CO2 como consecuencia del uso de combustibles fósiles (Prieto 2013). Este modelo ha favorecido enormemente a las pocas pero grandes compañías de insumos químicos (una decena dominan el mundo). En cambio ha llevado ruina, desespero y desgracia a miles de millones de campesinos en el mundo entero, los cuales, constantemente al borde de la muerte, han pasado a engrosar los cinturones de miseria de las ciudades latinoamericanas, africanas y asiáticas, favoreciendo la mano de obra barata.

Estamos atrapados en un sistema globalizado de control de los alimentos. En muy corto tiempo se impuso un modelo de producción dirigido a la exportación y un otro de consumo que penetra cada vez más la vida de las personas. Desde la semilla hasta la ingestión por parte del consumidor, un reducido número de empresas multinacionales controlan el sistema de alimento. Este control incluye la producción y el procesamiento de alimentos industriales, su empaque, transporte y el estímulo al consumo a través de la publicidad, que, a su vez conduce a la gula y al exceso de calorías (comidas rápidas) (Molini Cabrera 2007). Los pequeños productores no pueden competir con las grandes operaciones de los países del primer mundo subsidiadas generosamente por sus gobiernos. De hecho, por décadas, algunos países europeos y Estados Unidos han gastado grandes sumas de dinero en subsidios agrícolas para estimular a sus gigantes productores industriales de granos y otros. Nuestros campesinos ven cómo el mercado se inunda de arroz, maíz, soya, canola y algodón transgénicos (que no hay razón para suponer que sean de mejor calidad que los tradicionales), trigo, tomate, entre otros, sin que puedan competir con precios tan bajos que no compensan los costos de producción.

El campesino no logra vender su producto. El criterio de los consumidores en Colombia, en su enorme mayoría se rige por lo más barato; y es lógico, pues la comida cuesta cerca del 40% del ingreso de las familias de estratos no ricos. La estrategia de apoderarse del sistema de alimentos mundial ya ha rendido sus frutos, y los países y transnacionales del primer mundo dominan al mundo entero, a lo cual habría que sumar el poderío militar de las grandes potencias.

Debemos movernos a un sistema mundial de alimentos más equitativo económicamente, más sensible socialmente, más sustentable y productivo y, en especial, más amigable ecológicamente. Jugamos a la omnipotencia, jugamos al dios. Nos olvidamos que dependemos de la naturaleza, que somos hijos de ella, que como especie biológica hemos recorrido un camino evolutivo de miles de millones de años junto con las demás especies hermanas que hoy nos acompañan en el planeta y que no sobreviviremos sin ellas. El acercamiento conceptual para las alternativas de un mundo más justo y optimista se basa en la agricultura ecológica, en la agroecología como ciencia que comprende no solo la biología, la fisiología, la ingeniería, la biotecnología de precaución, la sociología y la economía, sino además la ecología como base para manejar la producción de alimentos.

Ante la problemática expuesta surge la agroecología como ciencia heurística y transdisciplinaria, que busca sentar las bases económicas, agronómicas, ecológicas y sociales de un nuevo amanecer para la humanidad. La agroecología rebasa la visión unidimensional con el que se abordan los agroecosistemas en el modelo de “revolución verde” (llamado así el modelo industrial impuesto). En cambio, la agroecología acoge e integra el entendimiento ecológico y los niveles sociales de coevolución, basándose en un sinergismo entre la aproximación científica y el conocimiento de los agricultores, campesinos e indígenas desarrollado por milenios de “ensayo-error”. Todo ambientalista debe enterarse de las interconexiones, de la mentalidad que lo inspira, y del poder económico y político involucrado en el sistema de producción de alimentos globalizado.

El presente trabajo no solo se propone reflexionar sobre la crisis de suministro de alimentos sino sobre sus posibles soluciones. El término “Agroecología” ha sido definido como las relaciones ecológicas en los sistemas agrícolas (Pretty 2002). La agroecología es una ciencia relativamente nueva pues aparece en la década de 1970 y avanza de la mano con el progreso de la ecología, con enormes logros en los últimos treinta años. Sin embargo la aplicación de la ciencia ecológica a problemas en la agricultura es muy rudimentaria todavía y las dificultades en el proceso de ensayo y error pueden crear inseguridad en las mentes escépticas. A veces el movimiento de agricultura ecológica toma la ecología más como una religión con mandamientos, pecados y retribuciones, en vez de una ciencia con teorías, hipótesis y leyes (Vandermeer 2002). El proceso de cambio es y será difícil. Este proceso hacia la nueva agricultura es y será mucho más complejo que el abordaje actual de seguir mecánicamente un cronograma para aplicar “polvos mágicos y venenosos” con el fin de producir nuestros alimentos y los de nuestros animales. La ciencia ecológica debe ser un pilar fundamental para una nueva agricultura (Vandermeer 2002).

CAPÍTULO 1CONVERGENCIAS Y DIFERENCIAS ENTRE AGROECOSISTEMAS Y HÁBITATS NATURALES

Un agroecosistema es un concepto que ha emergido para describir un sistema de actividad humana que provee servicios específicos (especialmente alimento) y posee características como biodiversidad, sucesión ecológica y donde se promueven redes tróficas y ciclos de nutrientes específicos (Benkeblia y Francis 2015) Todos los agroecosistemas del mundo provienen en últimas de ecosistemas naturales (Sarandón y Flores 2014). Desde los orígenes de la agricultura hace miles de años el ser humano ha venido modificando la tierra de acuerdo con sus necesidades, pero solo en la historia reciente aparece la mayor amenaza a la biodiversidad global (Pimm 1998) al punto de enfrentar un colapso global si no se implementa una producción de alimentos y fibras amigable con el ambiente y con la biodiversidad (Mendenhall et al. 2014). Una de las razones de este fenómeno es la intensificación e industrialización de la agricultura, que ha dado como resultado extensos monocultivos dependientes de altos insumos de agua, fertilizantes, herbicidas y pesticidas (Matson et al. 1997). El alimento mundial depende en 80% de tan solo una o dos docenas de especies (Wilson 1988; Pimentel et al. 1992). Para nuestro sustento aprovechamos menos de 1% de la biodiversidad del planeta, mientras que más de 75.000 especies de plantas comestibles podrían componer (o han compuesto) la dieta del ser humano (Wilson 1988). Si aceptamos que 95% del ambiente terrestre mundial está ya ocupado por agricultura, bosques manejados y asentamientos humanos (Paoletti 1995) debemos reconocer que la mayoría de la biodiversidad deberá coexistir con la influencia del ser humano (IAASTD 2008). Necesitamos entender las fuerzas que determinan la estabilidad y sustentabilidad tanto de los ecosistemas naturales como de los agroecosistemas, para buscar que la biodiversidad sea compatible con la producción, así como con una alta persistencia en el tiempo y una gran reducción de riesgos. La sustentabilidad es la cualidad de mantener el balance ecológico a largo plazo, sin ser dañino con el ambiente ni con la biota, ni erosivo con los recursos naturales (IAASTD 2008; Sánchez de Prager et al. 2012).

Como un primer paso se requiere describir la naturaleza de los cambios inducidos por el ser humano, comenzando por el motor que los promueve, la agricultura. Con la sedentarización y la agricultura de la mayoría de las sociedades humanas finalizó lo que Jared Diamond denominó como el período más largo y exitoso de la carrera humana (Massey 2002). Hemos llegado a un punto sin precedentes en la historia, donde una sola especie, Homo sapiens, maneja ecosistemas naturales. Es más, desde 2007, se ha iniciado un período nunca antes visto en la historia humana porque se alcanzó la mitad de su población viviendo en zonas urbanas (UNFPA 2007). De acuerdo con las Naciones Unidas, 54% de la población del mundo vive en áreas urbanas a 2014 y esta proporción aumentará a 66% para 2050. En otras palabras, más de la mitad de la población humana vive ya confinada en ciudades, inmersos en complejos muros de concreto y otras estructuras, enormes urbes empobrecidas de biodiversidad, vibrantes de relaciones humanas.

LOS ECOSISTEMAS Y LOS AGROECOSISTEMAS

Los ecosistemas naturales y los agroecosistemas muestran coincidencias numerosas pero también enormes diferencias. No obstante, todos los agroecosistemas que existen alguna vez fueron ecosistemas naturales por el solo hecho de que los primeros son un producto del plan humano. Considerando que la vida apareció hace 3.600 millones de años y el ser humano hace unos pocos (García-Seror 2005) podremos deducir que la naturaleza y la evolución de la vida han ocurrido sin la presencia del ser humano por 99, 83% del tiempo. La vida, como fenómeno cósmico, ya ha demostrado ser sustentable a través de eones. El ser humano recolector-migrador (como humano entendiendo a los homínidos, en general) también demostró ser sustentable a través de una escala de tiempo de millones de años. H. sapiens es el único homínido que desarrolló la agricultura. Muchas sociedades lograron ser sustentables, es decir, no deterioraron los recursos disponibles para las siguientes generaciones ni en calidad ni en cantidad, pero otras sí lo hicieron. Es por tanto, difícil predecir si nuestras actividades actuales colapsarán el planeta, o la vida humana, o la vida en general. Lo que es claro es que 60% de los servicios ecosistémicos se está deteriorando (OMS 2005) por uso no sustentable. Todavía no conocemos la intensidad de dicho impacto, es decir, la profundidad de nuestra huella en el planeta y cuánto tiempo permanecerán las cicatrices de las actividades humanas sobre la tierra y hasta qué punto afectará la sustentabilidad de la vida como la conocemos.

Para discutir las convergencias y diferencias entre agroecosistemas y ecosistemas naturales comenzaremos remontándonos al escenario de nuestro origen. Los hábitats naturales dejaron de serlo completamente en el momento que el ser humano los transformó en diferentes escalas y tiempos, con un propósito productivo de forma semi-permanente o permanente. Aunque existen hipótesis, no deja de intrigar el por qué el H. sapiens, después de muchos miles de años como cazador-recolector, pasa a la domesticación de plantas y animales casi simultáneamente a través de varios continentes en una franja de tiempo relativamente estrecha. En otras palabras, por qué, casi simultáneamente en todo el mundo se dio el origen de la agricultura con la domesticación de plantas y animales (Reed 1977) con cuatro mil años de diferencia entre el Cercano Oriente (hace 10.750 años) y China-Perú (alrededor de 6.000 años atrás).

El concepto con que el ser humano aborda el ecosistema natural para transformarlo en agroecosistema determina el resultado, es decir, qué tanto se aparta del ecosistema natural original. La estructura y complejidad vegetal, la composición vegetal y el manejo que se da a un agroecosistema determinan que se parezca más, o menos, a los ecosistemas naturales. El punto a resaltar es que no existe una única manera de producir los alimentos o cultivar (Figura 1.1) sino infinitas posibilidades, maneras y combinaciones distintas que dependen de las decisiones y la determinación humana. La clave para acercarse conceptualmente a la discriminación de agroecosistemas y ecosistemas naturales consiste en visualizar un objetivo y un plan humano inherente al sistema transformado.

EL SER HUMANO EN SU CONTEXTO ECOLÓGICO EVOLUTIVO

Imaginemos un planeta en donde la vida se originó y ha venido evolucionando por cerca de 3.500 millones de años. Por efecto de interacciones entre la vida y el planeta, se ha ido desarrollando un sistema de retroalimentación en donde se han moldeado mutuamente a lo largo de eones: la vida moldeando al planeta, el planeta moldeando la vida. Dado que este tipo de vida depende del agua en sus tres estados físicos, eventualmente tenemos, como producto de esta evolución bio-planetaria, una delgada “biosfera” cubriendo toda la superficie del planeta hasta unos kilómetros encima y penetrando debajo de su superficie (superficie significando todo cambio de fase que colinde con la capa atmosférica o gaseosa del planeta). En esta dinámica interfase gas-líquido-sólido han logrado evolucionar y convivir millones de formas vivientes que se entrelazan mutuamente.

Figura 1.1. Un ecosistema natural tropical del cual derivan dos opciones de agroecosistemas, una granja diversa con plátano, yuca, maíz y fríjol, arracacha, piña y café (entre otros) (lado derecho) que presenta heterogeneidad horizontal y vertical de la vegetación o un monocultivo de soya (lado izquierdo) (arte IPA).

Continuando con nuestro imaginario, por un momento situemos el escenario cuando ha transcurrido 99, 83% del tiempo desde que se originó la vida hasta la actualidad, es decir, aproximadamente entre seis y cuatro millones de años (Vekua et al. 2002; White et al. 2009). En este momento se originó la primera línea que dio lugar a los homínidos. Remontémonos entonces a un punto en el tiempo, unos tres millones doscientos mil años. Se observan primates en posición erguida, interactuando como una población más de organismos naturales y sobreviviendo integrados a los ecosistemas africanos. Existen evidencias de que estos australopitecinos, que son los primeros homínidos (familia Hominidae: subfamilia Homininae) presentaban bipedalismo y prosperaron en las sabanas del occidente africano. La famosa Lucy (Australophithecus affarensis) (Johanson y White 1980) y su familia deambulaban en Kenia. Estos homínidos desplegaban emociones, capacidad de previsión, de experimentación y, ciertamente, organización social (Massey 2002) así fuera rudimentaria. Nuestros ancestros australopitecinos usaban herramientas que adaptaban para acciones de forrajeo, como palillos para sacar termitas de los nidos u hojas como cucharas para beber agua (Massey 2002). Hace unos dos y medio millones de años, probablemente a partir de alguna línea de australopitecinos, apareció el género Homo y prosperó fabricando herramientas.

En el intervalo entre unos dos millones y uno y medio millones de años AP (antes del presente), existieron seis especies de homínidos enÁfrica, entre ellos Australopithecus robustus, H. habilis y H. erectus (Vrba et al. 1995; Vekua et al. 2002). Se hipotetiza que esta proliferación de especies de homínidos se originó previamente por fenómenos de vicarianza y especiación alopátrica (poblaciones que resultan aisladas por diferentes fenómenos) debido al posible levantamiento topográfico del África oriental. Ocurrieron, pues, fenómenos de especiación en ese tiempo en bóvidos y homínidos hace más de dos y medio millones de años (Vrba et al. 1995). De este modo, aunque debatido, se piensa que en el Plioceno tardío pudo ocurrir una serie de cambios en el clima y que esto coincidió con la diversificación de homínidos con cierta diversidad adaptativa. Posterior a fenómenos de especiación se pueden dar fenómenos de extinción, con presiones selectivas que pudieron ser el cuello de botella para el surgimiento de este ser tan particular, el humano.

Con un poco de imaginación y pruebas científicas se puede deducir cómo vivían nuestros ancestros durante milenios a cientos de miles de años, cómo transcurrían sus vidas, qué sentimientos los inspiraban, sus temores y motivaciones, pero en especial, para el punto que estamos discutiendo, cuáles eran sus condiciones de sobrevivencia. Sobrevivir no solo implica la búsqueda del alimento, sino de refugio, de protección y apoyo social para compensar la alta dosis de iniciativa y de riesgo que estos seres enfrentaban. En ese escenario nos imaginamos una especie más de homínido relativamente cerca en espacio y tiempo de otras especies de homínidos también pre-adaptadas, cada una con diferentes cualidades y habilidades. Es entonces cuando asistimos a un fuerte cambio climático, posiblemente más fuerte que aquellos enfrentados anteriormente. La dentadura, que se puede conservar muy bien en el registro fósil, es un testigo del tipo de dieta y puede reflejar cambios en la disponibilidad de alimentos (Vrba et al. 1995). En África oriental ocurrieron fenómenos asociados a variaciones en el clima, entre ellos una extensa sequía. Con el retroceso de los bosques, esta sequía pudo haber conducido a algunos de estos primates hacia cambios de dietas; posteriormente, mediante una serie de fenómenos evolutivos complejos se originaron los seres humanos (Pilbeam 1972). Hacia el final del Pleistoceno surge el género Homo cuya antigüedad se calcula puede remontarse a unos 200.000 años del momento actual en 2015 (Vrba et al. 1995).

En el período Paleolítico inferior, hace dos y medio a un millón de años, y unas 50.000 generaciones atrás tenemos en escena al Homo habilis como cazador-recolector con herramientas de piedra, con una capacidad craneana un poco mayor de medio litro. El Homo erectus, hace un millón y medio de años, en el Paleolítico, también era cazador-recolector. Se destaca por su capacidad craneana entre 1,1 y 1,4 litros, cercana a la de H. sapiens. Quizás H. erectus sufrió presiones selectivas que favorecieron el desarrollo de cualidades comunicativas, de “inteligencia social” para cohesión social. Este extraordinario homínido controlaba el fuego, mantenía campamentos según las estaciones y su dieta incorporó más carne. Además el dimorfismo sexual (diferencia macho/hembra) en tamaño se redujo de 60% en Australopithecus africanus, a 15% en H. erectus. Se plantea que H. erectus tenía una cultura “mimética”, significando que, aunque con gran habilidad, dependía de una comunicación “gestual” basada en posiciones, expresiones e imitaciones (Massey 2002).

El H. sapiens evoluciona con un gran volumen craneal de 1,45 litros y así se ha mantenido hasta la actualidad, desde que era cazador-recolector en el Neolítico hace cincuenta mil años y por más de dos mil generaciones (Massey 2002) (Figura 1.2). Con la aparición del lenguaje el humano desarrolla la inteligencia social, el simbolismo, los modelos de cómo funciona la naturaleza y la capacidad inventiva. También con la aparición del lenguaje desarrolla una nueva clase de cultura mítica “con metáforas simbólicas para explicar la operación del universo” (Massey 2002 pág. 9). Solo desde hace 10.000 años el H. sapiens pasa a ser agrario, con una cultura que siguió siendo de tipo mítico (como en el Neolítico), por quinientas generaciones y posteriormente, con la revolución industrial, pasó a ser manufacturero por nueve generaciones (con el uso de aleaciones) para terminar basando su civilización en el conocimiento, el surgimiento de grandes metrópolis y un tipo de sociedad teórica con manejo de polímeros y silicona.

La aparición de una serie de rasgos morfológicos y fisiológicos en ese homínido del Neolítico coincidió con la aparición del lenguaje articulado. Ese lenguaje proveyó una ventaja inusitada sobre sus predecesores. El uso de sonidos permite la abstracción de conceptos y acelera el desarrollo social, porque un emisor puede alcanzar muchos receptores a través de sonidos con sentido, permite explicarse, planear, predecir, analizar y conformar relaciones sentimentales, todo lo cual generó condiciones para la convivencia de grupos más grandes (más de 100 individuos). Al utilizar el sonido como forma de comunicación se abrieron posibilidades de conceptualización y racionalización, pero sobretodo, de desarrollar lo que se ha llamado la inteligencia social, presupuesto y base de la inteligencia racional (Massey 2002). Para comprender el alcance del impacto humano en la biosfera y sus posibles desenlaces, es necesario admitir que somos seres racionales pero también sensibles, cargados de inteligencia emocional. Debemos admitir que nuestra problemática de sobrevivencia y ambiental no se resuelve solo racionalizando sino también trabajando los efectos sinérgicos de las dimensiones psico-sociales.

LA VIDA Y PROPIEDADES EMERGENTES EN ECOSISTEMAS Y AGROECOSISTEMAS

La vida se desarrolla y evoluciona a través de tres ejes, a saber, homeostasis, información y cambio. Homeostasis en la cual se observa un equilibrio dinámico que mantiene condiciones internas a pesar de cambios externos dentro de ciertos umbrales; la información, genética y extra-genética (ambiente), parte constitutiva de todo ser vital, información que fluye horizontal y verticalmente a través de todos los sistemas vivos; y finalmente el cambio. El cambio es inexorable al cosmos y, consecuentemente, a la vida en cualquiera de sus estados de integración, pero siempre resultando en la adaptación y el fenómeno evolutivo. Del mismo modo, los agroecosistemas presentan homeostasis por medio de mecanismos internos, pero también por medio del control humano. Los agroecosistemas también presentan información, que se manifiesta a través de todo el sistema dinámico, la diversidad asociada a los cultivos. Particularmente, a diferencia de los ecosistemas naturales, una propiedad emergente es la información que poseen los organismos domesticados a través de la evolución dirigida por el ser humano a través de milenios (selección artificial), e información que se ha ido acumulando a través de generaciones de culturas humanas interactuando con los seres domesticados. La información también trasciende el agroecosistema y se extiende a la información conceptual, social, económica, política y hasta espiritual. Finalmente, el eje del cambio en los agroecosistemas es profundo y dinámico, está sujeto a las condiciones socio-geográficas, a la información genética y extra-genética que poseen los actores biológicos, la cultura humana y también a las dinámicas climáticas.

Al igual que los ecosistemas naturales, los agroecosistemas presentan propiedades emergentes en cada estado de integración que no se explican tan solo por la suma de sus componentes individuales. Por ejemplo, los individuos de una especie que interactúan en el espacio-tiempo forman poblaciones con propiedades emergentes, reproducción y entrecruzamiento de material genético, competencia intraespecífica, cooperación, y propiedades demográficas, entre otros. A su vez, las poblaciones se organizan en comunidades interactuantes, con propiedades que no tenían en el estado de integración anterior, como por ejemplo la diversidad, la equitabilidad, también la competencia interespecífica, las cadenas y redes tróficas, entre otros. Más adelante estas comunidades son actores y están embebidas en una nueva dimensión, marcada por los ciclos biogeoquímicos, los flujos de materia y energía y todo un complejo sistema dinámico en evolución que determina el ecosistema.

Al igual que los estados de integración de la vida acabados de mencionar, los agroecosistemas poseen propiedades emergentes, por lo cual el cultivo no es lo único que existe en el área agrícola, ni es simplemente la suma de las plantas sembradas. Es un sistema dinámico, sujeto al manejo del ser humano, y en cuanto deja de ser controlado retoma las propiedades emergentes y características de los ecosistemas naturales.

PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS AGROECOSISTEMAS

Conway (1987) propuso cuatro propiedades fundamentales para los agroecosistemas que, de cierto modo, los definen y resumen su propósito a corto y largo plazo: (1) productividad, (2) sustentabilidad/resiliencia, (3) estabilidad y (4) equidad. Los ecosistemas naturales comparten también estas propiedades, y, aunque Conway (1987) excluye la equidad como propiedad en los ecosistemas naturales, se podría interpretar que ésta es un indicativo de salud de los ecosistemas naturales si tenemos en cuenta que la equitabilidad es una propiedad inherente a la diversidad biológica y que los procesos biológicos requieren de una serie de grupos funcionales en proporciones adecuadas para que se puedan articular.

A continuación se comentan las cuatro propiedades de los agroecosistemas y de los ecosistemas naturales (modificado de Conway 1987):

1. Productividad: se define en términos de cuánto se invierte, en energía-insumos y cuánto produce el sistema, en términos de biomasa o inclusive de valor social (también ganancia por hectárea). Aunque la productividad se suele medir en términos de la biomasa consumible, o se puede calcular como el valor nutritivo de dicha biomasa, la productividad también puede incluir criterios como la cantidad de empleos generados, el desarrollo de lazos y conexiones sociales (capital social), y los servicios ecosistémicos en la productividad, en este caso, cuando se le asigna un valor económico al servicio ecosistémico, se convierte en “servicio ambiental”. La productividad podría también considerar el aumento del valor estético, espiritual y ambiental, aunque es difícil de cuantificar. Se debe también tener en cuenta que las diferentes combinaciones de invertido-vs-producido pueden dar lugar a conceptos como eficiencia.

2. Sustentabilidad: el agroecosistema sustentable persiste y continúa produciendo sin disminuir su tasa a pesar del uso humano, pero también la sustentabilidad determina la durabilidad o persistencia del agroecosistema sano y productivo. Robertson y Harwood (2001) definen la agricultura sustentable como aquella que produce fibra y alimento de manera ambientalmente sana, que es, además, económica y socialmente viable, y aceptable por largos períodos de tiempo.

Los costos para mantener la sustentabilidad deben ser viables tanto ambiental, social y económicamente (Robertson y Harwood 2001) pues históricamente es el ambiente el que ha absorbido las externalidades del modelo actual de producción en monocultivo. Si bien la producción de alimentos se ha duplicado, los costos de esta mayor producción han llevado a la degradación del suelo, el agua, el aire y la biodiversidad. Dado que cualquier actividad productiva por parte del ser humano implica perturbación, el agroecosistema sustentable continuará siendo productivo y estable a pesar de estar intervenido por los seres humanos. El término sustentabilidad se puede confundir o usar indiscriminadamente para la propiedad conocida como elasticidad o “resiliencia” que es cuando el sistema, después de una perturbación, regresa al equilibrio dinámico previo.

No es el objeto aquí desarrollar cada una de las mediciones de la sustentabilidad. En la literatura se mencionan la inercia (resistencia), la elasticidad, la amplitud, la histéresis, y la maleabilidad. Estos fueron propuestos inicialmente por Orians (1975) y Westman (1978). Las anteriores medidas son conceptos heredados de la física y las ingenierías, y se preguntan si una cantidad (la productividad del agroecosistema) es mayor que otra, aunque también si la cantidad fluctúa, y si lo hace, la amplitud y período de fluctuación (Holling 1973). Barbier (1993) relacionó las medidas de la sustentabilidad de los agroecosistemas con base en la tendencia en la productividad (basado en Orians–op. cit. y Westman op. cit.) de la siguiente manera (definición y cómo se mide): la inercia, qué tanto se resiste a cambiar la tendencia que se llevaba en la productividad y se mide según el nivel de estrés que el agroecosistema puede resistir sin que se afecte la línea de tendencia en la producción. La elasticidad: qué tan rápido se recupera la tendencia que se llevaba en la producción después que ocurre una perturbación y se mide el tiempo que toma para que la línea de tendencia se recupere. La amplitud es la zona desde donde ocurre la recuperación luego de la perturbación y se mide como la máxima cantidad de perturbación en que la recuperación es todavía posible. La histéresis es el grado en que el camino hacia la recuperación es exactamente el reverso del camino de la perturbación y se mide como la diferencia entre los caminos de recuperación y de perturbación. Finalmente, la maleabilidad es el grado de diferencia entre el estado del sistema después y antes de la perturbación y se mide como la diferencia de las productividades medias (“después” menos “antes”).

3. Resiliencia y estabilidad: en un agroecosistema estable la producción permanece relativamente constante a lo largo del tiempo y de las cosechas. La estabilidad tiene que ver con las perturbaciones que enfrenta un sistema y por eso se debe analizar frente a dichas perturbaciones; si el sistema no solo las resiste, sino que regresa a su estado anterior entonces se habla de elasticidad o resiliencia, especialmente si sigue produciendo no menos que un umbral (definido para cada situación particular). Como se mencionó “resiliencia”, cuando el sistema, después de una perturbación, regresa al equilibrio dinámico previo. En ese sentido Conway (1987) considera que las fuerzas perturbadoras pueden ser predecibles, como por ejemplo, efectos acumulativos de tóxicos en el suelo, salinidad, erosión, inclusive precio de los productos en el mercado. Otras perturbaciones pueden ser abruptas o de difícil predicción como inundaciones, incendios, sequías, entre otros.

El concepto de estabilidad está ligado al de elasticidad o resiliencia (Holling 1973), pues la resiliencia puede dinamizar la estabilidad ya sea a través de la resistencia (capacidad de resistir las perturbaciones dentro de ciertos umbrales) o de la capacidad a reponerse después de una perturbación. Sin embargo, no necesariamente los sistemas estables son resilientes, un sistema con cierta inestabilidad podría incluso ayudar a incrementar resiliencia. En todo caso, como se anotó, para discutir la estabilidad debemos considerar las perturbaciones al igual que la resiliencia. No existe en el universo nada parecido a la quietud, a la eternidad, a lo inmutable. Los fenómenos son inherentes a la materia, a la existencia espacio-temporal de nuestro universo. Siempre ocurre algo mientras se existe (o la no existencia implica no ocurrencia). En los ecosistemas, las perturbaciones suelen remover grandes cantidades de biomasa, aunque no es necesariamente una verdad universal. Sin embargo, los sistemas pueden enfrentar perturbaciones que varían a través de escalas espacio-temporales.

Las perturbaciones pueden concebirse en cuatro aspectos:

• Cantidad (frecuencia)

• Calidad (penetrancia)

• Dimensión espacial

• Dimensión temporal

A estas las llamaremos cantidad de perturbación, calidad de perturbación, alcance espacial de la perturbación y frecuencia de la perturbación. La magnitud de la energía involucrada en un evento de perturbación es muy importante para definir estabilidad, pero también la frecuencia con que se da (eventual, frecuente), el alcance espacial (local, regional, paisajístico, nacional, internacional, global) y la penetrancia (inocuo, penetrante). Este último aspecto es necesario tenerlo en cuenta y se refiere a la calidad de la perturbación, dado que en ocasiones una sola perturbación, como un tóxico peligroso o un elemento radiactivo, puede dejar secuelas permanentes e inhabilitar completamente todo un agroecosistema. En este sentido las dinámicas de estabilidad determinan a largo plazo sustentabilidad y resiliencia del agroecosistema, que necesariamente enfrenta perturbaciones pequeñas dentro de sus límites normales (Conway 1987).

4. Equidad: la equidad o equitabilidad describe cómo se distribuyen las abundancias en determinadas categorías. Por ejemplo, en una comunidad diversa, si la abundancia de individuos de cada especie es la misma, es más diversa que una comunidad en donde la distribución de abundancias es muy desigual, i. e., unas pocas especies muy abundantes y muchas especies escasas. De este modo, el concepto se aplica también a los agroecosistemas. Por ejemplo, se puede aplicar a la distribución de abundancias de las agro-especies en un agrocosistema, o de las especies silvestres que viven en ellos. También el concepto se puede aplicar en el sentido de cómo se distribuye el bien social que el agroecosistema generó entre los seres humanos. Los beneficiarios humanos son todos aquellos que estén relacionados con dicho agroecosistema, sean locales, regionales, nacionales o internacionales.

SIMILITUDES ENTRE AGROECOSISTEMAS Y ECOSISTEMAS NATURALES

Los ecosistemas naturales y los agroecosistemas tienen atributos similares, por el hecho de que los últimos se originan de los primeros. Analizar las similitudes y diferencias entre estos dos sistemas tiene implicaciones profundas, porque el acercamiento hacia el manejo de los sistemas productivos en el campo depende del concepto y el entendimiento de dichos sistemas productivos. La agricultura impuesta predominante en el mundo actual presenta una visión de fábrica o industrial de los agroecosistemas. Las sociedades industrializadas (y aquellas en vías de industrialización), en general, han trasladado al campo la visión mecanicista que se aplica en las industrias y han ignorado la verdadera naturaleza de los agroecosistemas, por lo cual el empobrecimiento biológico y cultural de los campos es un fenómeno cada vez más profundo y generalizado (Vandermeer 2011). La Tabla 1.1 resume, comparativamente, los atributos destacados para avanzar en el entendimiento de ambos sistemas. En primer lugar, la vida es un fenómeno independiente de un plan humano. El escenario donde ella evoluciona es el ecosistema natural y los ecosistemas a su vez moldean y son moldeados por el ambiente terrestre, por su historia e inclusive por sus relaciones astronómicas. En cambio, los agroecosistemas solo existen con la presencia de sociedades humanas más o menos desarrolladas por encima de un umbral y dependen del imaginario de esos seres humanos, que son quienes los conciben, definen sus objetivos y funcionamiento por medio de su trabajo (sea biológico, cultural o industrial).

Tabla 1.1 Esquema comparativo entre ecosistemas y agroecosistemas

A

TRIBUTO

E

COSISTEMAS

A

GROECOSISTEMAS

Razón de ser

No tienen objetivo. “persistir” o “existir” es una fuerza inherente a la vida.

Producir bienestar humano y animal, contribuir al “fitness” de

Homo sapiens

. Aumento de valor social.

Homeostasis

Sistemas con autorregulación (control interno), circulación de información-comunicación y mecanismos de retroalimentación evolucionando autónomamente. En su conjunto, los ecosistemas afectan el planeta y viceversa, por lo cual toda la porción donde habitan seres vivos en la Tierra ha sido denominada biosfera.

Sistemas cibernéticos con un control externo a partir de un plan, con redes de información-comunicación y control con retroalimentación. La regulación y control no se dan automáticamente ni son inherentes a los agroecosistemas, dependen de fuerzas de control externa (

i. e.

plan de la mente humana) y en cuanto el plan e intervención humanos desaparecen, pasan a transformarse de nuevo en ecosistemas naturales.

Flujos de materia

Sistemas abiertos con flujo de materia a través de cadenas, redes tróficas y ciclos biogeoquímicos autorregulados a corto, mediano y largo plazo, de modo que la vida como un todo es autosustentable.

Sistemas abiertos con flujo de materia a lo largo de cadenas, redes tróficas y ciclos biogeoquímicos. La regulación está mediada por el plan y la acción humana, que a su vez depende de la conceptualización y el conocimiento (práctico y teórico).

Flujo de energía

Dependen del suministro constante de energía (sea química, lumínica) de fuentes provenientes de sistemas externos a los ecosistemas; la energía ingresa, se transforma y fluye de acuerdo a leyes termodinámicas; formas de energía se desprenden constantemente fuera del ecosistema.

Dependen del suministro constante de energía, no solo las mismas que surten los ecosistemas naturales, sino también energía proveniente del plan humano y de su acción (sea energía cultural biológica o energía cultural industrial) de fuentes provenientes de sistemas externos a los agroecosistemas; la energía ingresa, se transforma y fluye de acuerdo a leyes termodinámicas; formas de energía se desprenden constantemente fuera del agroecosistema.

Funcionalidad/actores

Complementariedad funcional entre todos los actores biológicos, inter-relación adaptada a lo largo de procesos evolutivos según incontables presiones selectivas y cambios ambientales.

Funcionalidad del sistema dependiendo del plan humano, su cultura, su economía y la disposición de control del sistema. Funcionalidad que depende de las diversidades (planeada y asociada) y de fenómenos ambientales estocásticos o no.

Cómo se desarrolla la complejidad

Complejidad a través de relaciones ecológicas y evolutivas

Aunque simplificados por el ser humano, la complejidad de los agroecosistemas surge desde la interacción entre factores socioeconómicos y los ecológicos.

Sarandón y Flores (2014) valoraron algunos atributos de los ecosistemas naturales y agroecosistemas teniendo en cuenta el objetivo, responsable, fuente de energía, diversidad genética, diversidad específica, fuerza de selección, asignación de recursos, biomasa, productividad, ciclo de nutrientes, aprovechamiento de recursos, continuidad espacio-temporal, sincronización entre plantas y microorganismos, lixiviación de nutrientes, erosión, estabilidad y resiliencia. Esto muestra cómo desde muchas aproximaciones se pueden comparar estos dos sistemas biológicos donde uno es natural y el otro obedece a un plan y, por tanto, está inexorablemente ligado a cierta artificialidad. Sin embargo, es difícil encajonar todos los agroecosistemas en una valoración de baja diversidad o baja resiliencia, por nombrar dos ejemplos, pues precisamente la inmensa gama de posibilidades hace que la diversidad de agroecosistemas sea también virtualmente infinita.

PRINCIPIOS RELACIONADOS CON LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS AGROECOSISTEMAS

Dado que los agroecosistemas se originaron en ecosistemas naturales, comparten atributos básicos que relacionan su estructura y función. Al igual que los ecosistema naturales, los elementos que componen los agroecosistemas operan a diferentes escalas espaciales y temporales (Wezel et al. 2015) (Figura 1.2).

Figura 1.2. Relaciones del sistema agrícola y sus componentes con otros sistemas y paisajes. El flujo de materia y energía se representa con flechas, algunos ingresando al sistema y otros saliendo en forma de producción. Los sistemas agroecológicos están anidados dentro de la región y el paisaje. Los insumos pueden provenir o no de la región o del país o fuera de él. La producción puede o no salir de la región (inspirado en Altieri 1995, arte VPA).

Se han formulado once principios ecológicos para erigir la agroecología en una ciencia basada en la ecología de los agroecosistemas; estos principios fueron resumidos o propuestos por Altieri (1995), Gliessman (2002) y Martin y Sauerborn (2013).

1. La unidad básica que estudia la Agroecología es el agroecosistema. El agroecosistema es la unidad ecológica, social, y productiva. Este contiene componentes bióticos y abióticos que son interdependientes e interaccionan, y a través de ellos fluyen la energía y se reciclan los nutrientes.

2.Los procesos biológicos en los agroecosistemas son los mismos que sustentan la vida. La razón de ser de los agroecosistemas se cumple en la medida que funcionen como un ecosistema controlado por el ser humano. Para que funcionen, deben incorporar fenómenos relacionados con el flujo de energía y con el reciclaje de materiales a través de los componentes del ecosistema, es decir, los elementos que conforman la estructura del agroecosistema funcionan naturalmente pero se controlan a través del manejo de insumos por parte del ser humano. Como en todo ecosistema natural, la energía básica para la producción de los agroecosistemas proviene del sol, de modo que los productores sintetizan las moléculas orgánicas (glucosa) por fotosíntesis y esta energía se transfiere por medio de la red alimenticia y se disipa por respiración. El ser humano es uno de los mayores captadores de la producción. El reciclaje biológico se refiere a la circulación continua y cíclica de elementos de una forma inorgánica (geo) a orgánica (bio).

3.La producción de los agroecosistemas depende de la energía fijada por los productores primarios y fluye como en los ecosistemas naturales. La cantidad total de energía que fluye a través de los agroecosistemas depende de la cantidad de energía fijada por los productores (plantas) y los insumos. La energía se transfiere de un nivel trófico a otro y una porción considerable se pierde en esta transferencia. Por tanto, la productividad de los agroecosistemas no es infinita y está limitada por relaciones termodinámicas, por el número y biomasa de organismos que pueden existir en cada nivel trófico de acuerdo con cada ambiente.

4.Al igual que en los ecosistemas naturales, en los agroecosistemas la biomasa es la unidad de medida de la materia viva. La biomasa expresa cuánto pesan y cuántos son los organismos que componen cada compartimiento de los agroecosistemas. Tanto en agroecosistemas como en ecosistemas naturales se puede estudiar la cantidad, distribución y composición de la biomasa. Los parámetros de poblaciones y comunidades estudiados en los ecosistemas naturales se aplican a los agroecosistemas, de modo que la biomasa varía con el tipo de organismo, con su ambiente físico, con el estado de desarrollo de sus poblaciones (demografía), también con el tipo de ecosistema y con actividades humanas. Igual que en los ecosistemas naturales, los agroecosistemas (sobre todo aquellos sustentables) deberán exhibir una gran proporción de la biomasa en forma de materia orgánica muerta o MOM (o DOM por sus siglas en inglés), compuesta en su mayoría por material vegetal en descomposición inseparablemente entremezclado con una compleja matriz de descomponedores.

5.Al igual que en los ecosistemas naturales, la sucesión ecológica es un fenómeno universal en los agroecosistemas. La trayectoria de los agroecosistemas es hacia la maduración, es decir, hacia la complejidad ecológica biótica y abiótica. La agricultura de monocultivos tiende a homogenizar y mantener los agroecosistemas en su estado más simple, a través de alta cantidad de insumos químicos y energéticos derivados del petróleo. A medida que la agricultura industrializada inhibe estos procesos de sucesión, va degradando la capacidad de recuperación de los agroecosistemas, especialmente si el fenómeno de degradación va subiendo en escala de local a regional, de paisaje y continental.

6.Los cultivos constituyen la unidad funcional más importante del agroecosistema. El cultivo ocupa un nicho en el sistema y juega un papel particular en el flujo de energía y el reciclaje de nutrientes, aunque la biodiversidad asociada juega papeles claves funcionales.

7.El concepto de nicho se aplica tanto a los agroecosistemas como a los ecosistemas naturales. Como en las comunidades naturales, el nicho ecológico es multidimensional y se tiende a disminuir la superposición completa de nichos entre los componentes biológicos. La productividad se ve especialmente afectada si existe superposición de nichos e interacción agronómica simultánea de las plantas. Por tanto se postula que un nicho dentro de un agroecosistema dado no puede estar ocupado simultáneamente e indefinidamente por una población de más de una especie que se auto-mantenga.

8.Las reglas de crecimiento poblacional de las poblaciones naturales se cumple también para los agroecosistemas. El crecimiento poblacional descrito por las ecuaciones Lotka-Volterra ocurre de forma similar en los agroecosistemas, y cuando una población alcanza un umbral impuesto por factores dependientes de densidad (e. g. K) su tasa de crecimiento disminuye y el número de individuos debe estabilizarse. El crecimiento también puede disminuir por factores controladores como enfermedad, competencia, depredación, baja reproducción.

9.Los factores que controlan las poblaciones naturales también controlan las poblaciones de los agroecosistemas. Los agroecosistemas están expuestos a catástrofes naturales o inducidas, cambios climáticos y fluctuaciones propias del ambiente (explotación, perturbación, competencia) que determinarán la supervivencia y persistencia de las poblaciones de los cultivos.

10. Las reglas de ensamblaje de comunidades que se aplican a los ecosistemas naturales pueden aplicarse a los agroecosistemas. El ambiente físico está determinando la composición y diversidad potencial que puede albergar un agroecosistema en particular. Las tendencias macroecológicas también aplican, siendo los agroecosistemas tropicales más diversos que los agroecosistemas de las zonas templadas, y siendo más diversos los agroecosistemas estructuralmente más complejos (e. g. aquellos con árboles, arbustos y arvenses). Un sistema agroforestal tendrá más especies asociadas que un sistema de pasto abierto. Aunque sujeto a debate entre macroecólogos, se hipotetiza que un ambiente benigno y predecible tiene más especies que un ambiente más impredecible.

11. Las dinámicas de metapoblaciones se aplican a los agroecosistemas al igual que los ecosistemas naturales. La teoría de metapoblaciones por Levins (1969) fue erigida con base en agroecosistemas e insectos. La dinámica de biogeografía de islas también opera en ambos sistemas. Si hay cultivos dispuestos en forma que se asemeje a situaciones de islas, las tasas de inmigración tienden a balancear las tasas de extinción (MacArthur y Wilson 1967) siendo importante la calidad que ofrece el hábitat cultivado (Mendenhall et al. 2014). Entre más cerca esté el cultivo a una fuente de población (e. g. una plaga), más alta es la tasa de inmigración por unidad de tiempo. Entre más grande sea la “isla de cultivo”, más grande la capacidad de carga de cada especie.

En el presente libro se propone un nuevo principio:

12. El imaginario humano a través de su entorno socio-económico moldea los agro-ecosistemas (Figura 1.3). Los agroecosistemas reflejan el imaginario humano, es decir, lo que se considera correcto y aceptable. Aquel concepto que predomine en una determinada sociedad, en conjunto con la capacidad de manejo energético y las preferencias sociales, marcará por tanto los paisajes rurales del globo. De este modo, los agroecosistemas reflejan nuestros conceptos de producción, de felicidad, de conservación y sustentabilidad. La valoración social de los beneficios que proveen los agroecosistemas es de enorme importancia para el plan que ellos reflejan, el plan humano. A pesar de que son fuerzas naturales las que mueven los agroecosistemas, el ser humano y su capacidad de transformación dejan una huella visible en los paisajes en todo el planeta.

Figura 1.3. El imaginario humano se refleja en los proyectos de producción de alimentos que se implementan. A su vez, los paisajes antropogénicos reflejan el imaginario humano (interpretación libre artística IPA).

CLASIFICACIÓN DE LOS AGROECOSISTEMAS

En los países, cada región tiene un conjunto único de agroecosistemas, resultado de la interacción del clima, suelo, relaciones económicas, estructura social e historia. En todo caso, un conjunto importante de factores interactuantes determinan cómo se estructuran y cuál es el potencial de producción-conservación de los agroecosistemas (Altieri 1995; Gliessman 2015). Estos factores son:

1. Físicoquímicos: todos aquellos determinados por fuerzas físicas y químicas: radiación, temperatura, lluvia, suministro de agua (estrés por humedad), condiciones de suelo, inclinación, disponibilidad de tierra, iones, contaminantes, entre otros.

2. Biológicos: aquellos determinados por fuerzas y procesos biológicos. Se citan los insectos herbívoros (plagas), sus enemigos naturales, comunidad de arvenses, (plantas asociadas o malezas), enfermedades vegetales y animales, biota del suelo, vegetación natural asociada, eficiencia fotosintética, rotación de los cultivos, patrones espaciales de los cultivo, entre otros.

3. Socioeconómicos: las fuerzas antropogénicas determinan estos factores. En este caso se dan por ejemplo la densidad de la población humana, la organización social, la economía (precios, mercados, capital, disponibilidad de créditos), asistencia técnica, implementos de cultivo, grado de comercialización y disponibilidad de fuerza de trabajo humana.

4. Culturales: conocimiento tradicional, creencias, ideología, discriminación de género o racial, eventos históricos.

Por tanto se deduce que los sistemas agroecológicos son mucho más complejos de lo que se ha pensado cuando se los maneja con la mentalidad de fábrica. Estos no son sistemas mecánicos de fábrica, sino sistemas vivos, sometidos a las leyes naturales y ecológicas. Los serios errores que se han venido cometiendo deben ser reparados cambiando el paradigma y aprendiendo con los agricultores (comunidades, campesinos, indígenas y negritudes), respetando la cultura local y usando el método científico.

Un área con tipos similares de agroecosistemas se llama región agrícola. En 1936, Whittlesey usó cinco criterios para clasificar los agroecosistemas en una región:

(1) asociación de cultivos y ganado, (2) métodos para cultivar y obtener producción, (3) intensidad de mano de obra, capital y organización, (4) destino del producto (si se consume en la finca o se cambia por otros productos o se vende por dinero) y (5) el ensamblaje de estructuras para las operaciones de la finca. Según estos cinco criterios se reconocieron cinco sistemas agrícolas tropicales de acuerdo a Norman y coautores (1995), que fueron el sistema de: (1) cultivo en movimiento, (2) de cultivo semi-intensivos irrigados por lluvia, (3) de cultivos intensivos irrigados por lluvia, (4) de cultivos irrigados e inundables y (5) de cultivos mixtos anuales/perennes. A estos sistemas se podrían añadir otros dos: (6) los sistemas de pastoreo nomádico o no y (7) sistemas de labranza regulada, alternando pastura de corte y cultivo arable. El interés de nombrar estos sistemas agrícolas tropicales consiste en notar que en los sistemas tradicionales tropicales existe una tendencia a rotación (dejar descansar la tierra o rotar de cultivo) y que se aprovechan las épocas de lluvia mostrando un conocimiento de las dinámicas temporales y el manejo espacial de los suelos.

Dada la complejidad e inmensa variedad que existe en los trópicos, es difícil considerar sistemas muy diferenciados unos de otros, de manera que los límites se van desdibujando y la clasificación no es tan clara. Los sistemas pueden variar en el tiempo y en las diferentes regiones según si varían los precios de los insumos, productos, innovación tecnológica y el crecimiento poblacional, entre otros. Por ejemplo, en África (y América Latina), los cultivos cambiaron de ser muy dinámicos a permanentes a medida que fue aumentando la importancia de sembrar con el objetivo de vender. También decreció dicha dinámica a medida que la propiedad privada de la tierra se impuso y se concentró en pocas manos, a medida que las personas se concentraron cada vez más en las ciudades y se hicieron dependientes de un campo vacío de seres humanos pero lleno de máquinas y, finalmente, a medida que el sistema de comercio internacional se hizo cada vez más importante a costa de lo local.

CONCEPTOS ECOLÓGICOS Y AGROECOSISTEMAS EN EL PAISAJE

La ecología del paisaje y sus principios se aplican cada vez más a muchos asuntos de planificación agrícola debido a la relevancia del acercamiento regional y de paisaje para diseñar y mejorar los diseños de los agroecosistemas. Así, en el diseño de un agroecosistema es ideal tener en cuenta tanto los procesos ecológicos a escala local como a escala del paisaje para calcular la dispersión de las especies tanto domesticadas como silvestres. Con una coordinación adecuada y el diálogo entre biólogos de la conservación y agroecólogos se pueden lograr objetivos de preservación, prevención de extinciones y optimización del manejo agrícola (por ej. control de plagas).