Restauración de la biodiversidad y los servicios de los ecosistemas ribereños y otros humedales: meta-análisis global y evaluación de especies útiles en el trópico húmedo mexicano

Los ecosistemas ribereños albergan una importante biodiversidad y sus funciones ecológicas repercuten en la provisión de servicios ecosistémicos de gran importancia para la sociedad, como son el control de inundaciones y la depuración del agua. Las perturbaciones de origen antrópico frecuentemente exceden la resiliencia natural de estos ecosistemas y, en consecuencia, desencadenan procesos de degradación y pérdida de biodiversidad y servicios que requieren acciones de restauración. En el trópico húmedo de México los bosques ribereños son deforestados para el establecimiento de actividades ganaderas o agrícolas, dependiendo de su ubicación y el tipo de suelo. Esto tiene efectos negativos sobre los ecosistemas acuáticos asociados y la conectividad de los ecosistemas naturales en el paisaje. En esta región se encuentra la Selva Lacandona (Chiapas), uno de los remanentes de selva más importantes del país y de América septentrional debido a su alta biodiversidad y tamaño (unas 600.000 hectáreas). La Lacandona ocupaba originalmente 1,8 millones de hectáreas, pero en las últimas tres décadas su superficie se ha reducido a la tercera parte. Debido a esta deforestación, en México se decretaron siete áreas naturales protegidas en la región. La Reserva de la Biosfera Montes Azules, con 331.200 hectáreas, es la de mayor superficie y valor ecológico. Esta Reserva colinda con el municipio Marqués de Comillas, cuya selva -incluidos los bosques ribereños- ha sido particularmente deforestada en la última década. La restauración de estos bosques resulta clave para la recuperación local de los arroyos y la conectividad del paisaje, entre otros previsibles beneficios. Objetivo: La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo general evaluar los efectos de la restauración ecológica en la provisión de biodiversidad y servicios de ecosistemas ribereños y de otros humedales a escala global, así como la selección de especies y la evaluación de los factores limitantes para su uso en la revegetación de ecosistemas ribereños tropicales degradados. Desarrollo: En primer lugar, en el Capítulo 2, evaluamos los cambios en la biodiversidad y servicios ecosistémicos producidos por la restauración ecológica de ecosistemas ribereños y otros humedales mediante un meta-análisis de 70 estudios que abarcan distintas áreas del globo. En segundo lugar, en el Capítulo 3, desarrollamos un protocolo de selección de especies leñosas nativas útiles para la restauración activa de ecosistemas ribereños, utilizando un "Índice de Selección de Especies" (ISS) que integra cinco criterios independientes relacionados con información ecológica, social y técnica de las mismas. En tercer lugar, en el Capítulo 4, identificamos especies leñosas nativas de bosques ribereños que pueden ser restauradas de forma pasiva de aquellas que deben ser restauradas de forma activa, mediante siembra directa o trasplante. Para ello cuantificamos la dominancia de las especies arbóreas (estimada a partir del Índice de Valor de Importancia, IVI) y utilizamos correlaciones entre la abundancia y el tamaño para seleccionar las especies adecuadas para la restauración pasiva o activa. En cuarto lugar, en el Capítulo 5, evaluamos de manera experimental la supervivencia y el crecimiento durante dos años de siete especies arbóreas nativas trasplantadas a diez pastizales ribereños tropicales, en los que se aplicaron tratamientos de remoción de pastos y roturación del suelo. Asimismo, analizamos los efectos de la variación de la distancia vertical al nivel del agua, y los cambios en el microclima y la biomasa de la vegetación remanente después de la introducción de las plántulas. Finalmente, en el Capítulo 6, desarrollamos una propuesta metodológica preliminar para implementar acciones de restauración a escala municipal partiendo de un enfoque de manejo de cuencas, considerando que la restauración de los ecosistemas ribereños puede aumentar la conectividad del paisaje. Para desarrollar la propuesta se utilizaron sistemas de información geográfica. También estimamos los costes económicos de restaurar riberas en Marqués de Comillas y analizamos los aspectos legales que deberían considerarse para implementar y promover acciones de conservación y restauración de riberas en México. Conclusiones: La reintroducción de árboles nativos es una de las técnicas más utilizada en la restauración de ecosistemas ribereños, pero recomendamos que sea combinada con otras técnicas (tales como la siembra directa, la preparación del terreno, restauración pasiva, el uso de acolchados). El mayor desafío no está relacionado con los aspectos ecológicos y prácticos de la restauración, sino con la identificación de estrategias que permitan reducir los costes económicos, planear acciones a escala del paisaje o de cuenca y afrontar las cuestiones socio-políticas que limitan la restauración. Estos esfuerzos de restauración no serán exitosos si no son acompañados por un marco legal eficaz y eficiente. La incorporación de los ecosistemas ribereños como un componente específico del paisaje en programas de gestión del territorio en las políticas públicas es crucial para su conservación, manejo y restauración

Restauración de la biodiversidad y los servicios de los ecosistemas ribereños y otros humedales: meta-análisis global y evaluación de especies útiles en el trópico húmedo mexicano

Los ecosistemas ribereños albergan una importante biodiversidad y sus funciones ecológicas repercuten en la provisión de servicios ecosistémicos de gran importancia para la sociedad, como son el control de inundaciones y la depuración del agua. Las perturbaciones de origen antrópico frecuentemente exceden la resiliencia natural de estos ecosistemas y, en consecuencia, desencadenan procesos de degradación y pérdida de biodiversidad y servicios que requieren acciones de restauración. En el trópico húmedo de México los bosques ribereños son deforestados para el establecimiento de actividades ganaderas o agrícolas, dependiendo de su ubicación y el tipo de suelo. Esto tiene efectos negativos sobre los ecosistemas acuáticos asociados y la conectividad de los ecosistemas naturales en el paisaje. En esta región se encuentra la Selva Lacandona (Chiapas), uno de los remanentes de selva más importantes del país y de América septentrional debido a su alta biodiversidad y tamaño (unas 600.000 hectáreas). La Lacandona ocupaba originalmente 1,8 millones de hectáreas, pero en las últimas tres décadas su superficie se ha reducido a la tercera parte. Debido a esta deforestación, en México se decretaron siete áreas naturales protegidas en la región. La Reserva de la Biosfera Montes Azules, con 331.200 hectáreas, es la de mayor superficie y valor ecológico. Esta Reserva colinda con el municipio Marqués de Comillas, cuya selva -incluidos los bosques ribereños- ha sido particularmente deforestada en la última década. La restauración de estos bosques resulta clave para la recuperación local de los arroyos y la conectividad del paisaje, entre otros previsibles beneficios. Objetivo: La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo general evaluar los efectos de la restauración ecológica en la provisión de biodiversidad y servicios de ecosistemas ribereños y de otros humedales a escala global, así como la selección de especies y la evaluación de los factores limitantes para su uso en la revegetación de ecosistemas ribereños tropicales degradados. Desarrollo: En primer lugar, en el Capítulo 2, evaluamos los cambios en la biodiversidad y servicios ecosistémicos producidos por la restauración ecológica de ecosistemas ribereños y otros humedales mediante un meta-análisis de 70 estudios que abarcan distintas áreas del globo. En segundo lugar, en el Capítulo 3, desarrollamos un protocolo de selección de especies leñosas nativas útiles para la restauración activa de ecosistemas ribereños, utilizando un "Índice de Selección de Especies" (ISS) que integra cinco criterios independientes relacionados con información ecológica, social y técnica de las mismas. En tercer lugar, en el Capítulo 4, identificamos especies leñosas nativas de bosques ribereños que pueden ser restauradas de forma pasiva de aquellas que deben ser restauradas de forma activa, mediante siembra directa o trasplante. Para ello cuantificamos la dominancia de las especies arbóreas (estimada a partir del Índice de Valor de Importancia, IVI) y utilizamos correlaciones entre la abundancia y el tamaño para seleccionar las especies adecuadas para la restauración pasiva o activa. En cuarto lugar, en el Capítulo 5, evaluamos de manera experimental la supervivencia y el crecimiento durante dos años de siete especies arbóreas nativas trasplantadas a diez pastizales ribereños tropicales, en los que se aplicaron tratamientos de remoción de pastos y roturación del suelo. Asimismo, analizamos los efectos de la variación de la distancia vertical al nivel del agua, y los cambios en el microclima y la biomasa de la vegetación remanente después de la introducción de las plántulas. Finalmente, en el Capítulo 6, desarrollamos una propuesta metodológica preliminar para implementar acciones de restauración a escala municipal partiendo de un enfoque de manejo de cuencas, considerando que la restauración de los ecosistemas ribereños puede aumentar la conectividad del paisaje. Para desarrollar la propuesta se utilizaron sistemas de información geográfica. También estimamos los costes económicos de restaurar riberas en Marqués de Comillas y analizamos los aspectos legales que deberían considerarse para implementar y promover acciones de conservación y restauración de riberas en México. Conclusiones: La reintroducción de árboles nativos es una de las técnicas más utilizada en la restauración de ecosistemas ribereños, pero recomendamos que sea combinada con otras técnicas (tales como la siembra directa, la preparación del terreno, restauración pasiva, el uso de acolchados). El mayor desafío no está relacionado con los aspectos ecológicos y prácticos de la restauración, sino con la identificación de estrategias que permitan reducir los costes económicos, planear acciones a escala del paisaje o de cuenca y afrontar las cuestiones socio-políticas que limitan la restauración. Estos esfuerzos de restauración no serán exitosos si no son acompañados por un marco legal eficaz y eficiente. La incorporación de los ecosistemas ribereños como un componente específico del paisaje en programas de gestión del territorio en las políticas públicas es crucial para su conservación, manejo y restauración

Quantifying the impacts of ecological restoration on biodiversity and ecosystem services in agroecosystems: A global meta-analysis

Los apéndices, tablas y figuras que contiene el documento se localizan al final del mismo.Landscape transformation due to agriculture affects more than 40% of the planet’s land area and is the most important driver of losses of biodiversity and ecosystem services (ES) worldwide. Ecological restoration may significantly reduce these losses, but its effectiveness has not been systematically assessed in agroecosystems at the global level. We quantitatively meta-analyzed the results of 54 studies of how restoration actions reflecting the two contrasting strategies of land sparing and land sharing affect levels of biodiversity and ES in a wide variety of agroecosystems in 20 countries. Restoration increased overall biodiversity of all organism types by an average of 68%. It also increased the supply of many ES, in particular the levels of supporting ES by an average of 42% and levels of regulating ES by an average of 120% relative to levels in the pre-restoration agroecosystem. In fact, restored agroecosystems showed levels of biodiversity and supporting and regulating ES similar to those of reference ecosystems. Recovery levels did not correlate with the time since the last restoration action. Comparison of land sparing and land sharing as restoration strategies showed that while both were associated with similar biodiversity recovery, land sparing led to higher median ES response ratios. Passive and active restoration actions did not differ significantly in the levels of biodiversity or ES recovery. Biodiversity recovery positively correlated with ES recovery. We conclude that ecological restoration of agroecosystems is generally effective and can be recommended as a way to enhance biodiversity and supply of supporting and regulating ES in agricultural landscapes. Whether a land sharing or land sparing strategy is preferable remains an open question, and might be case dependent. Moreover, it is unclear whether crop production on restored land can meet future food production needs.Comunidad de MadridComisión Interministerial de Ciencia y Tecnología-CICY

Narratives Across Scales on Barriers and Strategies for Upscaling Forest Restoration: A Brazilian Case Study

Several countries worldwide have committed to forest and landscape restoration (FLR) through ambitious pledges in numbers of hectares to be restored. As the implementation of these commitments happens within countries, different actors from global to local scales must negotiate the “what, where and how” of specific forest restoration projects. We interviewed actors at national, state and local scales to gather their narratives regarding barriers and strategies for upscaling forest restoration and compared the narratives among them and with those that prevail in the global literature on FLR. We based the local scale in four Atlantic Forest landscapes. We classified the narratives gathered according to three discourses commonly used in environmental policy arenas: (1) ecological modernization, advocating market solutions; (2) green governmentality, with its emphasis on technocratic solutions; and (3) civic environmentalism promoting governance. Brazilian legislation with its mandate of forest restoration in private lands appeared as the main restoration driver in the interviews. However, when political will for enforcement weakens, other strategies are needed. An ecological modernization narrative, around increasing funding, incentives, market and investments, prevailed in the narratives on barriers and strategies for all actors from the global to the local scales. Similarities nevertheless diminished from the global to the local scale. The narratives of national actors resembled those found in the global literature, which emphasize strategies based on increased capacity building, within a green governmentality narrative, and governance arrangements, a civic environmentalist narrative. These narratives appeared less at state scales, and were almost absent at local scales where forest restoration was perceived mostly as a costly legal mandate. Similar narratives across all actors and scales indicate that a focus on improving the economics of restoration can aid in upscaling forest restoration in Brazilian Atlantic Forest landscapes. However, discrepant narratives also show that inclusive governance spaces where the negotiation of FLR interventions can take place is key to increase trust and aid implementatio

Lessons from four global meta-analysis on biodiversity and ecosystem services restoration

La restauración ecológica se utiliza a menudo para recuperar los niveles de biodiversidad y de servicios ecosistémicos (SE) en ecosistemas degradados. En general, los resultados de la restauración ecológica se pueden estimar como el progreso o la compleción de la recuperación de indicadores de la integridad ecológica en el estado restaurado respecto al estado degradado o de referencia, respectivamente. Presentamos una síntesis de estos resultados según cuatro meta-análisis globales independientes, obtenidos en una amplia gama de ecosistemas, con énfasis en humedales, agroecosistemas y bosques. La restauración ecológica aumentó la biodiversidad y los SE en 58 y 99%, respectivamente. Sin embargo, estos niveles fueron inferiores a los de los ecosistemas de referencia (-10 y -8%, respectivamente). La recuperación varió entre tipos de ecosistema. Los humedales restaurados tuvieron niveles más altos de biodiversidad y de SE (19 y 43%, respectivamente) en relación a los degradados, aunque los niveles de los SE fueron inferiores (-13%) a los de referencia. La restauración aumentó los niveles de biodiversidad, SE de soporte y SE de regulación de los agroecosistemas en 68, 42 y 120%, respectivamente, y los agroecosistemas restaurados tuvieron niveles de biodiversidad y de estos SE similares a los ecosistemas de referencia. En el caso de los bosques, la recuperación fue completa para todos los SE, mientras que la biodiversidad, aunque aumentó 106% después de la restauración, fue 21% inferior a los niveles de referencia. Existe un hueco en la literatura científica sobre la evaluación cuantitativa de los SE culturales en ecosistemas restaurados. La recuperación de la biodiversidad y de los SE se correlacionaron de forma positiva en las comparaciones de ecosistemas degradados y restaurados en todos los meta-análisis. Concluimos que la restauración ecológica aumenta de forma notable la biodiversidad y los SE, aunque no se alcanzan los niveles de los ecosistemas de referencia, y que la efectividad depende, en gran medida, del contexto.Ecological restoration is often carried out to recover biodiversity and ecosystem services (ES) of degraded ecosystems. In general, the outcomes of ecological restoration can be assessed as the recovery progress or the recovery completeness of indicators of ecological integrity in the restored state against the degraded or reference states, respectively. Here we present the results of four global meta-analyses previously published to assess these outcomes in a wide range of ecosystem types, wetlands, agroecosystems, and forests. For all ecosystem types, ecological restoration increased provision of biodiversity and ES by 58 and 59%, respectively; however, values of both remained lower in restored versus intact reference ecosystems (-10 and -8%, respectively). Levels of recovery varied among ecosystem types. Restored wetlands showed 19 and 43% higher levels of biodiversity and ES, respectively, than did degraded wetlands; however, their levels of ES were lower (-13%) than in reference wetlands. Restoration increased biodiversity and levels of supporting ES and regulating ES by an average of 68, 42, and 120%, respectively, relative to levels in the pre-restoration agroecosystem, and restored agroecosystems showed levels of biodiversity and these ES similar to those of reference ecosystems. Recovery was complete for all ES, whereas biodiversity, although it increased by 106% after restoration, was 21% lower than in reference forests. There is gap related to quantitative assessment of cultural ES provided by restored ecosystems in the scientific literature. Biodiversity and ES response ratios positively correlated in comparisons of restored and degraded ecosystems in all individual meta-analysis. We conclude that ecological restoration markedly enhances biodiversity and ES supply, but the attained levels are lower than those in the reference ecosystems and effectiveness is context dependent to a large extent

Restoration enhances wetland biodiversity and ecosystem service supply, but results are context-dependent: a meta-analysis

Wetlands are valuable ecosystems because they harbor a huge biodiversity and provide key services to societies. When natural or human factors degrade wetlands, ecological restoration is often carried out to recover biodiversity and ecosystem services (ES). Although such restorations are routinely performed, we lack systematic, evidence-based assessments of their effectiveness on the recovery of biodiversity and ES. Here we performed a meta-analysis of 70 experimental studies in order to assess the effectiveness of ecological restoration and identify what factors affect it. We compared selected ecosystem performance variables between degraded and restored wetlands and between restored and natural wetlands using response ratios and random-effects categorical modeling. We assessed how context factors such as ecosystem type, main agent of degradation, restoration action, experimental design, and restoration age influenced post-restoration biodiversity and ES. Biodiversity showed excellent recovery, though the precise recovery depended strongly on the type of organisms involved. Restored wetlands showed 36% higher levels of provisioning, regulating and supporting ES than did degraded wetlands. In fact, wetlands showed levels of provisioning and cultural ES similar to those of natural wetlands; however, their levels of supporting and regulating ES were, respectively, 16% and 22% lower than in natural wetlands. Recovery of biodiversity and of ES were positively correlated, indicating a win-win restoration outcome. The extent to which restoration increased biodiversity and ES in degraded wetlands depended primarily on the main agent of degradation, restoration actions, experimental design, and ecosystem type. In contrast, the choice of specific restoration actions alone explained most differences between restored and natural wetlands. These results highlight the importance of comprehensive, multi-factorial assessment to determine the ecological status of degraded, restored and natural wetlands and thereby evaluate the effectiveness of ecological restorations. Future research on wetland restoration should also seek to identify which restoration actions work best for specific habitats

Lecciones de cuatro meta-análisis globales sobre la restauración de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos

La restauración ecológica se utiliza a menudo para recuperar los niveles de biodiversidad y de servicios ecosistémicos (SE) en ecosistemas degradados. En general, los resultados de la restauración ecológica se pueden estimar como el progreso o la compleción de la recuperación de indicadores de la integridad ecológica en el estado restaurado respecto al estado degradado o de referencia, respectivamente. Presentamos una síntesis de estos resultados según cuatro meta-análisis globales independientes, obtenidos en una amplia gama de ecosistemas, con énfasis en humedales, agroecosistemas y bosques. La restauración ecológica aumentó la biodiversidad y los SE en 58 y 99%, respectivamente. Sin embargo, estos niveles fueron inferiores a los de los ecosistemas de referencia (-10 y -8%, respectivamente). La recuperación varió entre tipos de ecosistema. Los humedales restaurados tuvieron niveles más altos de biodiversidad y de SE (19 y 43%, respectivamente) en relación a los degradados, aunque los niveles de los SE fueron inferiores (-13%) a los de referencia. La restauración aumentó los niveles de biodiversidad, SE de soporte y SE de regulación de los agroecosistemas en 68, 42 y 120%, respectivamente, y los agroecosistemas restaurados tuvieron niveles de biodiversidad y de estos SE similares a los ecosistemas de referencia. En el caso de los bosques, la recuperación fue completa para todos los SE, mientras que la biodiversidad, aunque aumentó 106% después de la restauración, fue 21% inferior a los niveles de referencia. Existe un hueco en la literatura científica sobre la evaluación cuantitativa de los SE culturales en ecosistemas restaurados. La recuperación de la biodiversidad y de los SE se correlacionaron de forma positiva en las comparaciones de ecosistemas degradados y restaurados en todos los meta-análisis. Concluimos que la restauración ecológica aumenta de forma notable la biodiversidad y los SE, aunque no se alcanzan los niveles de los ecosistemas de referenciaComunidad de MadridFondo para la Investigación Científica y Tecnológica (Argentina

Effects of grass clearing and soil tilling on establishment of planted tree seedlings in tropical riparian pastures

Anthropogenic disturbances frequently exceed resilience of riparian forests. In small-scale restoration projects revegetation is a common technique, but its success depends on the plant species used and some environmental filters. We investigated whether grass competition and soil compaction together with seasonal drought and flooding limit the establishment of seven tree species experimentally planted in abandoned riparian pastures in Southern Mexico. We tested the effects of grass clearing and soil tilling and analyzed seasonal variation of vertical distance to water level, and changes in tree performance, microclimate, and vegetation biomass after planting. Seedling survival was low (19 ± 3 %), ranging between 3 (Brosimum alicastrum, Moraceae) and 38 % (Pachira aquatica, Bombacaceae). Survival was negatively correlated to vertical distance to water level, highlighting the importance of the short but severe dry season that may occur in the humid tropics, which reduced survival by >60 %. Flooding events also produced high seedling mortality (80 % after the two first events). Clearing but not tilling enhanced seedling survival. Clearing also significantly increased seedling growth of some species, suggesting competition release. Tilling did not have any consistent effect on growth, but it appears to counteract the positive effects of clearing. Both pre-existing and planted trees ameliorated microclimate to produce better conditions for establishment of new trees following natural regeneration. We conclude that clearing can enhance seedling establishment in riparian abandoned tropical pastures, but other revegetation treatments intended to reduce soil drying and uprooting by flooding during early establishment should be evaluated to improve the cost-benefit of restoring riparian forest.Ministerio de Ciencia y EducaciónComunidad de MadridUniversidad Nacional Autónoma de Méxic

Retroviral DNA—the silent winner: blood transfusion containing latent feline leukemia provirus causes infection and disease in naïve recipient cats

Additional File 7: Figure S5. Photo of a blood smear from cat R1 (group B) with lymphoblastic leukemia at the time of necropsy. Lymphoblast cells are marked with an arrow. a) The picture displays a large lymphoblast with moderate amounts of basophilic cytoplasm and a large, round nucleus with fine chromatin patterns and several large, indistinct nucleoli. There is also a medium-sized lymphocyte with moderate amounts of pale basophilic cytoplasm and a round nucleus with a coarse chromatin pattern. b) The picture shows a medium-sized to large lymphoblast with small amounts of basophilic cytoplasm and a large, round nucleus with a fine chromatin pattern and two prominent round nucleoli

Anthropogenic ecosystem disturbance and the recovery debt

Ecosystem recovery from anthropogenic disturbances, either without human intervention or assisted by ecological restoration, is increasingly occurring worldwide. As ecosystems progress through recovery, it is important to estimate any resulting deficit in biodiversity and functions. Here we use data from 3,035 sampling plots worldwide, to quantify the interim reduction of biodiversity and functions occurring during the recovery process (that is, the 'recovery debt'). Compared with reference levels, recovering ecosystems run annual deficits of 46-51% for organism abundance, 27-33% for species diversity, 32-42% for carbon cycling and 31-41% for nitrogen cycling. Our results are consistent across biomes but not across degrading factors. Our results suggest that recovering and restored ecosystems have less abundance, diversity and cycling of carbon and nitrogen than 'undisturbed' ecosystems, and that even if complete recovery is reached, an interim recovery debt will accumulate. Under such circumstances, increasing the quantity of less-functional ecosystems through ecological restoration and offsetting are inadequate alternatives to ecosystem protection