Nature protection across countries: Do size and power matter?

Protected areas are one of the most effective tools for nature conservation. Consequently, almost all countries have agreed to set increasingly demanding goals for the expansion of their protected area systems. However, there is a large disparity among countries, and research on the cultural drivers of differences remains quite unexplored. Here, we analyze the relationship between the protected extent and a limited spectrum of socio-economic characteristics, making focus on size and power features. Protected areas under strict conservation categories (I to IV, IUCN) were considered for 195 countries, and relationships were modeled by means of LOESS regressions, violin plots, and a random forest ensemble learning method. Larger and more powerful countries (in terms of land area, gross domestic product, or military expenditure) protect less and in relatively smaller units than smaller and less powerful countries. Out of the twenty most extensive countries of the world, only two exceed 10 % of protection. This situation is problematic since an effective growth of the global protected area network depends on the willingness of larger and more powerful countries. We propose different hypotheses a posteriori that explain the role of size and power driving protection. These hypotheses involve direct mechanisms (e.g., the persuasive capacity of large countries) or mechanisms that mediate the interactions of some others (e.g., tourism contribution to GDP and insularity). Independently of mechanisms, our results emphasize the conservation responsibilities of large and powerful countries and contribute envisioning conservation scenarios in the face of changes in the number and size of countries.Fil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; Argentin

La impronta humana sobre la estructura y el funcionamiento de ecosistemas subtropicales secos

Durante años los ecólogos y biogeógrafos han reconocido a los regimenes climáticos y a las condiciones del substrato como controles dominantes de la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. En la actualidad, un conjunto nuevo de controles emerge de las intervenciones que los humanos imponen (asociadas a la densidad poblacional, la riqueza, y la conectividad del paisaje). En esta tesis se describen el uso del suelo, y las características estructurales y funcionales de la vegetación, y se estudian sus controles biofísicos y humanos en regiones subtropicales secas (con lluvias estivales)a nivel global. Estas regiones, originalmente dominadas por formaciones leñosas, albergan en la actualidad una gran diversidad de contextos humanos y formas de manejo. La distribución global de las regiones se determinó a partir de bases de datos climáticas y topográficas. La caracterización del contexto humano, el uso del suelo y la producción de bienes, y la composición de la vegetación, se apoyó en datos cartográficos, estadísticas subnacionales, archivos fotográficos, e imágenes satelitales de alta resolución espacial. La cuantificación del funcionamiento del ecosistema se basó en el uso de información radiométrica proveniente de sensores remotos. Se determinaron cinco regiones en América del Norte y del Sur, África, Asia y Australia, incorporando condiciones semiáridas a subhúmedas. Los análisis implicaron caracterizaciones a nivel regional y local (mayor a 6000 puntos de muestreo), discriminando sistemas de uso no cultivados y cultivados. El reemplazo de la vegetación no cultivada fue variable, desde regiones en donde predominan los cultivos (aproximadamente 75 por ciento en Asia), hasta regiones en donde la fracción del territorio bajo este uso es mínima (aproximadamente 3 por ciento en Australia). Las intervenciones humanas (remoción de biomasa, pastoreo, aplicación de subsidios, etc.)han creado una gran variedad de patrones de vegetación/paisaje internamente en cada región. Los sistemas no cultivados desplegaron un gradiente de decreciente cobertura leñosa o creciente ocurrencia de parches antropogénicos en todas las regiones, que finalmente resultó en una productividad más baja e inestable. Sudamérica presentó los paisajes más leñosos o conservados y los más altos valores de productividad, mientras que Asia y Australia presentaron la mayor transformación de la cobertura y los valores más bajos de productividad. Los paisajes cultivados desplegaron un gradiente de creciente escala de producción no relacionado claramente con la productividad promedio de la vegetación. Norteamérica y Australia se asocian al extremo de mayor escala, mientras que África y Asia al de menor escala (Asia presentó aspectos de ambos extremos). Sudamérica en tanto, presentó nuevamente los valores más altos de productividad, aún sin contar con los altos subsidios que reciben los cultivos de Asia y Norteamérica, mientras que África presenta los valores más bajos. La densidad poblacional explicó la fracción agrícola cuando se consideran todas las regiones, pero la conexión a los mercados adquiere importancia en aquellas regiones más ricas y menos pobladas (Australia y Sudamérica). A nivel paisaje la presión poblacional perdió importancia determinando las características de sistemas no cultivados, siendo el nivel de pobreza y la conectividad los factores determinantes del grado de modificación de la cobertura leñosa. En sistemas cultivados, la pobreza y la densidad poblacional determinaron la escala y el grado de industrialización de la producción. La disponibilidad hídrica demostró un poder explicativo igual o menor que los factores humanos determinando la cobertura y el funcionamiento del ecosistema. Este factor tuvo una mayor importancia para sistemas no cultivados que cultivados. Los efectos de la transformación de un paisaje no cultivado a cultivado sobre la productividad dependieron de las características estructurales y funcionales de la vegetación bajo ambos tipos de uso. Así, el reemplazo trajo aumentos en la productividad en Asia, Australia, Sudamérica (cuando se consideraron las prácticas de riego), y disminuciones en Norteamérica y África. La contextualización de las condiciones pasadas o actuales de los ecosistemas permitió adquirir una base empírica para interpretar procesos clave involucrados en las interacciones entre sociedad y naturaleza. Visiones comparativas como las seguidas en esta tesis por lo tanto ayudarían a explorar caminos alternativos y estrategias de manejo de ecosistemas en un mundo con demandas crecientes por alimento, y en donde sostener o incrementar el capital natural y social es el gran desafío. En este sentido, se analiza la situación actual del Chaco Sudamericano en comparación con las restantes regiones, y se señalan aquellos aspectos fundamentales que llevarían a procesos de degradación de los ecosistemas ante los cambios en el uso a los que está sujeta esta región

Spatial structure of remnants of native forest in the Dry Chaco and the Espinal

El vasto territorio del Chaco Seco y el Espinal se consolida como uno de los centros globales de producción de granos y carne. Tanto por distintas normas legales, limitaciones productivas, o causas culturales, el bosque nativo se preserva en grandes porciones y numerosos pequeños fragmentos inmersos en la matriz agrícola (en lo subsiguiente, "remanentes"). Estos remanentes suelen pasar desapercibidos para la comunidad científica y los tomadores de decisiones, quedando al margen de la planificación territorial y de acciones de conservación. En este trabajo describimos la estructura espacial de los remanentes, y generamos un esquema de clasificación que permite identificar distintos tipos según sus propiedades espaciales. Siguiendo una estrategia de clasificación basada en objetos, cartografiamos ~22,000 remanentes en ocho áreas focales (AF) dispersas en el territorio usando imágenes satelitales CBERS-2B. Mediante índices espaciales, estos remanentes de tamaños, formas, y niveles de aislamiento variables, fueron categorizados en cinco clases, desde "isletas" hasta "bloques compactos". La superficie de remanentes resultó mayor en el Chaco Seco que en el Espinal (entre 10.1% y 19.4% en la primera región, y entre 3.1% y 7.3% en la segunda). Las diferencias en el nivel de fragmentación se amplificaron entre AF, dependiendo tanto de la superficie total de remanentes, como de la ocurrencia relativa de distintos tipos. Así, en AF San Luis la fragmentación resultó 70 superior que en AF de Anta (Salta). En este trabajo brindamos herramientas para la identificación y el monitoreo de estos remanentes, las cuales podrán ser consideradas tanto con fines productivos como de conservación. Finalmente, las acciones de manejo y conservación deben reconocer la existencia de estos fragmentos de bosques en paisajes altamente transformados por la actividad agropecuaria.The vast territory of the Dry Chaco and the Espinal became one of the global centers for the production of grains and meat. Due to different legal norms, productive limitations or cultural causes, the native forest is preserved on extensive patches as well as on numerous small fragments within the agricultural matrix. These remnants are seldom considered by the scientific community and decision-makers, and are left out of territorial planning and conservation actions. In this paper, we describe the spatial structure of the remnants and generate a classification scheme that allows identifying different types according to their spatial properties. Following an object-based classification strategy, we mapped ~22000 remnants in eight foci areas (FA) scattered throughout the territory using CBERS-2B satellite images. By means of spatial metrics, these remnants of variable sizes, shapes and isolation levels were categorized into five classes, from “islets” to “compact blocks”. The surface of remnants was higher in the Dry Chaco than in the Espinal (between 10.1% and 19.4% in the first region, and between 3.1% and 7.3% in the second). Differences in the level of fragmentation were amplified between FA, depending both on the total surface of remnants and on the relative occurrence of different types. Thus, in the FA of San Luis the fragmentation was 70 times higher than in the FA of Anta (Salta). In this work, we provide tools for the identification and monitoring of these remnants, which may be considered for both productive and conservation purposes. Finally, management and conservation actions must recognize the existence of these pieces of forest in landscapes highly transformed by agricultural activity.Fil: Muñoz Garachana, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; ArgentinaFil: Aragón, Myriam Roxana. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto de Ecología Regional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Ecología Regional; ArgentinaFil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; Argentin

Does National power trigger ocean conservation?

States are reacting to the global crises of biodiversity and the provision of ecosystem services mainly through the expansion of their networks of protected areas. This reaction would have been boosted by the commitments made between the parties of the Convention on Biological Diversity, and facilitated by the opportunities offered by isolated territories, where economic interests are minimal. However, few studies have discussed the importance of national power as conservation conditionings, particularly in the ocean. In this regard, here we evaluate whether the relative extent of marine protected areas (MPAs) is related to different elements of national power. Following a quantitative approach and incorporating into analyses 155 countries, our models suggest that an increasing power (in terms of country size –land and ocean– and military capacity) is related to greater marine protection. Although these patterns could be initially associated with the ample human and economic resources of most powerful countries and with the opportunities provided by their overseas territories, different arguments would support national power elements as conservation drivers. Specifically, the exertion of such power through conservation could be linked to geopolitical strategies such as the (re)validation of a country's sovereignty over its Exclusive Economic Zone (EEZ), the greater regulation of the circulation and use of this space, the greater influence in the regional context, and the assurance in the provision of future ecosystem goods and services. In this way, changes in geopolitical conditions could affect MPAs, compromising the effective conservation of biodiversity and ecosystem processes, as well as the sustainable management of assets.Fil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; ArgentinaFil: Schauman, Santiago Augusto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; ArgentinaFil: Gandini, Patricia Alejandra. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Unidad Academica Caleta Olivia. Instituto de Cultura, Identidad y Comunicacion.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; Argentin

Producción y ambiente: beneficios mutuos

La conexión y los posibles conflictos que existen entre producir y proteger el ambiente no son una novedad para los productores agropecuarios. Reducir la erosión, sostener los niveles de materia orgánica del suelo o mantener especies valiosas del pastizal son metas presentes desde hace décadas y que han obligado a resolver dilemas entre rentabilidad inmediata y ambiente; disyuntivas que cuando se materializan en nuestro lote agregan el enorme incentivo de proteger un recurso propio. Pero la relación producción-ambiente se torna compleja y polémica cuando miramos más allá y comprendemos el papel que desempeña la porción de territorio que manejamos sobre la generación de productos y de valores ambientales que reclama la sociedad.Fil: Jobbagy Gampel, Esteban Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; ArgentinaFil: Mercau, Jorge L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; ArgentinaFil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentin

Human appropriation of primary production in the Dry Chaco

El Chaco Seco experimenta altas tasas de deforestación y transformación productiva. Estimamos la magnitud de la apropiación humana de la productividad primaria neta (PPN) aérea de esta región por vías directas (producción ganadera, forestal y agrícola) e indirectas (fuego), su distribución regional, su relación con variables climáticas y socioeconómicas y sus contrastes entre vegetación natural, pasturas y cultivos. Para 69 departamentos se utilizaron datos censales, climáticos y satelitales (período 2002-2006) a partir de los que se estimó la PPN aérea con modelos climáticos, la apropiación de forraje por ganadería con datos de stock animal y modelos metabólicos, la apropiación de productos agrícolas y forestales con estadísticas nacionales y apropiación indirecta de biomasa por fuego a partir sensores remotos. La ganadería, desarrollada bajo vegetación natural y pasturas (90.9% del área), involucró una apropiación de 248 kgMS.ha-1.año-1, y aumentó en departamentos con mayor fracción de pasturas, ganado agrupado en rodeos más grandes y menores niveles de pobreza. La apropiación forestal, desarrollada bajo vegetación natural (88.7%), alcanzó 64 kgMS.ha-1.año-1 representados predominantemente por carbón vegetal y leña, y fue mayor en departamentos de clima más húmedo. En la fracción agrícola del territorio (6.3%), la apropiación directa trepó a 2293 kgMS.ha-1.año-1, representada principalmente por grano de soja y maíz. La apropiación indirecta por fuego promedió 746 kgMS.ha-1.año-1 para todo el territorio. Este flujo estuvo positivamente asociado a la tasa de desmonte, ascendiendo de ~450 a >2000 kgMS.ha-1.año-1 al pasar de departamentos con mínimo a máximo desmonte. En la actualidad, la baja apropiación de la PPN de la vegetación natural del Chaco Seco constituye un incentivo para su reemplazo por pasturas y cultivos anuales. Una actividad ganadera y/o forestal más eficiente en los bosques representa un desafío tecnológico y político prioritario capaz de reconciliar la producción y la conservación en esta región.The Dry Chaco undergoes high rates of deforestation and productive transformation. Here we estimate human appropriation of net aboveground primary productivity (NPP) for this region, both through direct (livestock, logging, and agricultural production) and indirect pathways (burning), and present their regional distributions and their association with climatic and socioeconomic variables and their contrast between natural vegetation, pastures and crops. For all the 69 counties encompassed by the region we collected productive and climatic statistics and remote sensing data (2002-2006 period). We estimated aboveground NPP based on existing climatic models, forage appropriation based on livestock statistics and metabolic models, forest and agricultural product appropriation using national statistics, and indirect appropriation or consumption by fires based on remote sensing information. Livestock production, based on natural vegetation and pastures (90.9% of the area) appropriated 248 kgDM.ha-1.yr- 1 , increasing in counties with larger pasture proportion, cattle grouped in large herds, and lower poverty levels. The appropriation of forest products, restricted natural vegetation (88.7% of the area), reached 64 kgDM.ha-1.yr-1, represented predominantly by charcoal and firewood, increasing in more humid counties. In the agricultural fraction of the territory (6.3% of the area), direct appropriation reached 2293 kgDM.ha-1.yr-1, represented mainly by soy and corn grain. The indirect appropriation of NPP through fires averaged 746 kgDM.ha-1.yr-1 for the whole territory. This flux was positively associated to the rate of deforestation, climbing from ~450 to >2000 kgDM.ha-1.yr-1 from counties with minimum to maximum deforestation rates. Currently, the low direct appropriation of NPP under natural vegetation in the Dry Chaco involves a strong incentive for its replacement with pastures and annual crops. More efficient livestock and forestry activities in these forest ecosystems represent a technological challenge and a policy making priority capable of reconciling production and conservation in the region.Fil: Rueda, Carla Vanezza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis; Argentina. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Ciencias Forestales; ArgentinaFil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis; ArgentinaFil: Verón, Santiago Ramón. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Centro de Investigaciones de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Jobbagy Gampel, Esteban Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis; Argentin

Global patterns of rainfall partitioning by invasive woody plants

Aim: Invasive species have the potential to alter hydrological processes by changing the 7 local water balance. However, general patterns of how rainfall is partitioned into 8 interception, throughfall and stemflow for invasive species worldwide have been 9 seldom explored. We (a) describe the percentage of interception, throughfall and 10 stemflow for the invasive woody plant species; (b) analyse the influence of 11 morphological attributes (i.e., life-form, bark roughness, leaf type, leaf phenology and 12 leaf area index) of invasive species on rainfall partitioning; and (c) compare the rainfall 13 partitioning fluxes for co-occurring invasive and native species, testing whether these 14 fluxes variation depends on water availability of the study location. 15Location: Global. 16Time period: Present. 17Major taxa studied: Plants. 18Methods: We compiled data of 100 studies that assessed rainfall partitioning by 19 invasive species (N=67) and registered their morphological attributes. By means of a 20 meta-analysis we compared the rainfall partitioning by native and invasive species 21 (N=47 comparisons) and assessed how their fluxes were affected by water availability. 22Results: Interception, throughfall and stemflow ranged from 1.6 - 59.5%, 39.1 - 92.7% 23 and 0.1 - 31.6% of total rainfall, respectively. The bark roughness and leaf type were the 24 most important attributes driving rainfall partitioning fluxes. While rough-barked 25 species constrain rainfall inputs by promoting higher losses due to interception, smooth-26 barked species with broadleaves enhance the amount of rainwater reaching the soil by 27 maximizing stemflow. For pair-wise comparisons, invasive species have higher 28 stemflow values than native species for both drylands and humid areas, and higher 29 throughfall in drylands, but less in humid areas. 30Main conclusions: Our findings suggest that specific morphological attributes of 31 invasive species determine higher localized water inputs, which may represent an 32 ecohydrological advantage, particularly in water-limited ecosystems. These insights 33also suggest that the ecological role of stemflow, throughfall and interception should be 34 considered in future plant invasions research. 3536Fil: Whitworth Hulse, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Magliano, Patricio Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Bioquímica y Ciencias Biológicas; ArgentinaFil: Zeballos, Sebastián Rodolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Aguiar, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; Argentin

El efecto de las plantaciones forestales sobre el funcionamiento de los ecosistemas sudamericanosThe effect of tree plantations on south american ecosystems functioning

El establecimiento de plantaciones forestales sobre áreas bajo vegetación original o uso agrícolo-ganadero se expande en la mayoría de los países de Sudamérica, incentivado por los altos rendimientos, el apoyo fiscaly por el inminente comercio de bonos de carbono. En este trabajo se evaluó cómo esta transformación afecta la producción de biomasa y la dinámica del agua sintetizando información preexistente y original. Mediciones satelitales muestran que el “Índice de Vegetación de Diferencias Normalizadas” (NDVI) de las plantaciones forestales superó a la de la matriz del paisaje agrícolo-ganadera en todos los países y regiones ecológicas analizadas y – con excepción de los bosques valdivianos - a todos los tipos de vegetación original. A escala regional, este aumento en la productividad fue acompañado en el litoral del Río Uruguay por una mayor evapotranspiración y un menor rendimiento hidrológico que redujo a la mitad el caudal de cuencas forestadas, en acuerdo con lo observado en pastizales forestados de la región. Es apremiante generar información acerca de otros impactos de las forestaciones tales como cambios en la dinámica del fuego y el avance de especies invasoras. Reconocer integralmente la influencia de las forestaciones sobre la producción de servicios y bienes permitirá plantear sistemas y políticas forestales más sustentables y útiles para la sociedad.Abstract The establishment of tree plantations on natural or rangenland/cropland areas is increasing in many countries of South America, motivated by high production rates, governmental incentives and a prospective carbon market In this work we evaluated how this land use transformation affects the primary productivity and the water dynamics, summarizing preexistent and original information. Satellite measurements showed that the “Normalized Difference Vegetation Index” (NDVI) of tree plantations exceeded that of the rangeland/cropland landscape matrixes in all analyzed countries and ecological regions. With the exception of the Valdivian forests, tree plantations also displayed higher NDVI values than the original vegetation types. At a regional scale, this increased productivity was accompanied – in the Río Uruguay margins - by higher evapotranspiration rates and consequently, lower water yields of the afforested catchments. It is urgent to generate information about other impacts of tree plantations such as changes in fire dynamics or invasive species. An integrative understanding of the infl uence of tree plantations on the production of goods and services will help to development new forestry systems and policies that are more sustainable and useful for society

Long-term satellite NDVI data sets: evaluating their ability to detect ecosystem functional changes in South America

In the last decades, South American ecosystems underwent important functional modifications due to climate alterations and direct human intervention on land use and land cover. Among remotely sensed data sets, NOAA-AVHRR "Normalized Difference Vegetation Index" (NDVI) represents one of the most powerful tools to evaluate these changes thanks to their extended temporal coverage. In this paper we explored the possibilities and limitations of three commonly used NOAA-AVHRR NDVI series (PAL, GIMIMS and FASIR) to detect ecosystem functional changes in the South American continent. We performed pixel-based linear regressions for four NDVI variables (average annual, maximum annual, minimum annual and intra-annual coefficient of variation) for the 1982-1999 period and (1) analyzed the convergences and divergences of significant multi-annual trends identified across all series, (2) explored the degree of aggregation of the trends using the O-ring statistic, and (3) evaluated observed trends using independent information on ecosystem functional changes in five focal regions. Several differences arose in terms of the patterns of change (the sign, localization and total number of pixels with changes). FASIR presented the highest proportion of changing pixels (32.7%) and GIMMS the lowest (16.2%). PAL and FASIR data sets showed the highest agreement, with a convergence of detected trends on 71.2% of the pixels. Even though positive and negative changes showed substantial spatial aggregation, important differences in the scale of aggregation emerged among the series, with GIMMS showing the smaller scale (11 pixels). The independent evaluations suggest higher accuracy in the detection of ecosystem changes among PAL and FASIR series than with GIMMS, as they detected trends that match expected shifts. In fact, this last series eliminated most of the long term patterns over the continent. For example, in the "Eastern Paraguay" and "Uruguay River margins" focal regions, the extensive changes due to land use and land cover change expansion were detected by PAL and FASIR, but completely ignored by GIMMS. Although the technical explanation of the differences remains unclear and needs further exploration, we found that the evaluation of this type of remote sensing tools should not only be focused at the level of assumptions (i.e. physical or mathematical aspects of image processing), but also at the level of results (i.e. contrasting observed patterns with independent proofs of change). We finally present the online collaborative initiative "Land ecosystem change utility for South America", which facilitates this type of evaluations and helps to identify the most important functional changes of the continent.Fil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; ArgentinaFil: Nosetto, Marcelo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; ArgentinaFil: Aragón, Myriam Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Aversa, Fernando. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: Paruelo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Jobbagy Gampel, Esteban Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; Argentin

Social-Ecological Functional Types: Connecting People and Ecosystems in the Argentine Chaco

Sustainability science recognizes the importance of the integrated assessment of the ecological and social systems in land-use planning. However, most studies so far have been conceptual rather than empirical. We developed a framework to characterize the social-ecological systems heterogeneity according to its functioning through the identification of social–ecological functional types (SEFT). The SEFT framework builds on the plant, ecosystem and agent functional type approaches, taking a step forward to integrate the dimensions of social–ecological systems into an operational product to characterize administrative units in a hierarchical way. To illustrate this novel framework, we described the heterogeneity of SEFT in the Argentine Chaco by clustering administrative entities. This area is a global deforestation hotspot and has diverse social actors that harness ecosystem services in multiple, and sometimes contrasting and conflictive, ways which determines an urgent need for land-use planning. We combined data from national census and remote sensing to identify SEFT by clustering census tracts based on 17 input variables that integrate key human, ecological and interaction processes across landscapes. We identified three classes and eight subclasses of SEFT. Ecological variables defined the first level of heterogeneity (classes), while human variables and the variables of interactions between the human and ecological components defined a second level of heterogeneity (subclasses). The degree of anthropization and mean annual productivity were important variables to explain the first two axes in the ordination (32% of the total variance). This framework offers a conceptually novel and comprehensive approach to understand the spatial heterogeneity of social–ecological systems functioning, which could play a pivotal role to support conservation or land-use planning in rural areas.Fil: Vallejos, María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Aguiar, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Baldi, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi"; ArgentinaFil: Mastrangelo, Matias Enrique. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gallego, Federico. Universidad de la República; UruguayFil: Pacheco Romero, Manuel. Universidad de Almería; EspañaFil: Alcaraz Segura, Domingo. Universidad de Almería; España. Universidad de Granada; EspañaFil: Paruelo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Universidad de la República; Urugua