Research article: Habitat fragmentation and its lasting impact on Earth’s ecosystems

Habitat fragmentation and its lasting impact on Earth’s ecosystems
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+ Author Affiliations

Science Advances 20 Mar 2015:
Vol. 1 no. 2 e1500052
DOI: 10.1126/sciadv.1500052

Abstract

We conducted an analysis of global forest cover to reveal that 70% of remaining forest is within 1 km of the forest’s edge, subject to the degrading effects of fragmentation. A synthesis of fragmentation experiments spanning multiple biomes and scales, five continents, and 35 years demonstrates that habitat fragmentation reduces biodiversity by 13 to 75% and impairs key ecosystem functions by decreasing biomass and altering nutrient cycles. Effects are greatest in the smallest and most isolated fragments, and they magnify with the passage of time. These findings indicate an urgent need for conservation and restoration measures to improve landscape connectivity, which will reduce extinction rates and help maintain ecosystem services.

INTRODUCTION

Destruction and degradation of natural ecosystems are the primary causes of declines in global biodiversity (1, 2). Habitat destruction typically leads to fragmentation, the division of habitat into smaller and more isolated fragments separated by a matrix of human-transformed land cover. The loss of area, increase in isolation, and greater exposure to human land uses along fragment edges initiate long-term changes to the structure and function of the remaining fragments (3).

Ecologists agree that habitat destruction is detrimental to the maintenance of biodiversity, but they disagree—often strongly—on the extent to which fragmentation itself is to blame (4, 5). Early hypotheses based on the biogeography of oceanic islands (6) provided a theoretical framework to understand fragmentation’s effect on extinction in terrestrial landscapes composed of “islands” of natural habitat scattered across a “sea” of human-transformed habitat. Central to the controversy has been a lingering uncertainty about the role of decreased fragment size and increased isolation relative to the widespread and pervasive effects of habitat loss in explaining declines in biodiversity and the degradation of ecosystems (7). Observational studies of the effects of fragmentation have often magnified the controversy because inference from nonmanipulative studies is limited to correlation and because they have individually often considered only single aspects of fragmentation (for example, edge, isolation, and area) (8). However, together with these correlative observations, experimental studies reveal that fragmentation has multiple simultaneous effects that are interwoven in complex ways and that operate over potentially long time scales (9).

Here, we draw on findings of the world’s largest and longest-running fragmentation experiments that span 35 years and disparate biomes on five continents. Their rigorous designs and long-term implementation overcome many limitations of observational studies. In particular, by manipulating and isolating individual aspects of fragmentation while controlling for others, and by doing so on entire ecosystems, they provide a powerful way to disentangle cause and effect in fragmented landscapes. Here, we present experimental evidence of unexpected long-term ecological changes caused by habitat fragmentation.

Highlighting one ecosystem type as an example, we first present a global analysis of the fragmentation of forest ecosystems, quantifying for the first time the global hotspots of intensive historical fragmentation. We then synthesize results from the set of long-term experiments conducted in a wide variety of ecosystems to demonstrate consistent impacts of fragmentation, how those impacts change over time, and how they align with predictions from theory and observation. Finally, we identify key knowledge gaps for the next generation of fragmentation experiments.

GLOBAL ANALYSIS OF THE EXTREME MAGNITUDE AND EXTENT OF FRAGMENTATION

New satellite data sets reveal at high resolution how human activities are transforming global ecosystems. Foremost among these observations are those of forest cover because of the high contrast between forest and anthropogenic land cover types. Deforestation, which was already widespread in temperate regions in the mid-18th to 20th centuries and increased in the tropics over the past half century, has resulted in the loss of more than a third of all forest cover worldwide (10, 11). Beyond the direct impacts of forest loss and expanding anthropogenic land cover (for example, agricultural fields and urban areas), remnant forests are likely to suffer from being smaller, more isolated, and with a greater area located near the edge of the forest (12).

We analyzed the world’s first high-resolution map of global tree cover (13) to measure the magnitude of forest fragmentation. This analysis revealed that nearly 20% of the world’s remaining forest is within 100 m of an edge (Fig. 1, A and B)—in close proximity to agricultural, urban, or other modified environments where impacts on forest ecosystems are most severe (14). More than 70% of the world’s forests are within 1 km of a forest edge. Thus, most forests are well within the range where human activities, altered microclimate, and nonforest species may influence and degrade forest ecosystems (15). The largest contiguous expanses of remaining forests are in the humid tropical regions of the Amazon and Congo River Basins (Fig. 1A). Large areas of more disjunct forest also remain in southeastern Asia, New Guinea, and the boreal biomes.

Fig. 1 The global magnitude of forest fragmentation.

(A) Mean distance to forest edge for forested pixels within each 1-km cell. Lines point to locations of ongoing fragmentation experiments identified and described in Fig. 2. (B) Proportion of the world’s forest at each distance to the forest edge and the cumulative proportion across increasing distance categories (green line). (C and E) In the Brazilian Amazon (C) and Atlantic Forests (E), the proportion of forest area at each distance to forest edge for both the current and estimated historic extent of forest. (D and F) In the Brazilian Amazon (D) and Atlantic Forests (F), the number of fragments and the total area of fragments of that size. The total number of fragments in the smallest bin (1 to 10 ha) is an underestimate in both the Atlantic Forest and Amazon data sets because not all of the very smallest fragments are mapped.

Historical data enable the study of the process of forest fragmentation over time. We reconstructed the historical forest extent and timing of fragmentation in two forested regions of Brazil that provide a stark contrast in land-use dynamics. The Brazilian Amazon is a rapidly changing frontier (10), yet most of its forests remain contiguous and far from an edge despite recent increases in fragmentation (Fig. 1, C and D). In contrast, the Brazilian Atlantic Forest is a largely deforested landscape, cleared for agriculture and logged for timber over the last three centuries (11). This remaining forest is dominated by small fragments, with most fragments smaller than 1000 ha and within 1000 m of a forest edge (Fig. 1, E and F) (16). In the Brazilian Amazon, the proportion of forest farther than 1 km from the forest edge has decreased from 90% (historical) to 75% (today), and in the Brazilian Atlantic, from 90% to less than 9%.

These two forested regions of Brazil define extremes of the fragmentation process and are representative of the extent of fragmentation in forested landscapes worldwide (Fig. 1), as well as many other biomes including temperate grasslands, savannas, and even aquatic systems (17). For example, although a spatial analysis similar to that of forest is not currently possible in grasslands, 37% of the world’s grassland eco-regions are classified as “highly fragmented” (18, 19). Robust knowledge of how habitat fragmentation affects biodiversity and ecosystem processes is needed if we are to comprehend adequately the implications of this global environmental change.

THE VALUE OF LONG-TERM FRAGMENTATION EXPERIMENTS

Long-term experiments are a powerful tool for understanding the ecological consequences of fragmentation (20). Whereas observational studies of fragmented landscapes have yielded important insights (9, 21), they typically lack rigorous controls, replication, randomization, or baseline data. Observational studies have limited ability to isolate the effects of fragmentation from concomitant habitat loss and degradation per se (4, 7, 22). Remnant fragments are embedded in different types and qualities of surrounding habitat, complicating interpretation because the surrounding habitat also influences biodiversity and ecosystem productivity (23).

The long-term fragmentation experiments we analyze here comprise the entire set of ongoing terrestrial long-term experiments. They occur in several biomes (Fig. 2 and Supplementary Materials) and were designed to manipulate specific components of fragmentation—habitat size, isolation, and connectivity—while controlling for confounding factors such as the amount of habitat lost across a landscape (Fig. 2). The largest fragments across these experiments match the size of fragments commonly created by anthropogenic activities (Figs. 1 and 2). Distances to the edge of experimental fragments range to 500 m, encompassing edge distances found in more than half of forests worldwide (Fig. 1B). In each experiment, different fragmentation treatments with replication were established, starting from continuous, nonfragmented landscapes and controlling for background environmental variation either by experimental design (blocking) or by measurement of covariates for use in subsequent analyses. Tests were conducted within fragments that varied experimentally in area or edge, within fragments that were experimentally isolated or connected, or within experimental fragments compared to the same area within continuous habitat. All treatments were replicated. Experiments were created by destroying or creating precise amounts of habitat across replicate landscapes, allowing tests of fragmentation effects independent of habitat loss. The robust and comparable experimental designs allow for powerful tests of the mechanisms underpinning the ecological impacts of fragmentation, and the long-term nature of ensuing studies has revealed consistent emergent effects.

Fig. 2 The world’s ongoing fragmentation experiments.

All experiments have been running continuously since the time indicated by the start of the associated arrow (with the exception of the moss fragmentation experiment, which represents a series of studies over nearly two decades). The variables under study in each experiment are checked. The area is that of the experiment’s largest fragments. Icons under “Fragment” and “Matrix” indicate the dominant community and its relative height, with multiple trees representing succession.

These experiments mimic anthropogenic fragmentation; they are whole-ecosystem manipulations in which all species and processes experienced the same treatment (24). Emergent responses thus reflect the multiple direct and indirect effects of interacting species and processes. Further, because experimentally fragmented ecosystems are open to fluxes of individuals and resources, fragmentation effects can manifest across multiple levels of ecological organization (Fig. 3). Long-term experiments have the power to detect lagged and/or chronic impacts.

Fig. 3 Fragmentation effects propagate through the whole ecosystem.

(A to C) For each fragmentation treatment [reduced area in BDFFP, Wog Wog, Kansas (A); increased isolation in SRS and Moss (B); and increased edge in all experiments (C)], we summarize major findings for ecological processes at all levels of ecological organization. Each dot represents the mean effect size [computed as log response ratio: ln(mean in more fragmented treatment/mean in non- or less-fragmented treatment)] for an ecological process. Effect sizes are statistical, such that negative or positive values could represent degrading function. Horizontal bars are the range when a dot is represented by more than one study. Details, including individual effect sizes for each study, are reported in table S1.

The first fragmentation experiments, now more than three decades old, were created to test effects of fragment area on both species persistence and patterns of immigration, reflecting concern in conservation biology about the role of fragmentation in reducing population sizes below viable levels (25) (Fig. 2). Subsequent experiments, created two decades ago, shifted focus to modifying habitat isolation, reflecting recognition of the potential to mitigate negative effects of fragmentation by recreating habitat—specifically with corridors—to increase connectivity among fragments (26) (Fig. 2). The newest experiments test emerging questions about potentially deleterious synergies between fragmentation and global changes in climate and land use (Fig. 2).

We synthesized results available 31 January 2014 for all studies within these experiments that were conducted in all treatments and replicates, and tested fragmentation effects on dispersal, abundance, extinction, species richness, community composition, and ecosystem functioning. We first calculated effect sizes of fragmentation as log response ratios (Fig. 3). Data from 76 different studies across the five longest-running experiments were drawn from published and unpublished sources (table S1). We synthesized results according to three fragmentation treatments: reduced fragment area [the focus of Biological Dynamics of Forest Fragments Project (BDFFP), Wog Wog, and Kansas; see Fig. 2 for identifiers of experiments], increased fragment isolation [Savannah River Site (SRS) and Moss], and increased proportion of edge (all experiments). Fragmented treatments were compared directly to non- or less-fragmented habitats that were either larger or connected via structural corridors (table S1).

Strong, consistent, and accumulating effects of habitat fragmentation

Our synthesis revealed strong and consistent responses of organisms and ecosystem processes to fragmentation arising from decreased fragment area, increased isolation, and the creation of habitat edges (Fig. 3).

Community and ecosystem responses emerge from observed responses at the level of populations. Reduced area decreased animal residency within fragments, and increased isolation reduced movement among fragments, thus reducing fragment recolonization after local extinction (Fig. 3, A and B). Reduced fragment area and increased fragment isolation generally reduced abundance of birds, mammals, insects, and plants (Fig. 3, A and B). This overall pattern emerged despite complex patterns of increases or declines in abundance of individual species (Fig. 3A) with various proximate causes such as release from competition or predation, shifts in disturbance regimes, or alteration of abiotic factors (14, 2729). Reduced area, increased isolation, and increased proportion of edge habitat reduced seed predation and herbivory, whereas increased proportion of edge caused higher fledgling predation that had the effect of reducing bird fecundity (represented together as trophic dynamics in Fig. 3, A to C). Perhaps because of reduced movement and abundance, the ability of species to persist was lower in smaller and more isolated fragments (Fig. 3, A and B).

As predicted by theory (6, 30, 31), fragmentation strongly reduced species richness of plants and animals across experiments (Fig. 3, A and B), often changing the composition of entire communities (Fig. 3, A to C). In tropical forests, reduced fragment size and increased proportion of edge habitat caused shifts in the physical environment that led to the loss of large and old trees in favor of pioneer trees (Fig. 3, A and C), with subsequent impacts on the community composition of insects (32). In grasslands, fragment size also affected succession rate, such that increased light penetration and altered seed pools in smaller fragments impeded the rate of ecological succession relative to that of larger fragments (33) (Fig. 3A).

Consistently, all aspects of fragmentation—reduced fragment area, increased isolation, and increased edge—had degrading effects on a disparate set of core ecosystem functions. Degraded functions included reduced carbon and nitrogen retention (Fig. 3, A to C), productivity (Fig. 3C), and pollination (Fig. 3B).

In summary, across experiments spanning numerous studies and ecosystems, fragmentation consistently degraded ecosystems, reducing species persistence, species richness, nutrient retention, trophic dynamics, and, in more isolated fragments, movement.

Long-term consequences of fragmentation

To synthesize all time series of species richness and ecosystem functioning gathered across experiments, we measured effects of fragmentation over the course of each study. The effect of fragmentation was calculated over time as the proportional change in fragmented relative to non- or less-fragmented treatments (Fig. 4).

Fig. 4 Delayed effects of fragmentation on ecosystem degradation.

(A) The extinction debt represents a delayed loss of species due to fragmentation. (B) The immigration lag represents differences in species richness caused by smaller fragment area or increased isolation during fragment succession. (C) The ecosystem function debt represents delayed changes in ecosystem function due to reduced fragment size or increased isolation. Percent loss is calculated as proportional change in fragmented treatments [for example, (no. of species in fragment − no. of species in control)/(no. of species in control) × 100]. Fragments and controls were either the same area before and after fragmentation, fragments compared to unfragmented controls, or small compared to large fragments. Filled symbols indicate times when fragmentation effects became significant, as determined by the original studies (see table S2). Mean slopes (dashed lines) were estimated using linear mixed (random slopes) models. Mean slope estimates (mean and SE) were as follows: (A) −0.22935 (0.07529); (B) −0.06519 (0.03495); (C) −0.38568 (0.16010).

In most cases, the large and consistent effects of fragmentation revealed by the experiments were predicted from theory. However, we were struck by the persistence of degradation to biodiversity and ecosystem processes and by the increase in many of the effects over time (Fig. 4). For example, extreme rainfall events at Wog Wog appeared to delay the decline in plant species richness for 5 years after fragmentation. In the Kansas Experiment, a lag of 12 years occurred before fragmentation effects on plant succession were detected. Our results thus reveal long-term and progressive effects of fragmentation and provide support for three processes proposed by recent studies in spatial ecology: extinction debt, immigration lag, and ecosystem function debt (Fig. 4).

First, we found strong evidence for temporal lags in extinction [that is, “extinction debt” (30)] in fragments. Species richness of plants, arthropods, and birds sampled in the experiments conducted in mature forest fragments and replicated moss landscapes showed decreases of 20 to 75% after fragmentation (Fig. 4A). Some declines were evident almost immediately after fragmentation, whereas others increased in magnitude over the experiment’s duration. Across experiments, average loss was >20% after 1 year, >50% after 10 years, and is still increasing in the longest time series measured (more than two decades). The rate of change appears to be slower in larger fragments [in BDFFP, 50% decline in bird species after 5 years in 1-ha fragments, but after 12 years in 100-ha fragments; in Moss, 40% decline in arthropod species richness of small fragments and 26% reduction in large fragments after 1 year (34, 35)]. As predicted by theory (36), the extinction debt appears to take longer to pay in larger fragments.

Second, we observed that reduced richness was coincident with an “immigration lag” (37), whereby small or isolated fragments are slower to accumulate species during community assembly (33, 38) (Fig. 4B). Immigration lags were observed in experiments conducted in successional systems that were initiated by creating new habitat fragments, rather than by fragmenting existing habitats. After more than a decade, immigration lags resulted in 5% fewer species after 1 year, and 15% fewer species after 10 years in small or isolated fragments compared to large or connected fragments (Fig. 4B).

Third, we observed an ecosystem function debt caused by fragmentation (39) in forest and moss fragments (Fig. 4C). An ecosystem function debt is manifest both as delayed changes in nutrient cycling and as changes to plant and consumer biomass. Loss of function amounted to 30% after 1 year, rising to 80% after a decade in small and isolated fragments when compared to larger and more connected fragments (Fig. 4C). Functional debts can result from biodiversity loss, as when loss of nutrients and reduction in decomposition are caused by simplification of food webs. Alternatively, the impact is exhibited through pathways whereby fragmentation changes biotic (for example, tree density in successional systems) or abiotic conditions (for example, light regimes or humidity) in ways that alter and potentially impair ecosystem function [for example, biomass collapse in fragments; Figs. 3 and 4; altered nitrogen and carbon soil dynamics (40)].

A new understanding of the effects of fragmentation

By testing existing theory, experiments play a pivotal role in advancing ideas and developing new theory. We draw on experimental evidence to highlight two ways that the understanding of fragmentation has been enriched by the interplay between long-term experiments and development of theory.

First, island biogeography (6) was among the earliest theories to predict extinction and immigration rates and patterns of species richness in isolated biotas, which were later used to predict the effects of fragmentation on these variables. Experiments in continental settings tested the theory and gave rise to fresh perspectives. For example, islands are surrounded by sea, a thoroughly inimical matrix for island-dwelling species. Habitat islands, or fragments, are surrounded by a matrix that may not be so unsuitable for some species. In terms of all of the ecological variables studied in our long-term experiments, our results support the conclusion that ecological dynamics in human-modified fragments are a stark contrast to the dynamics in intact habitats that remain. Observational studies that have devoted more detailed consideration to the countryside within which fragments are embedded explain the diversity of ecological responses in remaining fragments (41). At the same time as experiments supported the core predictions of classical theories about effects of fragment size and isolation (Figs. 3 and4), they spurred and tested new theories such as metacommunity theory (42) to account for variation in connectivity and habitat quality within and between fragments (33, 4345), spatial dynamics (14, 46), and spatially varying interspecific interactions (47).

Second, experiments have demonstrated that the effects of fragmentation are mediated by variation in traits across species. More realistic predictions of community responses to fragmentation emerged after explicit consideration of species traits such as rarity and trophic levels (48, 49), dispersal mode (5052), reproductive mode and life span (29, 53), diet (54), and movement behavior (55, 56). Increasingly, the simple theoretical prediction that fragmentation reduces species richness is being modified to account for species identity through models that focus on how species vary in their traits (4, 21, 36, 48, 57, 58). Consideration of traits may help to interpret variation around the overarching pattern that fragmentation consistently reduces species richness across many species and biomes (Figs. 3 and 4).

A NEW GENERATION OF FRAGMENTATION EXPERIMENTS

New foci are emerging for studying ecosystem fragmentation, including (i) synergies between fragmentation and global changes, (ii) eco-evolutionary responses of species to fragmentation, and (iii) ecological responses to fragmentation in production landscapes—that is, ecosystems whose services are under extreme appropriation by humans (59).

First, conclusions from experiments thus far are likely to have been conservative because impacts from other environmental changes have been mostly excluded. Most forms of global change known to reduce population sizes and biodiversity will be exacerbated by fragmentation (58, 60), including climate change (61), invasive species (62, 63), hunting (64), pollution [including light, noise, and chemicals (65)], and altered disturbance regimes (66).

More complex experiments with unparalleled control and capacity to simultaneously manipulate fragmentation and other global changes are now under way (53). The Metatron, created in 2011 in southern France (67), enables ecologists to assess effects of variation in temperature and other abiotic factors in addition to habitat isolation. The SAFE Project is being created in the rainforest of Borneo (68) and will embed a fragmentation experiment within a production agricultural plantation in which poaching will occur. Other synergies should be investigated experimentally, including the interaction between fragmentation and hunting, fire, infectious disease outbreaks, or nitrogen deposition. Within these experiments, fragmentation and loss of habitat can then be varied independently.

Second, current experiments have stopped short of examining how fragmentation drives evolution through genetic bottlenecks, ecological traps, changing patterns of selection, inbreeding, drift, and gene flow (6972). Extensive fragmentation has occurred over many years, and in some regions over millennia (11). Changes caused by fragmentation undoubtedly lead to altered patterns of selection and trait evolution. Evolutionary responses to fragmentation have already been suggested (73, 74), and it is likely that such changes will, in turn, feed back to influence population persistence and ecosystem resilience in fragmented landscapes. Linking long-term experiments with the tools of landscape genetics (75) may provide powerful insights into the evolutionary dynamics of species inhabiting fragmented landscapes.

Third, new experiments should address the management of natural habitats in production landscapes by monitoring vegetation, networks of interacting species, and ecosystem services at ecologically relevant spatial and temporal scales (7678). Some ecosystem services have global consequences, for example, local carbon sequestration affects global atmospheric CO2. However, in many cases the benefits obtained by people depend on their proximity to habitat fragments (79). For example, crop pollination and biological pest control from natural areas adjacent to farms are made available by the very process of habitat fragmentation, bringing people and agriculture closer to those services. Yet, further fragmentation reduces access to many services and ultimately may push landscapes past tipping points, beyond which essential ecosystem services are not merely diminished but lost completely (80). This complex relationship creates a double-edged sword, for which locally optimal levels and arrangements of habitat must be sought. New fragmentation experiments should consider how multiple fragments in a landscape interact, creating an ecological network in which the collective benefit of ecosystem services may be greater than the sum of services provided by individual fragments (81, 82). Experimental inferences may then be tested beyond their spatiotemporal domains and, if successful, extrapolated across scales. Such research will be aided by satellite monitoring of ecosystems and human land use across the globe. The most powerful research programs will integrate experiments, observational studies, air- and space-borne imaging, and modeling.

CONCLUSIONS

Fragmentation experiments—some of the largest and longest-running experiments in ecology—provide clear evidence of strong and typically degrading impacts of habitat fragmentation on biodiversity and ecological processes. The findings of these experiments extend to a large fraction of the terrestrial surface of the Earth. Much of the Earth’s remaining forest fragments are less than 10 ha in area, and half of the world’s forest is within 500 m of the forest edge—areas and distances matched to existing long-term experiments (Figs. 1 and 2) from which consistent effects of fragmentation have emerged (Figs. 3 and 4).

Reduced fragment area, increased isolation, and increased edge initiate changes that percolate through ecosystems (Fig. 3). Fragmentation has the capacity to generate persistent, deleterious, and often unpredicted outcomes, including surprising surges in abundance of some species and the pattern that long temporal scales are required to discern many strong system responses. In light of these conclusions and ongoing debates, we suggest that fragmentation’s consistency, pervasiveness, and long-term degrading effect on biodiversity and ecosystem function have not been fully appreciated (9).

Without gains in yield and efficiency of agricultural systems (83), the expansion of human populations will inevitably continue to reduce and fragment natural areas. The area of Earth’s land surface devoted to cropland already occupies 1.53 billion hectares (83) and may expand 18% by the middle of this century (84), and the area committed to urban centers is predicted to triple to 0.18 billion hectares by 2030 (85). The capacity of the surviving forests and other natural habitats to sustain biodiversity and ecosystem services will hinge upon the total amount and quality of habitat left in fragments, their degree of connectivity, and how they are affected by other human-induced perturbations such as climate change and invasive species. Long-term experiments will be even more needed to appreciate, explain, and predict long-term effects. New efforts should work in concert, coordinating a network of experiments across ecosystems and spatial extents.

The effects of current fragmentation will continue to emerge for decades. Extinction debts are likely to come due, although the counteracting immigration debts may never fully be paid. Indeed, the experiments here reveal ongoing losses of biodiversity and ecosystem functioning two decades or longer after fragmentation occurred. Understanding the relationship between transient and long-term dynamics is a substantial challenge that ecologists must tackle, and fragmentation experiments will be central for relating observation to theory.

Experimental results to date show that the effects of fragmentation are strong and markedly consistent across a diverse array of terrestrial systems on five continents. Increasingly, these effects will march in concert with other global changes. New experiments should be coupled with emerging technologies, landscape genetics, and detailed imagery of our planet, and should be coordinated with current ecological theory to understand more deeply the coupled dynamics of ecological and social systems. These insights will be increasingly critical for those responsible for managing and prioritizing areas for preservation and ecological restoration in fragmented landscapes.

SUPPLEMENTARY MATERIALS

Supplementary material for this article is available athttp://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/1/2/e1500052/DC1

Materials and Methods

Fig. S1. Map of the BDFFP experiment and location within Brazil.

Fig. S2. Map of the Kansas fragmentation experiment.

Fig. S3. Map of the Wog Wog experiment and location within Australia.

Fig. S4. Map of the SRS experiment showing locations of the eight blocks in the second SRS Corridor Experiment within the SRS, South Carolina, USA.

Fig. S5. Design of the Moss experiment.

Fig. S6. Design of the Metatron experiment with 48 enclosed fragments and adjoining enclosed corridors.

Fig. S7. Map of the SAFE experiment and location within Borneo [after Ewers et al. (68)].

Table S1. Metadata for Fig. 3 in the main text.

Table S2. Metadata for Fig. 4 in the main text.

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution license, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

REFERENCES AND NOTES

  1. Acknowledgments: For comments, we thank R. Dunn, P. Ehrlich, L. Frishkoff, F. Gould, A. Leidner, C. Mendenhall, A. Tal, J. Watling, and the Fukami and Peay labs at Stanford. For symbols in figures, we thank the Integration and Application Network, University of Maryland Center for Environmental Science. Funding: R.M.E. is supported by ERC (European Research Council) Project number 281986. A.G. is supported by the Natural Sciences and Engineering Research Council, the Canada Research Chair program, and the Quebec Centre for Biodiversity Science. C.N.J. was supported by the Brazilian agency CAPES through the Ciência Sem Fronteiras program. R.D.H. thanks the University of Florida Foundation. J.C. is supported by the labex TULIP and the ANR Infrastructure grant AnaEE-France. Global forest cover data and analysis were provided under support from the NASA Making Earth System Data Records for Use in Research Environments (MEaSUREs; NNH06ZDA001N) and Land Cover and Land Use Change (NNH07ZDA001N-LCLUC) programs. For long-term support of experiments, we thank the Andrew W. Mellon Foundation (BDFFP); the Kansas Biological Survey and National Science Foundation (NSF) (DEB 01-08302 and DEB-0950100; Kansas Experiment); NSF and U.S. Department of Agriculture Forest Service–Savannah River (SRS Corridor Experiment); NSF DEB 0841892 and Environment and Heritage NSW, Forestry Corporation NSW, and CSIRO Ecosystem Sciences (Wog Wog); and the Sime Darby Foundation (SAFE).

  • Received for publication 15 January 2015.
  • Accepted for publication 17 February 2015.

http://advances.sciencemag.org/content/1/2/e1500052

Revista de Ciencia y Tecnología – Recuperación Ambiental de un Área Verde Urbana

Revista de Ciencia y Tecnología

versión On-line ISSN 1851-7587

Rev. cienc. tecnol.  no.11 Posadas ene./jul. 2009

INGENIERÍA – TECNOLOGÍA

Recuperación Ambiental de un Área Verde Urbana

Environmental Recovery of an Urban Green Area

A. Neckel1, A. Pandolfo1, J. W. J. Rojas2, G. Fanton1, M. Salles1, L. Pandolfo1, J. Kurek1

1– Universidad de Passo Fundo. Dirección: BR 285 Bairro São José, CEP 99001-97. Passo Fundo (RS), Brasil.
2– Universidad Federal do Rio Grande do Sul. Dirección: Av. Borges de Medeiros 1047, sala 51, CEP 90020-025, Porto Alegre (RS), Brasil. (engrojas@gmail.com).

• Alcindo Neckel1. Geógrafo, Alumno de maestría em Engeniería em la Universidad de Passo Fundo. Profesor y Coordinador del Curso Superior de Tecnología en Gestión Ambiental, Passo Fundo, Brasil. Recuperación de Áreas Verdes Degradadas; Infraestructura y medio ambiente y Gestión de proyectos ambientales.
• Adalberto Pandolfo1. Doctor en Inginiería de Producción. Profesor de la Universidad de Passo Fundo; Programa de PósGrado en Ingeniería; Curso de Ingeniería Civil, Passo Fundo, Brasil. Infraestructura y medio ambiente; Gestión de proyectos ambientales y Gestión de proyectos de Infraestructura.
• José Waldomiro Jiménez Rojas2. Maestro en Geotecnía, Doctorando en Inginería Civil. Profesor del Centro Universitário Metodista-IPA, Porto Alegre, Brasil. Infraestructura y medio ambiente, Geotecnia y Geotecnologia Ambiental.
• Gilson Fanton1. Geógrafo, Alumno de PósGrado en Docencia de la Enseñanza Superior de la FACPORTAL Pesquisador de la Universidad de Passo Fundo, Brasil. Recuperación de Áreas Verdes Degradadas.
• Luciana Marcondes Pandolfo1. Maestra en Inginiería Civil. Profesora de la Universidad de Passo Fundo; Programa de PósGrado en Ingeniería; Curso de Inginiería Civil, Passo Fundo, Brasil. Infraestructura y medio ambiente; Gestión de proyectos ambientales y Gestión de proyectos de Infraestructura.
• Marcele Salles Martins1. Maestra en Inginiería. Professora de la Universidade Comunitária Regional de Chapecó, UNOCHAPECO, Brasil. Planejamento urbano e regional.
• Juliana Kurek1. Maestra en Inginiería. Profesora de la Universidad de Passo Fundo; Programa de PósGrado em Inginiería; Curso de Inginiería Civil y Producción, Passo Fundo, Brasil. Infraestructura y medio ambiente; Gestión de proyectos ambientales y Gestión de proyetos de Infraestructura.


Resumen

Las áreas verdes históricamente vienen siendo manejadas de forma inadecuada a sus propósitos, sean ellos de carácter urbano o ambiental, comprometiendo el medio biótico. Estas áreas normalmente son regidas por planes de desarrollo propuestos por las municipalidades. Entretanto, propuestas también son llevadas por la comunidad a los órganos competentes. Se buscó así, adecuar el área verde del Lote Ciudad Universitaria-LCU, en la ciudad de Passo Fundo, a su propósito natural: área de preservación con fines de parque. De este modo, el presente trabajo fue desarrollado como subsidio para la realización de mejorías del área verde del LCU, adentro de lo que rigen las leyes de preservación ambiental y conforme la necesidad de la comunidad. Con ésas acciones, el área verde pasó a tener una función social para la comunidad, la cual, de ahora en adelante, actúa activamente en la preservación del local.

Palabras Clave: Urbanización; Degradación ambiental; Preservación ambiental; Comunidad; Educación ambiental.

Abstract

Green areas historically have been managed in a way inappropriate to their purposes, both as urban or environmental, undermining the biota. These areas are typically governed by the development plans proposed by municipalities. However, proposals are also taken to the competent organisms by the community. The aim was to adequate the green area of the University Campus (UC) in Passo Fundo to its natural purpose: preservation area for park purposes. Therefore, this work was developed as collaboration for the execution of improvements in the green area of the UC, within the laws governing environmental preservation and taking into account community needs. With these actions, the green area came to have a social function for the community, which now operates actively in preserving the site.

Key Words: Urbanization; Environmental degradation; Environmental preservation; Community; Environmental education.


1. Introducción

El crecimiento desordenado de los centros urbanos afecta negativamente a la calidad ambiental y de vida de la población. Eso no es diferente para la comunidad del “Lote Ciudad Universitaria”, que posee un área verde mal gerenciada hace muchos años. El área verde fue históricamente manejada de forma inadecuada, tanto en su función urbana, cuanto ambiental. A través de la movilización de la comunidad, algunas propuestas fueron presentadas a órganos como la Municipalidad y el Ministerio Público Municipal a fin de transformar el área verde en una especie de parque urbano, que al mismo tiempo preservaría el ambiente y serviría de área de ocio a la comunidad. Así, el presente trabajo fue desarrollado con el objetivo de caracterizar y analizar el área, además de subsidiar técnicamente a la comunidad en el planeamiento y ejecución de mejorías, adentro de lo que rigen las leyes de preservación ambiental y delante de las necesidades de la comunidad.

Este trabajo se constituye en un análisis estructural y ambiental del área verde del Lote Ciudad Universitaria- Passo Fundo, insertándose en la línea de investigación Relación Sociedad-naturaleza-impacto ambiental.

1.1. La urbanización y su interferencia en las cuestiones ambientales

Desde 1950, la formación de las ciudades brasileñas viene construyendo un escenario de contrastes, típico de las grandes ciudades del Tercer Mundo. En ese sentido, con la creación de la mayoría de los Órganos Municipales, se acabó por atropellar los modelos de organización del territorio y gestión urbana tradicionalmente utilizados, que se mostraron inadecuados, pues, conforme [1], “el resultado ha sido el surgimiento de ciudades sin infra-estructura y disponibilidad de servicios urbanos capaces de soportar el crecimiento provocado por el contingente poblacional que emigró hacia las ciudades” (2005).

Los impactos ambientales, principalmente la cuestión del agua, difieren entre los países desarrollados y los que se encuentran en fase de desarrollo. Las formas de planearse el espacio urbano o hasta la falta de planeamiento de los mismos, también difieren, consecuentemente siendo así los impactos ambientales diferentes. Eso puede ser identificado a partir del Cuadro 1.

Cuadro 1. Comparación de los aspectos del agua en el medio urbano.

La degradación ambiental en los días de hoy está fuertemente unida a factores de ocupación y uso del suelo, una vez que las formas de ocupación y manejo ocasionan el tipo y grado de impacto, lo cual afecta de manera desigual el ambiente. Así, el uso del suelo se diversifica a partir de su ocupación por diferentes categorías sociales, de ahí la necesidad de considerarse factores político-económicos, socio-culturales y bióticos en el análisis de los procesos de degradación ambiental [2].

Se imagina que en el futuro las personas deberán vivir en áreas de habitación separadas por grandes parques verdes, intercomunicadas por transportes colectivos de alta tecnología, como trenes modernos. Nuevas tecnologías limpias serán utilizadas y, más importantes aun, políticas de equidad social y ecológica serán cada vez más investigadas. Consecuentemente, las ciudades podrán pasar de zonas focales de grandes disturbios sociales, políticos, económicos y ecológicos, a locales de crecimiento cultural y de compartimiento de ideas, tanto ecológicas cuanto tecnológicas, esa parece ser la única forma de nuestra sobrevivencia futura, pues, “[…] la gestión es la superación de problemas, especialmente factores de injusticia social, y la mejoría de la calidad de vida, ambos deberían ser vistos como perteneciendo al amplio dominio de las estrategias de desarrollo regional, nacional, etc. Planeamiento y gestión urbanos, vistos por esa óptica de ciencia social, son nada más que estrategias de desarrollo urbano, alimentadas por una investigación social básica, tanto teórica cuanto empírica” [3].

Si los procesos naturales fuesen reconocidos y aprovechados, representarían un poderoso recurso para la construcción de un hábitat urbano sostenible, pero, cuando son ignorados, amplían los problemas que cada vez más castigan a las ciudades, como deslizamientos, transbordes de ríos, polución del aire y del agua, entre otros [4].

El crecimiento de las ciudades y de los aglomerados urbanos generalmente incrementan los problemas de orden ambiental. Las agresiones al medio ambiente ocurren debido a una suma de factores relacionados básicamente al uso y a la ocupación desordenada del suelo, al crecimiento de la malla urbana sin el acompañamiento adecuado de recursos de infra-estructura y a la expansión inmobiliaria. Así, áreas inadecuadas son ocupadas por la población carente, o también por emprendimientos inmobiliarios, acarreando el comprometimiento de los recursos ambientales, con prejuicio para la sociedad como un todo, especialmente para los que son obligados a convivir día a día en situación precaria, ocurriendo así la falta del tratamiento paisajístico adecuado y la incompatibilidad de las actividades a las necesidades de los usuarios[5].

Para aprovechar las oportunidades inherentes al ambiente natural de la ciudad, se vuelve necesaria una nueva actitud para con el ambiente construido. En las palabras de [3]: “la ciudad necesita ser reconocida como parte de la naturaleza, siendo proyectada de acuerdo con eso. […] La naturaleza en la ciudad necesita ser cultivada como un jardín, en vez de ser ignorada o subyugada”. Así, las personas deben hacer su parte en la preservación y constitución de las áreas verdes en las ciudades.

La ciudad puede ser entendida como un ecosistema, en su sentido amplio, una unidad ambiental, adentro de la cual todos los elementos y procesos del ambiente son inter-relacionados e interdependientes, de modo que un cambio en uno de ellos resultará en alteraciones en otros componentes. Sin embargo, existen también diferencias ideológicas y conflictos de intereses que se confrontan en el ideario ambiental, reflejando en el escenario urbano [6].

Los grandes asentamientos urbanos concentran problemas ambientales tales como polución del aire, sonora e hídrica; destrucción de los recursos naturales; bien como problemas sociales: desintegración social; desempleo; pérdida de identidad cultural y de productividad económica. Muchas veces, las formas de ocupación del suelo, la provisión de áreas verdes y de ocio, la gerencia de áreas de riesgo, el tratamiento de las cloacas y el destino final de la basura colectada dejan de ser tratados con la prioridad que merecen, aunque la constitución volvió obligatorio el Plan Director para las municipalidades con más de 20 mil habitantes, definiéndolo como “el instrumento básico de la política de desarrollo y expansión urbana”, medio de expresión de las “exigencias fundamentales de ordenamiento de la ciudad”, y como parámetro para asegurar la función social de la propiedad urbana [4].

La ciudad se constituye como la forma en la cual los seres humanos se organizan para vivir en sociedad y proveer sus necesidades. Las agresiones al medio ambiente sugieren la necesidad de buscarse alternativas que minimicen las acciones humanas y promuevan la integración del ser humano con la naturaleza. Es necesario acabar con la destrucción del medio ambiente, que acarrea varios problemas típicos de las grandes ciudades, pero que también afectan a ciudades de pequeño porte, como transbordes de ríos, deslices de tierra, polución, entre otros. En ese contexto, “la deterioración ambiental, sea en áreas urbanas o rurales, es un problema que siempre existió en la historia de la humanidad”[…]. Los más graves problemas ambientales son principalmente un efecto de la urbanización sobre los ecosistemas, provocando una contaminación creciente de los recursos naturales, principalmente el aire y el agua [4].

“La existencia de cursos de agua también condiciona el crecimiento de la ciudad. Los riachuelos no son obstáculos a una ocupación urbana pudiendo ser canalizados o hasta desapareciendo con la ciudad” [7].

En las palabras de [7], para que “se efectúe la construcción de calles y la parcelación en terrenos, toda la vegetación del lugar es eliminada, lo que también provoca la desaparición de su fauna”.

El área analizada presenta riquezas hídricas, poseyendo tres nacientes, y como dice [8]: “usted puede iniciar la demarcación de las áreas de preservación permanente por las orillas de los ríos. Toda la franja a lo largo de los ríos es área de preservación permanente”.

En pleno siglo XXI, el agua se vuelve una preocupación, pues, siendo un recurso natural renovable y el consumo siendo cada vez mayor, además del saneamiento básico no siempre llega a todas las residencias, se sabe que las cloacas son direccionadas hacia los arroyos y/o riachuelos, tornándolos altamente contaminados. Así, como dice [9], “la contaminación de las aguas por las cloacas urbanas resulta en problemas muy serios, dentro de los cuales están la contaminación por bacterias patogénicas y la contaminación por substancias orgánicas capaces de ser transformadas por microorganismos”.

En un alcance general podemos decir que “el agua es el elemento de mayor importancia para todas las formas de vida de la Tierra” [9]. También existen autores como [10], que hablan de la importancia del agua, siendo que “el agua es vida, y por eso, es insustituible”.

En el área verde del Lote Ciudad Universitaria, se puede observar la riqueza de recursos hídricos, ahí se encuentran tres nacientes mal preservadas: la primera fue canalizada; la segunda y la tercera están degradadas por la inexistencia de la mata ciliar y existen solamente pequeños remanentes de mata secundaria. “Con el proceso de expansión de la ciudad y la incorporación de nuevos espacios para edificaciones, la naturaleza se modifica cada vez más en el medio ambiente urbano” [11].

1.2. Objetivos de la investigación

Los objetivos de la investigación fueron: analizar la vegetación y el suelo del área; diagnosticar la cuestión social y la percepción de los habitantes del lote y proponer medidas para recuperación ambiental del área.

Por lo tanto, la investigación jamás se haría posible sin el apoyo y la presencia constante de la comunidad en lo que dice respecto a la ejecución de las propuestas para la mejoría del área verde, pues la misma no ve el área como algo con que se pueda obtener intereses económicos y sí como un beneficio a la calidad de vida de los habitantes.

2. Materiales y Métodos

El área verde tiene cerca de 2 ha. y está ubicada en el Lote Ciudad Universitaria-LCU, Barrio Petrópolis, en la Ciudad de Passo Fundo-RS. El área es actualmente ocupada por la Delegación Civil y por una Sociedad Tradicionalista. En esa área se acompañaron las acciones de la comunidad en el periodo de 2005-2007. En la metodología utilizada fueron hechas acciones, como:

• Revisiones bibliográficas de las leyes y de autores que elucidan las tendencias de uso de áreas urbanas, tomando como referencia la cuestión de la sostenibilidad en el estudio de caso del LCU;

• Relevamiento del área, con la colecta de datos sobre la vegetación;

• Análisis del agua y del suelo, evaluando su nivel de calidad.

El análisis de agua fue hecho en las tres nacientes existentes en el lugar, buscando saber el grado de polución biológica y microbiológica. En el suelo, los muestreos fueron colectados en diversos puntos y a diferentes profundidades, en los huecos de colecta se retiraban las hierbas que estaban brotadas y con una pala se retiró cerca de 20 cm de suelo para mezclarlo en un recipiente con otras colectas semejantes para que se pudieran realizar los análisis de las mismas. Posteriormente, fue hecho el análisis de 20 a 40 cm de profundidad, también en diferentes puntos, con el objetivo de conocer cual es el nivel de acidez del suelo.

Por otro lado, se recabaron, a través de cuestionarios, informaciones sobre la vida socio-económica y la percepción de medio ambiente de los habitantes, situando en el contexto del área verde. Los resultados fueron tabulados y analizados en el sentido de verificar los principales problemas e indicar técnicas de manejo y restauración del área.

Fueron plantadas 500 mudas de especies nativas con el propósito de devolver al área su cara original, recuperando las nacientes, suelo y vegetación.

Se proporcionó a la comunidad un área de diversión, mejorando la calidad de vida de la población.

2.1. Caracterización y ubicación de la municipalidad de Passo Fundo

El aumento exagerado de las concentraciones demográficas urbanas, con relación a las áreas rurales, sobrevivió en términos económicos a los grandes productores agrícolas. Hubo una gran demanda de tierras en 1960, lo que ocasionó un fortalecimiento económico en el medio rural, o sea, “el flujo de capitalistas en la búsqueda de tierras de negocio en el año de 1960 evidencia un aumento de nuevos capitalistas en Passo Fundo” [12].

La municipalidad de Passo Fundo, ubicada al norte del estado de Rio Grande do Sul, entre las coordenadas geográficas 28º07′ y 28º25′ de latitud Sur y 52º17′ y 52º41′ de longitud oeste, con un área territorial de 754,40 km2, tiene como límites a las municipalidades de Pontão y Coxilha, al norte, Carazinho y Santo Antônio do Planalto, al oeste; Ernestina y Marau, al sur y Mato Castellano al este (Figura 1).


FIGURA 1. Mapa de localización de la municipalidad de Passo Fundo.

Passo Fundo se sitúa en el llamado Planalto Rio-Grandense, a 709 m de altitud (en el centro de la ciudad de Passo Fundo), siendo atravesado por la elevación denominada Coxilha Grande do Albardão, con sucesivas “coxilhas” y “chapadões”, con declividad decreciente en el sentido este-oeste, que forman el divisor de aguas de los lavados de los ríos Uruguay y Jacuí [14].

La ciudad de Passo Fundo, conocida como la capital del Planalto Médio, es una ciudad importante para toda la Región Norte del estado de Rio Grande do Sul, siendo la más grande de ellas, con 168.440 habitantes, según el Censo de 2000-IBGE, poseyendo una densidad demográfica de cerca de 220 hab/km2. Está situada a 687 m sobre el nivel del mar, su temperatura es agradable, siendo la media anual de 17,5 °C, registrándose la media más caliente en el mes de enero, 28,3 °C, y la media más fría registrada en el mes de junio, 8,9 °C.

Caracterizando la ciudad, no se puede dejar de citar que el régimen capitalista trajo el caos al medio urbano. Históricamente no podemos dejar de lado a autores como [15], que enfatizan: “En ciertas épocas hubo verdaderas eclosiones poblacionales rumbo a los ejes urbanos, fruto de la marginalización de una masa humana compuesta por descendientes de esclavos, nativos, peones de estancia, pequeños productores y todos los que perdieron sus funciones en la zona rural.”

La geomorfología es derivada de derrames basálticos profundos y bien drenados por la red hidrográfica del Río Passo Fundo, Río Taquari, Río Jacuí, Río da Várzea, Arroyo Miranda, Arroyo Pinheirinho, Arroyo Passo do Herval, Arroyo Chifroso, Arroyo Conceição, Arroyo Engenho Velho y Arroyo Santo Antonio. Los suelos pertenecen a los latossolos rojos con textura arcillosa. El relevo es ondulado, lo que regionalmente se puede llamar de coxilhas. El clima es del tipo temperado subtropical húmedo del tipo Cfa de Copen, posee características de subtropical húmedo con lluvias bien distribuidas durante el año.

3. Resultados y Discusiones

3.1. El área verde del lote ciudad universitaria y el análisis de la degradación ambiental

En el Lote Ciudad Universitaria viven aproximadamente 33 familias, representando diversas profesiones y clases sociales: agricultores, microempresarios, profesores, funcionarios públicos y de la FUPF, así como autónomos y estudiantes. El lote está compuesto por seis calles, siendo dos de ellas las más importantes por tener mayor tráfico, proporcionando acceso al noroeste a la FUPF, las demás son transversales a las anteriores, siendo de menor tráfico.

El área verde del LCU posee 17834 m2, está ubicada entre la Av. Brasil Leste y la BR 285; al lado del acceso a la Fundación Universidad de Passo Fundo, al Noroeste posee limite con la AFUPF. En la Figura 2tenemos un panorama general del área verde (área circundada).


FIGURA 2. Detalle del área retirado de la propuesta de Plan Director y Desarrollo Integrado de Passo Fundo, 2005.

En lo que se refiere a las características del área verde del Lote Ciudad Universitaria la ocupación del territorio es conforme a la aptitud del área, con presencia de construcciones en áreas próximas a las nacientes; presencia de aterramientos; área sin vegetación o con especies exóticas: eucaliptos y pinus, además de la presencia de nacientes de agua y talvegues primarios con problemas (Figura 2). Tratamiento inadecuado es dado a los nacientes (nacientes canalizadas o aterradas), generando polución de las aguas de las nacientes. Todavía se puede destacar una gran falta de respeto a las leyes de preservación de las aguas, conforme [16].

El lote, aunque esté localizado en una importante área de la ciudad de Passo Fundo, en donde circulan visitantes de la ciudad y de la Universidad de Passo Fundo, presenta históricamente problemas de estructura y abandono por parte de los poderes públicos y de la comunidad. Abajo siguen relacionados algunos problemas, ilustrando la situación:

• Ausencia de paseos, cordones en las calles y aceras en prácticamente todas las calles;

• Tráfico intenso de vehículos y de camiones (acceso a la BR 285, UPF y Av. Brasil);

• Depósitos de basura en las calles y en el área verde del lote;

• Terrenos baldíos, únicamente con el objetivo de especulación inmobiliaria;

• Ausencia de área de ocio y bienestar para la comunidad;

• Área verde, siendo utilizada de forma disforme a las leyes de preservación;

• Presencia de construcciones inacabadas;

• Práctica de aterramientos con suelos pobres y oriundos de horizontes C; Descuido en relación a los nacientes existentes en el área.

Los suelos al oeste del área son compuestos básicamente en Latossolos Brunos y Chernossolos. En la parte Este y Norte del área los suelos tienen origen de aterramientos pretéritos con horizonte C, o sea, suelos con características de roca basáltica, poco intemperizados y pobres química y físicamente. Un resumen de las características químicas y físicas está descrito en la Tabla 1.

Tabla 1. Características físicas y químicas de los suelos, en dos profundidades, en las zonas Este y Norte del área verde del Lote Ciudad Universitaria-Passo Fundo.

Estos suelos son de origen extra-área, dada a través de aterramientos, por eso la mejoría de este suelo debe pasar por la introducción de especies nativas que se adapten a las condiciones descriptas anteriormente. Las especies nativas pioneras producirán material vegetal, mejorando el suelo paulatinamente a través del incremento de carbono orgánico en el suelo. Este proceso inmovilizará materia orgánica, mejorando las propiedades químicas y físicas del suelo, como capacidad de retención de cationes y agua. Se espera que el proceso de recuperación sea rápido, pues las plantas nativas de mayor porte, como la “açoita-caballos”, loro, cedro, grápia, ipe amarillo y morado, cabriúva y angico son más susceptibles a las condiciones de los suelos. En el momento de la plantación de las mudas, se hizo una cueva con tamaño compatible a la muda, de forma de ser llenada con el material orgánico.

En las cuevas, el aporte de material orgánico e irrigación periódica pos-plantío son prácticas recomendables para garantizar el desarrollo brotatorio de las mudas. Sin embargo, la irrigación, en este proyecto, no podrá ser hecha en consecuencia de los problemas de infra-estructura del área.

El desafío más grande de esta área es dar condiciones mínimas de suelos a las mudas de especies nativas para que enraícen. Es fundamental que estas especies se desarrollen a una velocidad satisfactoria, debido a que pueden debilitarse y ser suplantadas por las especies exóticas. El área verde del lote ciudad universitaria fue históricamente utilizado en beneficio de otros y no de los habitantes del lote. La aptitud original del área es la de parque urbano, con énfasis en la preservación permanente de los recursos en él contenidos. Entretanto, paulatinamente el área fue cedida para entidades a fin de construir sedes sociales y otros. En consecuencia a esta política pretérita, diversos problemas sobrevinieron al área, afectando directa e indirectamente a la comunidad. Los efectos directos fueron, entre otros, la eliminación de la posibilidad de destinar el área para fines de ocio, y la disminución de la calidad de vida de los habitantes. Indirectamente, el vínculo entre los habitantes fue desfavorecido debido a la construcción de sedes sociales de entidades que no tienen ningún vínculo con la comunidad.

Dicha situación, a pesar de ser muy común en ciudades brasileñas, sirvió de factor motivador para que la Asociación de los Habitantes del Lote Ciudad Universitaria reivindicara el área y que fuera integrada funcionalmente al lote y a la comunidad.

La ausencia de un área de ocio y de convivencia para la comunidad, sumada al uso incorrecto del área verde, originalmente destinada al lote Ciudad Universitaria, motivó a la comunidad, y, consecuentemente, nuestra intervención a través de este proyecto. El proyecto es concordante con el Plan Director de Desarrollo Integrado de la Municipalidad de Passo Fundo en lo que hace al artículo 21, que dice: “Constitúyanse directrices para la gestión del patrimonio paisajístico de Passo Fundo”, incisos:

I. Preservación de los espacios de relevante potencial paisajístico y natural en vista de su importancia para la calidad de vida y para las actividades direccionadas al ocio;

II. Preservación y recomposición de mata ciliar a lo largo de los ríos y arroyos;

III. Recuperación y adecuación de áreas degradadas y de preservación;

IV. Educación ambiental con enfoque en la protección del medio ambiente.

Incluso, el proyecto fue presentado en audiencia, en la presencia del excelentísimo Jefe de la Municipalidad de Passo Fundo, Sr. Airton Dipp.

Los objetivos del proyecto fueron:

a. Proteger las nacientes de agua presentes en el área;

b. Reinstalar la vegetación en las áreas desprovistas, recuperar el suelo y manejar la vegetación existente;

c. Transformar el área en parque destinado al ocio ecológico en dónde la comunidad pueda visitar y desarrollar un sentimiento de responsabilidad con el patrimonio natural y social de la ciudad;

d. Involucrar a la comunidad, concientizándola de las cuestiones ambientales y de la preservación de su hábitat;

e. Involucrar a los alumnos de grado de la FUPF en acciones de investigación y extensión.

3.2 Las nacientes y el modelo de recuperación de la vegetación nativa aplicado al lugar

En lo que concierne a las nacientes, todas fueron, de alguna forma, mal preservadas y/o enterradas (Figura 3). Las nacientes en situación más grave son la primera (más al norte), que fue dejada desnuda, sin cualquier vegetación ciliar, y la tercera (más al sur = naciente 1), que fue aterrada.


FIGURA 3. Detalle del estado de una naciente en el área del Lote Ciudad Universitaria – Passo Fundo.

Para la zona en dónde se encuentran las nacientes, está previsto:

• Limpieza de todo y cualquier material extrínseco a la condición natural del medio, incluso latas, plásticos y residuos.

• Eliminación de la vegetación exótica, como pinus y eucalipto, especies que interferirán en el crecimiento y desarrollo de las mudas nativas implantadas. Esta acción también será extrapolada para el total del área en caso de que haya necesidad.

• Revegetalización del suelo en un rayo de 50 m de las nacientes; ley: en las nacientes, aunque intermitentes, y en los llamados “ojos de agua”, cualquiera que sea su situación topográfica, en un radio mínimo de 50 m de ancho; (Redacción dada por la ley N° 7.803 de 18.7.1989). El Código Forestal Estadual establece en el Art. 2º: Considerase de preservación permanente, por efecto de esta ley, las forestas y demás formas de vegetación natural ubicadas en las nacientes, así como en los llamados “ojos-de agua”, sea cual fuere su situación topográfica;

• Monitoreo de la calidad de agua desde el punto de vista organoléptico, químico y microbiológico. Esta acción dependerá de la filantropía de órganos competentes para la realización de las análisis;

• La selección de las especies utilizadas será de acuerdo con la clasificación en cuanto al hábito de crecimiento y ecológico (Tabla 2) y en cuanto a la disponibilidad de donaciones de mudas y semillas. Las especies nativas herbáceas y de forración serán implementadas en un primer momento a fin de cubrir el suelo. Las plantas arbóreas serán implantadas para que en el futuro cubran el suelo a través de su dosel.

Tabla 2. Características de los diferentes grupos ecológicos que serán implementados en el área del Lote Ciudad Universitaria en Passo Fundo.

En los últimos años el área pasó por un proceso de abandono, en dónde el aporte de semillas de forma anemométrica de invasoras transformaron la vegetación restando predominantemente especies exóticas con gran capacidad contaminante. Las plantas mencionadas son típicas de áreas abandonadas y se originaron ahí debido a la llegada de semillas vía pájaros, en la tierra de aterramiento o también por vía aérea.

Entre tanto, el área presenta vegetación nativa remaneciente en forma de macizos, principalmente circundando los nacientes, poseyendo la función de mata ciliar. Sin embargo, estos macizos circundan, en pocos metros, las nacientes y sufren presiones ecológicas de las especies exóticas mencionadas.

Así, la intervención del hombre a través del manejo de las especies exóticas y nativas se hace necesaria. La eliminación de las especies exóticas más rusticas y agresivas es práctica recomendable. La limpieza de estas especies está prevista en este proyecto. Esta práctica tiene en vista revertir la relación de fuerza en la sucesión vegetal, en pro de las especies nativas actuales o que serán implantadas por plantío de mudas o por resiembra artificial.

Por lo tanto, los macizos de plantas nativas se pueden separar más fácilmente, además de posibilitar la germinación de semillas de las especies nativas, como hierba mate, canela, aroeira, entre otras que forman parte del macizo. En una etapa subsiguiente, la preparación del suelo y la introducción de especies nativas serán realizadas.

El modelo que intercala especies de pioneras, secundarias y climáticas en un espacio cerrado de 4×4 metros fue adoptado en este proyecto.

Ese método se aplica con éxito en pequeñas áreas. Es un modelo bastante denso, que soporta 4000 plantas/ha. Entre las mudas plantadas, sobre las entrelíneas, serán sembradas gramíneas estoloníferas como la Paspalun notatun o césped forquilha. Esta práctica auxiliará en la preservación y limpieza de las entrelíneas sin la germinación de especies contaminantes exóticas.

Con relación a los deseos de los habitantes de lo que debe haber de ocio en el área verde del lote, los mismos quieren cuadras para la práctica de deportes, bancos para sentarse a la sombra de los árboles, posibilitando la convivencia más realista entre los vecinos y una plaza equipada con lo que sea necesario para el entretenimiento de los niños. En ese sentido, un proyecto de recuperación del área fue realizado, incluso con un anteproyecto paisajístico para la revitalización del mismo.

Una vez más los habitantes muestran necesitar de esta área verde para hacer efectiva la organización de la plaza, para que los mismos puedan mantener una convivencia más cercana. También se percibe que están comprometidos para que la manutención del área sea posible y lleve al desarrollo del lote. Los objetivos del proyecto “Área verde” llevan a la recuperación del área, atendiendo a los propósitos de los habitantes.

En la Figura 4, está explicada la situación anterior y posterior a la implementación del proyecto en el Área verde.


FIGURA 4. Situación anterior y posterior a la implantación del proyecto en el Área Verde.

En cuanto a las acciones para la mejoría y preservación del área verde del Lote Ciudad Universitaria, se tiene:

• Creación de área verde en conjunto con la población del lote;

• Protección de las nacientes de agua;

• Reforestación de las áreas adyacentes a las nacientes con especies forestales nativas: Corticeiras, açoita- cavalos, pitangas, angicos, ipes, guabiroba, bracatinga (pionera), araucária, cedro;

• Creación del área de diversión para niños y adultos;

• Cancha de fútbol y bocha;

• Huerta comunitaria;

• Iluminación Pública;

• Creación de senderos para caminatas;

• Entre otros.

4. Consideraciones Finales

Se observó que los habitantes del lote sienten la necesidad de cuidar del área verde y de todo el espacio público o particular, pues, todos los entrevistados se comprometieron a ayudar en lo que fuere necesario para que el lugar en donde viven quede más bonito y ambientalmente más adecuado.

Se percibió que la comunidad se organizó y ejerció su ciudadanía en el proceso de reivindicación y de ejecución del proyecto. La vegetación del área fue revitalizada, con la introducción de especies nativas; las nacientes fueron protegidas, con la implementación de la vegetación adentro de lo preconizado por la legislación ambiental, parte del área fue adecuada al ocio de la comunidad; y aun, la comunidad reconoció la necesidad de las mejorías presentadas en el transcurso del desarrollo del proyecto.

Los habitantes pertenecen a la clase social media, en donde existe una preocupación con el acceso a una infra- estructura básica en un espacio urbano, pero, como el lote se ubica en un lugar más alejado del centro de la ciudad, se percibe que el Poder Público no siempre cumple con su papel, que es el de primar por el bienestar de todos los habitantes, ya que existen reclamos en cuanto a la falta de desmaleza en las calles y problemas con las cloacas.

Fue posible constatar el avance de los objetivos propuestos, siendo importante mencionar que durante su realización se pudo hacer además del diagnóstico del área, el acompañamiento de la implementación de mejorías anheladas por la comunidad y con la participación efectiva de la misma. En ese contexto, la acción geográfica fue de extrema importancia en las diferentes etapas de uso del territorio en ambientes urbanos.

Referencias Bibliográficas

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Recibido: 26/06/08.
Aprobado: 13/02/09.

Publicación científica: Evalúan métodos de análisis de areas protegidas del Amazonas

Los indicadores que se utilizan actualmente para orientar las políticas y las inversiones en las áreas protegidas de la Amazonía pueden no estar teniendo el efecto deseado.

Esto de acuerdo a un nuevo estudio publicado el 27 de marzo, en el journal de IOP Publishing Environmental Research Letters, que ha analizado 66 áreas protegidas en la Amazonia brasileña y realizó un análisis crítico de la herramienta – Evaluación Rápida y Priorización del Manejo de Áreas Protegidas (RAPPAM por sus siglas en ingles) – que se utiliza para administrar, priorizar y evaluar la eficacia de los esfuerzos de conservación en estas áreas.

Los investigadores, del Instituto Amazónico de las Personas y el Medio Ambiente (IMAZON) y la Universidad de Michigan, encontraron que no hay una fuerte asociación entre la prevención exitosa de la deforestación y las puntuaciones de la RAPPAM que indican un aumento de los esfuerzos de conservación, como el presupuesto, el personal, el equipo y la gestión planes.

“Hay dos posibles explicaciones para los resultados: o la RAPPAM no mide las cosas correctamente y los resultados no reflejan adecuadamente la situación de estos aspectos de la gestión o la RAPPAM esta midiendo las cosas que no son importantes para la conservación exitosa de las áreas protegidas,” dijo el co-autor del estudio Christoph Nolte.

La RAPPAM, desarrollada por el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF por sus siglas en inglés), tiene por objeto, entre otras cosas, “ayudar a desarrollar y priorizar las intervenciones políticas adecuadas y medidas de seguimiento para mejorar la gestión de las áreas protegidas” y ha sido implementado en más de 2000 áreas protegidas en más de 50 países de los cinco continentes.

La RAPPAM emite cuestionarios a los directores de las áreas protegidas, a los que se les pidió que clasificaran 90 declaraciones cualitativas sobre una escala de cuatro puntos sobre la base de lo bien que la declaración se aplica a su sitio de área protegida.

En su estudio, los investigadores tuvieron en cuenta 152 áreas protegidas en la Amazonia brasileña. Para cada área protegida, seleccionaron parcelas de bosque fuera de la zona protegida, que eran similares a las parcelas forestales dentro del área protegida y utilizaron imágenes de satélite para calcular la tasa de deforestación que se estaba produciendo en ellos.

Utilizaron esta tasa de deforestación para estimar la cantidad de deforestación que se habría producido en cada área protegida de no haber sido protegida. Las áreas protegidas se agruparon de acuerdo con la tasa de éxito contra la presión de la deforestación a la que se enfrentaron. Las puntuaciones de la RAPPAM para cada grupo se compararon entre sí.

Los investigadores encontraron un indicador de la RAPPAM que tenía una fuerte asociación con la prevención de la deforestación: la ausencia de conflictos de tenencia de la tierra. Cuando no había conflicto de tenencia de tierras sin resolver, el éxito en evitar la deforestación fue mayor.

Esto sugiere que los conflictos de tenencia de tierras pueden ser un factor tan importante en la conformación de la deforestación, que eclipsa la importancia potencial de otros factores.

Por otra parte, pone de relieve la necesidad de que el gobierno brasileño resuelva rápidamente los conflictos con el fin de conservar las áreas protegidas.

“El gobierno tiene que actuar rápidamente”, dijo el co-autor del estudio Paulo Barreto de IMAZON. “Tienen que desalojar a los ocupantes ilegales, indemnizar a los ocupantes que tienen derechos legales y re-dibujar los límites cuando los ocupantes tienen derechos inalienables de la tierra. Si los conflictos no se resuelven, pueden producirse nuevas ocupaciones, lo que dificultará considerablemente el esfuerzo para proteger la tierra. ”

Desde el miércoles 27 de marzo, este documento puede ser descargado desde

http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/1/015039/article