Funciones del suelo y servicios ecosistémicos

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Sevilla, 16 noviembre 2016
Funciones del suelo y servicios 
ecosistémicos: importancia de la 
materia orgánica
Teodoro Marañón teodoro@irnase.csic.es
Engracia Madejón
IRNAS, CSIC, Sevilla
1. Introducción a los Servicios Ecosistémicos
2. Valoración de los suelos y sus servicios
3. Materia orgánica y servicios ecosistémicos
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Éxito como meme
Desde 2005 han aumentado exponencialmente 
las publicaciones científicas sobre “servicios 
ecosistémicos”.
15.669 publicaciones en SCOPUS (11/11/2016)
31% entre 2015 y 2016
Nueva revista de Elsevier en 2012:
Ecosystem Services
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Las contribuciones directas e indirectas de los ecosistemas al 
bienestar humano
1. Introducción a los Servicios Ecosistémicos
Un mandato europeo: Evaluar los Servicios Ecosistémicos
Estrategia de la UE sobre la biodiversidad hasta 2020: nuestro seguro de vida y capital 
natural (2011)
OBJETIVO 2: MANTENIMIENTO Y RESTAURACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS Y SUS SERVICIOS
Actuación 5: Mejorar el conocimiento de los ecosistemas y los servicios ecosistémicos en la UE
Los Estados miembros, con asistencia de la Comisión, cartografiarán y evaluarán el
estado de los ecosistemas y sus servicios en sus respectivos territorios no más tarde de
2014, calcularán el valor económico de dichos servicios y promoverán la integración de
ese valor en los sistemas de contabilidad e información a nivel nacional y europeo no más
tarde de 2020.
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Importancia en la política y gestión de recursos
http://biodiversity.europa.eu/maes
Grupo de Trabajo sobre
Cartografía y Evaluación de 
Ecosistemas y sus Servicios
Mapping and Assessment on 
Ecosystems and their Services 
(MAES) 
Documentos:
1) Marco analítico – abril 2013
2) Indicadores – febrero 2014
3) Condiciones de los ecosistemas 
– marzo 2016
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Ecología y sociedad 1960‐1980
El entomólogo americano Paul Ehrlich acuñó en 1981 el término
“servicios ecosistémicos” en su libro Extinction: the causes and
consequences of the disappearance of species.
(Premio BBVA Fronteras del conocimiento 2014)
“La pérdida de los servicios para la humanidad que son
consecuencias de las extinciones pueden ser desde triviales a
catastróficas, dependiendo del número de elementos que
desaparecen y del grado de control que cada uno ejerce sobre el
sistema.”
Ehrlich y Mooney (1983), Extinction, substitution, and ecosystem services. BioScience,
33: 248‐254.
Historia de un concepto
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Ecología y economía 1990‐2000
El economista americano Robert Costanza, con 12 coautores publican
en Nature (1997) un artículo en el que valoran el “Capital Natural” del
planeta y los servicios ecosistémicos.
“Los servicios ecosistémicos y el capital natural que los produce
… representan parte del valor económico total del planeta.
Los servicios de la biosfera se estiman en 33 x 1012
dólares/año, mientras que el PIB total es de 18 x 1012
dólares/año.”
Costanza et al. 1997, Nature 387: 253‐260.
Actualizado en 2014: Global Environmental Change 26: 152–158
Desde 1989
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Auditoría mundial 2001‐2005
Naciones Unidas: Evaluación de los Ecosistemas del Milenio (EM). Un Panel de más de
1300 científicos y expertos de 95 países realizaron la “primera auditoría comprehensiva
del estado del capital natural de la Tierra”.
“Examinando el ambiente a través del 
marco de los servicios de los 
ecosistemas se hace mucho más fácil 
identificar cómo los cambios en los 
ecosistemas influyen sobre el bienestar 
humano, y proporcionar información 
que los responsables de tomar 
decisiones puedan sopesar junto con 
otras informaciones sociales y 
económicas.”
http://www.maweb.org/es/
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Página web y documentos en 6 idiomas
Auditoría mundial 2001‐2005
Evaluación de los Ecosistemas del Milenio (EM).
Sistematización de los tipos de servicios y de los componentes del bienestar.
http://www.maweb.org/es/
“A escala local y nacional, existe 
información relativamente 
limitada acerca del estado de 
muchos servicios de los 
ecosistemas y aún menos 
información acerca del valor 
económico de los servicios no 
comercializados.” 
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Auditoría mundial 2001‐2005
Evaluación de los Ecosistemas del Milenio.
Identificar los factores que provocan los
cambios en los ecosistemas y los servicios
que éstos prestan es fundamental para
diseñar intervenciones que capten impactos
positivos y minimicen los impactos
negativos.
http://www.maweb.org/es/
“La actividad humana está ejerciendo
una presión tal sobre las funciones
naturales de la Tierra que ya no puede
darse por seguro que los ecosistemas del
planeta vayan a mantener la capacidad
de sustentar a las generaciones futuras.”
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Evaluación de los Ecosistemas del Milenio de España
Financiado por la Fundación Biodiversidad
Preparado por 60 expertos de 20 centros, en el 
periodo 2009‐2011. 
El documento de síntesis (305 págs.) se puede 
descargar en:
www.ecomilenio.es
Auditoría nacional 2009‐2011
Evaluación de los Ecosistemas del Milenio. Aplicación en España
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Auditoría nacional 2009‐2011: diversas reacciones
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Evaluación de los Ecosistemas del Milenio en Andalucía 2010‐2012
Panel de 24 expertos agrupados en 9 equipos de trabajo coordinados por Carlos Montes 
(UAM) y Rosario García Mora (REDIAM).
Se evaluaron los estados y tendencias de 17 tipos operativos de ecosistemas (TOE).
http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/portal_web/web/temas_ambientales/biodiversidad/capital_natural/resultados/ecosistemas_milenio_andalucia.pdf
Informe final (184 págs.) 
disponible en internet
Auditoría regional 2010‐2012
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Evaluación de los Ecosistemas del Milenio en Andalucía 2010‐2012
Importancia y tendencias de 22 ecoservicios
a nivel regional. 
http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/portal_web/web/temas_ambientales/biodiversidad/capital_natural/resultados/ecosistemas_milenio_andalucia.pdf
Prioridad en la gestión de los servicios 
críticos, que son importantes y muestran 
tendencias negativas.
 Provisión de agua dulce. Afectada por el 
cambio de uso (regadíos), contaminación 
y cambio climático.
 Erosión del suelo y desertificación. 
Afectados por el cambio de uso 
(tecnificación agraria) y cambio climático 
(riesgos de incendios).
 Conocimiento ecológico local. Afectado 
por el cambio de uso (abandono rural).
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Aproximación TEEB 2008‐2010
Naciones Unidas (UNEP) y Comisión Europea: La Economía de los Ecosistemas y la
Biodiversidad (TEEB). Informe final presentado en la reunión de la CBD en Nagoya 2010.
http://www.teebweb.org/
“TEEB ofrece un enfoque que puede
ayudar a los responsables de la toma de
decisiones a reconocer, demostrar y,
cuando corresponda, captar los valores de
los ecosistemas y la biodiversidad”
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Aproximación TEEB 2008‐2010
La Economía de los Ecosistemas y la Biodiversidad (TEEB 2010).
http://www.teebweb.org/
Etapas en la provisión de servicios:
 Ecosistemas y biodiversidad
 Estructura y procesos
 Función
 Servicios ecosistémicos
 Bienestar humano
 Beneficios
 Valor (económico)
La gestión del ecosistema se basa en el 
valor percibido y el uso de los servicios 
ecosistémicos.
Énfasis en el valor (económico).
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http://www.teebweb.org/wp‐content/uploads/Study%20and%20Reports/Reports/Synthesis%20report/Synthesis%20report_Spanish.pdf
Identificar y evaluar los servicios ecosistémicos: Abastecimiento
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http://www.teebweb.org/wp‐content/uploads/Study%20and%20Reports/Reports/Synthesis%20report/Synthesis%20report_Spanish.pdf
Identificar y evaluar los servicios ecosistémicos: Regulación
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http://www.teebweb.org/wp‐content/uploads/Study%20and%20Reports/Reports/Synthesis%20report/Synthesis%20report_Spanish.pdfIdentificar y evaluar los servicios ecosistémicos: Culturales
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Los suelos son importantes para el bienestar humano
2. Valoración de los suelos y sus servicios
http://www.fao.org/3/a‐ax374s.pdf
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Baveye et al. (2016) Frontiers in Environmental Science, vol 4, Article 41. 
Evaluación de suelos y servicios ecosistémicos
Marco conceptual RECARE para suelos y servicios ecosistémicos
Schwilch et al. (2016) Ecological Indicators 67: 586–597. 
 Los procesos del suelo 
representan la capacidad del 
ecosistema para proveer 
servicios.
 Las propiedades pueden ser   
inherentes o manejables.
 Los beneficios son valorados por 
los individuos y la sociedad. 
Pueden ser valores utilitarios o 
no.
 En base a esos valores, los 
individuos y las sociedades 
toman decisiones sobre la 
gestión del territorio.
 Los servicios ecosistémicos 
pueden ser utilizados para 
producir beneficios
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 El Corredor Verde del Guadiamar ha 
sido seleccionado como uno de los 17 
estudios de caso, por su relevancia a 
nivel europeo.
 La pérdida de materia orgánica es 
una de las 11 amenazas estudiadas.
 Objetivo: evaluar las medidas 
utilizadas para recuperar las funciones 
del suelo y la provisión de servicios 
ecosistémicos.
Proyecto europeo RECARE
http://recare-project.eu/
Prevención y recuperación de suelos 
degradados en Europa mediante el 
cuidado de la tierra
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Fitorrecuperación de suelos contaminados
Fitorrecuperación: es el conjunto de tecnologías que usan las plantas superiores 
para limpiar y revegetar los sitios contaminados (Bolan et al. 2011).
Bolan et al. (2014). J. Hazard. Mat. 266:141‐166.
Fitoestabilización: uso de las plantas y los microorganismos asociados para
inmovilizar los contaminantes en el suelo, a través de la absorción y acumulación en
raíces, adsorción o precipitación en la rizosfera, y estabilización física de los suelos
(Bai et al. 2015).
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Madejón et al. (2009) Journal of Hazardous Materials, 162: 931‐938.
Xiong et al. (2015) Pedosphere 25: 250–262.
Adición de enmiendas
 Aplicación extensiva  de enmiendas en la 
recuperación de suelos contaminados del 
Corredor Verde del Guadiamar.
 Estudio experimental de efectos a largo plazo 
(2002 – 2016)
 Comparación de espuma azucarera, 
compost de biosólido y leonardita.
 Efectos sobre la inmovilización de los 
elementos traza en el suelo.
 Aumento en la cubierta vegetal y la 
biodiversidad del suelo.
 Evaluación RECARE como técnica de 
recuperación de suelos y provisión de servicios 
ecosistémicos.
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Valoración de los servicios ecosistémicos del suelo en una 
granja de Nueva Zelanda
Valor total: 11525 euros /ha /año
Dominati et al. (2014) Ecological Economics 100: 119‐129.
Filtrado de contaminantes
40%
Producción de 
alimentos
29%
Filtrado de fósforo
18%
Mitigación de avenidas
7%
3. Materia orgánica y servicios ecosistémicos
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 El carbono del suelo tiene un papel vital en la regulación del clima, el
abastecimiento de agua y la biodiversidad, y por tanto en la provisión de
servicios ecosistémicos que son esenciales para el bienestar humano.
 La gestión de los suelos para obtener beneficios múltiples económicos,
sociales y ambientales requiere políticas integradas e incentivos que
mantengan y aumenten el carbono del suelo.
http://www.unep.org/yearbook/2012/
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http://www.slideshare.net/andykleinschmidt/introduction‐to‐soil‐science‐presentation
Composición del suelo
Funciones de la materia orgánica del suelo
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La materia orgánica del suelo tiene un papel importante en las propiedades
biológicas, químicas y físicas.
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Problema: 
pérdida de materia orgánica en el suelo
El 75% de los suelos del sur de Europa tiene
valores bajos (3,4%) o muy bajos (<1,7%) de 
materia orgánica.
Con un riesgo grave de desertificación.
Soluciones:
 Incorporación de residuos del cultivo mediante 
laboreo de conservación.
 Aplicación de materia orgánica exógena.
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Uso de residuos orgánicos 
Aumenta la materia orgánica del suelo; 
forma parte de una economía circular.
http://www.climatesolutions.org/cedar‐grove‐composting
Fuentes de residuos orgánicos
 Restos de los cultivos. 
 Residuos de ganadería, estiércol.
 Residuos sólidos urbanos (45% fracción orgánica).
 Residuos de plantas depuradoras de agua, 
biosólidos.
 Residuos orgánicos industriales (vinaza, alperujo, 
espuma azucarera, etc.).
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Servicios ecosistémicos de abastecimiento por suelos mejorados con 
compost
La adición de compost aumenta la producción de alimentos (cosechas) 
y materias primas (madera).
Ej. Efecto de compost de vinaza azucarera sobre la producción de 
remolacha (Madejón et al., 2001, Agriculture, Ecosystems and 
Environment 84: 55–65.
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Servicios ecosistémicos de regulación por suelos mejorados con 
compost
La adición de compost mejora:
 El reciclado de nutrientes y residuos orgánicos.
 El secuestro de carbono y la mitigación del cambio climático.
Ej. Efectos de la adición de alperujo en
suelos de olivar durante 17 años.
Aumenta la estabilidad a largo plazo del
carbono en el suelo (Aranda et al. 2015,
Journal of Environmental Management
147: 278-285).
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Limitaciones (Disservicios) en la aplicación de compost
 Presencia de materiales inertes y mal olor.
 Contaminantes orgánicos, metales pesados.
 Microorganismos patógenos.
 Exceso de salinidad.
COMPOST DE 
CALIDAD
 MATERIAL DE ORIGEN ADECUADO
 PROCESO DE COMPOSTAJE OPTIMO
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Evaluación de los servicios ecosistémicos provistos por un suelo mejorado 
con compost
 Abastecimiento
Aumento de producción 
agrícola o forestal
 Regulación
• Reciclado de nutrientes y 
residuos orgánicos
• Secuestro de carbono.
 Culturales
Paisajismo
 Disservicios
• Patógenos
• Metales pesados
• Compuestos tóxicos
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Incorporar los “Servicios ecosistémicos” como valor comercial del compost
http://www.filtrexx.com/application/files/6714/7023/1717/Appendix_3335_-_Ecosystem_Service_Benefits_of_Filtrexx_Compost-Based_Sus....pdf
Proyecto europeo RECARE
http://www.recare-hub.eu/stakeholder-platforms/guadiamar-spain
Proyecto RESTECO (CGL2014-52858-R)
Restauración y provisión de servicios ecosistémicos en suelos degradados
http://www.resteco.es/
Gracias
Grupo Soilplant (IRNAS, CSIC)
http://www.irnas.csic.es/uso-sostenible-del-sistema-suelo-planta/
Proyecto BIORESMED (AGL2014-55717-R)