De la computadora
La conversión de montes tropicales en tierras de cultivo atrae a los agrónomos más que nunca, pero los estudios del autor indican que el paso desde las zonas templadas a la tropical produce una disminución de la productividad biológica. El autor refuerza sus argumentos con una serie de modelos de predicción realizados con ordenadoras.
Helmut Lieth
HELMUT LIETH, ecólogo especializado en estructuras globales de productividad primaria y ecosistemas estacionales, es profesor en la Universidad de Carolina del Norte, EE.UU.
La explotación de los recursos naturales en las regiones templadas está llegando a sus limites. Es lógico que la economía mundial se dirija hacia los países tropicales en desarrollo para ver qué recursos quedan sin explotar y como pueden aprovecharse.
La experiencia en Africa y América del Sur demuestra que esto no es tan fácil, especialmente en las extensas áreas húmedas de los trópicos, cuyo suelos derivan de rocas sedimentarias, como en gran parte de la cuenca amazónica del Brasil.
Así, pues, es necesario instituir urgentemente un plan sensato para aprovechar los recursos tropicales y crear apropiados modelos de ordenación para obtener un rendimiento sostenido.
Un factor fundamental en estos modelos es la estructura de productividad primaria (biológica), Se conoce mejor la estructura de productividad de las zonas templadas que la de la tropical. Los estudios de productividad de las áreas de montes higrofíticos tropicales son, pues, muy aconsejables.
El cuadro de productividad primaria neta de las principales unidades de vegetación enumera los niveles de productividad más idóneos en diferentes partes del mundo, en el momento actual (véase pág. 30). En él se indican los valores medios de productividad de las más importantes formaciones vegetales. Las formaciones difieren en cuanto a composición en especies y estructura de su masa vegetal. En la columna 1 figuran los tipos o unidades de vegetación; en la columna 2, la extensión superficial del área; en la columna 3 se indica si las unidades están dentro o fuera de los trópicos; en la columna 4, la productividad media anual aproximada por metro cuadrado y en la columna 5, el promedio total anual de productividad para toda el área.
El área del Amazonas está cubierta en su mayor parte de montes higrofíticos y praderas tropicales, lagos y corrientes de agua. Comparada con otras áreas de vegetación (véase cuadro), debe considerársela dotada de Un potencial productivo natural que oscila entre superior a lo normal y notablemente elevado. Ello se demuestra aún más mediante la evaluación cartográfica de la productividad primaria neta en el mundo. Utilizando una combinación de métodos directos e indirectos para evaluar la productividad, hemos confeccionado, con ordenadoras, un mapa de los tipos de productividad primaria neta del mundo (Lieth, 1973). Este mapa se conoce con el nombre de ,Modelo Miami (Figura 1).
Murphy (1975) ha recopilado recientemente un resumen de la productividad de los ecosistemas tropicales. La recopilación aparece en la Figura 2. Las cifras se basan en mediciones reales. Indican la amplia gama de niveles de productividad posibles en cada tipo de bioma tropical. Aunque la mayoría de esas cifras se han obtenido fuera de América del Sur, se supone que sus magnitudes son representativas de los tipos de vegetación similar de la cuenca del Amazonas.
De esta forma se puede evaluar la productividad de áreas pequeñas con una precisión razonable. Se necesitan muchas de esta mediciones para construir modelos de correlación con parámetros ambientales, como se hizo para confeccionar el mapa mundial (Figura 1). No obstante, es muy difícil evaluar los tipos naturales de productividad en esa forma directa en la mayoría de las áreas forestales tropicales. Por consiguiente, si se quiere obtener un panorama razonable de la capacidad productiva del área amazónica, en el tiempo que los planificadores conceden para su utilización, es necesario recurrir a métodos de evaluación indirecta. Sin embargo, incluso antes de que podamos realizar bastantes modelados indirectos de la capacidad productiva, necesitamos contar con algunos datos básicos. Desgraciadamente, por lo que respecta a la cuenca del Amazonas, se carece casi por completo de tales datos, y su recopilación se retrasa por una serie de circunstancias. Por lo tanto, cuando se trata de la productividad de esta área y los posibles efectos de la interferencia humana, hay que atenerse a ciertas deducciones derivadas de mediciones en otras áreas del mundo.
Cuando se desarrollan sistemas agrícolas en áreas donde con anterioridad hubo ecosistemas naturales, se supone automáticamente que el sistema creado por el hombre es más útil y, al mismo tiempo, más productivo. De acuerdo con nuestras recientes averiguaciones, hay razón para creer que lo que antecede no es necesariamente verdadero.
En unión de varios colegas del Eastern Deciduous Forest Biome, del U.S. International Biological Programme (US-IBP), analizamos la productividad neta primaria de determinados Estados, como Wisconsin, Nueva York, Tennessee y Carolina del Norte. Reader (1973) evaluó los resultados de estos estudios para observar la correlación que tienen con la duración del periodo de crecimiento (Figura 3). El resultado de este estudio reveló, con sorpresa por nuestra parte, que la naturaleza ordenada por el hombre parece que se torna menos productiva en comparación con la natural a medida que se avanza hacia el sur.
Las comparaciones de evaluaciones estadísticas de la productividad de un área total con mediciones meticulosas de comunidades vegetales naturales y seminaturales, comprendidas en esa misma área, constituyen la base de este aserto (Sharp et al., 1975). En la mayor parte del mundo estas comparaciones son imposibles por falta de datos básicos. No obstante, empleando modelos confeccionados con ordenadoras, podemos establecer estas comparaciones con objeto de manifestar nuestra preocupación por la necesidad que existe de efectuar estudios serios de las áreas tropicales.
La Figura 3 muestra la comparación de dos modelos que pronostican una producción neta primaria a partir de la duración del periodo de vegetación. Comparamos dos regresiones lineales; una basada en la evaluación de producción de terrenos ordenados en los Estados Unidos, y la otra fundamentada en datos procedentes de todo el mundo, tomados principalmente en ecosistemas naturales. La comparación de las dos líneas permite la siguiente conclusión: si la tendencia indicada por los estudios norteamericanos es válida para todo el mundo, la capacidad productiva global descenderá más de 30% y las mayores pérdidas ocurrirán en las regiones tropicales húmedas. Con objeto de demostrar los cambios en la estructura mundial, hemos confeccionado mapas especiales usando ordenadoras, similares al que se muestra en la Figura 1.
La Figura 4 muestra el mapa elaborado a partir de unos 1 000 puntos de duración conocida del periodo de vegetación y basado en la regresión calculada por Reader (1973) para terrenos ordenados en el este de América del Norte extrapolada para todo el mundo. Este mapa se conoce con el nombre de Modelo Hague.
La Figura 5 muestra el mapa confeccionado con ordenadoras, que se basa en la línea de regresión para la vegetación natural, empleando los mismos 1000 puntos del periodo de vegetación conocido. Denominamos este mapa Modelo Manaus.
Es fácil ver que el Modelo Manaus arroja niveles de productividad similares a los del Modelo Miami (Figura 1), mientras que el Modelo Hague da valores mucho más bajos, especialmente en las regiones tropicales.
Las conclusiones a que se puede llegar con estas investigaciones preliminares es que hay que tener sumo cuidado al convertir los actuales sistemas de productividad entre media y alta de las áreas amazónicas en sistemas agrícolas, porque hay peligro de perder gran parte del potencial productivo.
La productividad de un sistema agrícola depende en gran parte de que se disponga de suficientes fertilizantes.
En contraste con los sistemas naturales, donde los elementos esenciales circulan eficientemente, los modernos cultivos agrícolas dependen casi en su totalidad de los fertilizantes. Esta es la razón por la cual muchos países en desarrollo obtienen, por término medio, unos rendimientos agrícolas mucho más bajos por hectárea de lo que puede esperarse de la capacidad fotosintética de las plantas.
Para demostrar este hecho, indicamos en la Figura 6 la evaluación de rendimientos y cifras de productividad para varias áreas. Este trabajo lo hicieron Terjung el al., (en prensa). Los autores emplearon el presupuesto de energía para predecir el potencial productivo de determinados cultivos y compararlos con los datos de rendimiento que figuran en las estadísticas de la FAO. En la Figura 6 sirve de ejemplo el trigo, con respecto al cual el 30% de la productividad total se supone que es rendimiento. La predicción se representa gráficamente en la Figura 6A en función del rendimiento medio observado. Como puede verse, el rendimiento pronosticado es mayor que el rendimiento observado en la mayoría de los países. Según la ley de Mitscherlich, se supone que el rendimiento de un cultivo depende de la cantidad de fertilizante añadido al sistema. Empleando de nuevo las estadísticas de la FAO, podemos calcular el rendimiento previsto en cada país de acuerdo con la cantidad de fertilizantes que suele aplicar su agricultura.
El actual conocimiento de las estructuras productivas es mejor en zona templadas y peor en los trópicos
PRODUCTIVIDAD PRIMARIA DE LAS PRINCIPALES UNIDADES DE VEGETACION DEL MUNDO
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Productividad neta primaria |
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Unidad de vegetación |
Superficie 106 km2 |
Oscilación kg m-2 año-1 |
Media aproximada kg m-2 año-1 |
Total para el área 109 tm |
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Montes |
50 |
|
|
|
81, 6 |
|
Higrofíticos tropicales |
17,0 |
T |
1-3,5 |
2,8 |
47,4 |
|
Verdes con lluvia |
7,5 |
T |
1,6-2,5 |
1,75 |
13,2 |
|
Verdes en verano |
7, 0 |
t |
0,4-2,5 |
1,0 |
7,0 |
|
Esclerófilos mediterráneos (chaparral) |
1, 5 |
t |
0,25-1,5 |
0,8 |
1,2 |
|
Mixtos de temperatura templada |
5,0 |
t |
0,6-2,5 |
1,0 |
5,0 |
|
Boreales |
12,0 |
t |
0,3-1,2 |
0,65 |
7,8 |
|
Monte abierto |
7 |
|
0,2-1,0 |
0,6 |
4,2 |
|
Matorral enano y claro |
26 |
|
|
|
2,6 |
|
Tundra |
8,0 |
t |
0,06-1,3 |
0,16 |
1,3 |
|
Matorral desértico |
18,0 |
T |
0,01-0,25 |
0,07 |
1,3 |
|
Praderas. |
24 |
|
|
|
19,2 |
|
Tropicales (incluidas las sabanas en que abundan las gramíneas) |
15,0 |
T |
0,2-2,9 |
0,8 |
12,0 |
|
Templadas |
9,0 |
t |
0,07-1,3 |
0, 8 |
7, 2 |
|
Desiertos (extremo) |
24 |
|
|
|
- |
|
Seco |
8,5 |
T |
0-0,01 |
0,003 |
- |
|
Helado |
15,5 |
t |
0-0,001 |
- |
- |
|
Tierras cultivadas |
14 |
|
0,1-4,0 |
0,65 |
9,1 |
|
Agua dulce |
4 |
|
|
|
5,0 |
|
Pantanos y marjales |
2,0 |
Tt |
0,8-4,0 |
2,0 |
4,0 |
|
Lagos y corrientes |
2,0 |
Tt |
0,1-1,5 |
0,5 |
1,0 |
|
Total para los continentes |
149 |
|
|
|
121,7 |
T = tropical; t = templado.
Empleando los países, para los que en la Figura 6A el rendimiento pronosticado y el observado son casi iguales, como base para determinar los niveles máximos de rendimiento, se puede deducir una regresión curvilínea, como la que se representa en la Figura 6B. La curva describe la conocida ley económica de los rendimientos decrecientes. Esto puede aplicarse como rectificación del pronostico que se indica en la Figura 6A. El resultado se muestra en la Figura 6C. La regresión lineal entre la predicción y la observación es ahora muy buena. La conclusión es que los altos rendimientos previstos para las áreas tropicales sólo pueden lograrse con grandes cantidades de nutrientes.
Esta necesidad fundamental originará probablemente una diversidad de problemas ambientales en el área amazónica. Junto con una mayor pérdida de suelos por erosión, ocasionará grandes cambios en la ecología de los ríos. Las áreas con aguas oscuras podrán convertirse en corrientes de aguas claras. Al ser mayor el paso de fertilizantes del terreno, se producirá una eutroficación. Cabe esperar que estos cambios se traduzcan en grandes alteraciones en las poblaciones de peces y de invertebrados de los ríos afectados. Las características de distribución de los vectores de enfermedades también cabe esperar que cambien y produzcan desviaciones de las enfermedades epidémicas, que afectarían igualmente a áreas consideradas seguras hasta ahora.
Aunque comprendemos que ciertas partes de los montes amazónicos necesitan convertirse en tierras agrícolas, sólo se puede advertir a los planificadores y desarrollistas que, en primer lugar, tomen todas las precauciones necesarias para destruir lo menos posible las áreas naturales hasta que se comprenda suficientemente su ordenación para lograr un rendimiento sostenido, y, en segundo término, incien el desarrollo en las áreas que prometan los mejores resultados.
Es sabido que los suelos varían en su adecuación para la agricultura, y que los principales factores son la fertilidad natural, la respuesta a los fertilizantes y la facilidad de efectuar una mecanización barata. Otros factores importantes, tales como la distancia a los centros de consumo, también es probable que desempeñen un papel en un futuro próximo, ya que los factores climáticos se oponen al desarrollo de una densa red urbana en el área amazónica.
Con respecto a los fertilizantes, los fosfatos constituyen probablemente el factor más difícil. El suministro mundial de fosfatos es limitado. Las necesidades de fosfatos varían para el mismo cultivo de unos suelos a otros.
La Figura 7 muestra un diagrama (facilitado por P. Sánchez, de la Universidad de Carolina del Norte) de disponibilidad de fosfatos en diversos suelos (véase también Sánchez y Buol, 1975). Del fosfato añadido (ordenadas) a una unidad de volumen de terreno, la planta sólo puede recuperar un determinado porcentaje de la solución del suelo. Como la planta de cultivo media necesita en todas partes fosfatos en cantidad suficiente para su crecimiento óptimo (0,1-0,2 ppm en las abscisas), es evidente que con suelos diferentes se obtengan resultados diferenciales para los cultivos que requieren grandes cantidades de fertilizantes. El gráfico muestra la secuencia de idoneidad teórica para cultivo con respecto al mínimo de fosfato necesario.
Cuando los cultivos son diferentes, también lo son las exigencias a que se someten las fuentes ambientales. La mayoría de las especies que se dan en la agricultura de las zonas templadas exigen gran cantidad de fertilizantes. Probablemente seria muy ventajoso que los gobiernos regionales del área amazónica dieran instrucciones a sus estaciones de investigación para que busquen o logren plantas de cultivo nativas o nuevas, con una demanda mínima de fertilizantes, para una determinada producción de almidón, aceite o azúcar. Las situaciones futuras pueden muy bien exigir una mayor inventiva por parte de los tecnólogos en alimentos para proporcionar el sabor, la textura y la composición química final de los productos objeto de mercadeo, propiedades del cultivo que actualmente se solicita de los agricultores.
FIGURA 6. - ANÁLISIS DE RENDIMIENTO GLOBAL Y POTENCIAL DE TRIGO, POR PAÍSES
Calculado
Rendimiento
Reajuste de fertilizante
FIGURA 7. DISPONIBILIDAD DE FOSFATOS EN DIFERENTES SUELOS
Para resumir, podemos enumerar los siguientes puntos:
1. La productividad natural de los trópicos húmedos es de las más altas del mundo.2. La conversión de la vegetación natural de estas áreas en tierras de cultivo puede reducir notablemente el nivel de productividad si se emplean las actuales prácticas agrícolas.
3. La demanda de fertilizantes aumentará enormemente, causando con toda probabilidad una diversidad de problemas ambientales en algunos de los ríos más importantes.
4. Las necesidades de fertilizantes y la adecuación de suelos y terrenos en el área amazónica varían mucho. Las juntas estatales de planificación deberán fijar las prioridades para el desarrollo, y elegir áreas que ofrezcan pocos riesgos para el desarrollo e imponer ciertos aplazamientos en otras.
5. Deberán crearse especies y variedades nativas más adecuadas para la producción de alimentos básicos en los trópicos, en vez de introducir plantas de las zonas templadas.
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