Agroecología y eficiencia ecológica
Agroecología y eficiencia ecológica
Sin el conocimiento profundo de los estudios energéticos de los sistemas ecológicos no es posible abordar el complejo campo de la agroecología.
La organización de los ecosistemas responde tanto a un criterio de eficiencia en la transformación de la energía como a su acumulación en formas más estables.
Los ecosistemas son verdaderos acumuladores de energía en forma bioquímica. La mayor complejidad de la misma aumenta al mismo tiempo tanto la eficiencia de la transformación como la capacidad de los organismos individuales de intercambiar cuotas de energía en formas con un nivel entrópico más bajo. En definitiva, en presencia de una mayor biodiversidad, la tasa de transformación de la energía disminuye por sí sola y con ella, en consecuencia, también la entropía producida.
Este expediente de la Naturaleza «resuelve», en su totalidad, la imposibilidad de los seres vivos individuales de «alimentarse» de una forma inestable de energía sino de hacerlo a través de las diversas formas elaboradas en la cadena trófica.
Para comprender esta función se introdujo el concepto de productividad primaria de un ecosistema, es decir, su capacidad para operar esta cadena fundamental de transformaciones.
El concepto de productividad primaria se convierte así en el parámetro de referencia en torno al cual entender no sólo el estado de un ecosistema sino también las características que deben tener los ecosistemas artificiales, es decir, los construidos por el hombre, incluidos los sistemas agroforestales.
En este sentido, el parámetro que se evalúa ya no es el rendimiento de producción de un solo cultivo sino de todo el sistema (biomasa, fertilidad, suelo, agua, aire, etc.). De hecho, en un sistema especializado podemos tener, como suele ocurrir en los monocultivos, altos rendimientos de producción de una especie pero bajas capacidades de transformación de las energías suministradas y por tanto, en última instancia, bajos rendimientos del proceso.
Por lo tanto, la agroecología no cambia los principios de la agronomía, sino que los relaciona con las cuestiones energéticas y su equilibrio y evaluación. De este modo, las decisiones agronómicas deben basarse en el nivel de estabilidad de los ecosistemas, con vistas a su capacidad de regeneración a largo plazo.
En esta dirección, también se vuelve fundamental la evaluación de Indicadores de Biodiversidad para la sostenibilidad en la agricultura, es decir, aquellos parámetros para comprender y evaluar la calidad de los agroecosistemas (Caporali F. et al. 2008).
Los indicadores de biodiversidad se utilizan para evaluar y monitorear la diversidad biológica de un ecosistema, una región o, en definitiva, de todo el planeta. Ayudan a proporcionar información cuantitativa sobre la abundancia, distribución y variedad de especies, así como sobre la estructura y funcionamiento de los ecosistemas. Por lo tanto, los indicadores son herramientas útiles para medir los cambios en la biodiversidad a lo largo del tiempo.
Adentrándonos en las particularidades de los sistemas agrícolas, estos indicadores nos ayudan a comprender mejor su reurbanización y su capacidad para cumplir de forma óptima el papel energético que les corresponde y las relaciones con todo el ecosistema natural y social.
Los indicadores de biodiversidad en la agricultura representan herramientas esenciales útiles para medir y evaluar el nivel de biodiversidad presente en un entorno agrícola específico. Estos indicadores son esenciales para monitorear los impactos de las prácticas agrícolas en el ecosistema, identificar problemas potenciales y desarrollar estrategias para promover la biodiversidad. Algunos ejemplos de indicadores de biodiversidad en la agricultura incluyen:
– diversidad de cultivos; Mide el número de especies diferentes que se cultivan en un área agrícola. Una mayor diversidad de cultivos puede ayudar a proteger contra enfermedades, mejorar los rendimientos y aumentar la resiliencia de la agricultura a las variaciones ambientales;
– la rotación de cultivos; Evalúa la frecuencia con la que se cambian los cultivos en un área determinada a lo largo de los años. Una rotación de cultivos bien estructurada ayuda a mantener la fertilidad del suelo, reduce la incidencia de parásitos y enfermedades y promueve la diversidad biológica;
– indicadores del suelo; miden la salud del suelo y la biodiversidad, como la cantidad de organismos del suelo, la presencia de microorganismos y la estructura del suelo. Un suelo sano sustenta una mayor biodiversidad de plantas y animales;
– biodiversidad de insectos; evalúa la diversidad y abundancia de insectos beneficiosos, como abejas, mariposas y depredadores, que desempeñan un papel crucial en la polinización de cultivos y el control de plagas;
– biodiversidad de aves y animales salvajes; monitorea la presencia y variedad de especies de aves y animales silvestres en áreas agrícolas. Estos animales pueden ser aliados importantes en la agroecología, contribuyendo al control de poblaciones de parásitos y a la promoción y protección de la diversidad vegetal;
– uso de pesticidas; Mide el uso de pesticidas en el entorno agrícola. El uso excesivo de pesticidas tiene un impacto negativo en la biodiversidad, dañando insectos, aves y otros organismos beneficiosos;
– hábitats naturales e infraestructuras ecológicas; evaluar la presencia de hábitats naturales, como bosques, setos, estanques y humedales, dentro o alrededor de áreas agrícolas. Estas infraestructuras ecológicas pueden servir como corredores y refugios para los animales salvajes y promover la biodiversidad;
– consumo de agua y energía; monitorea el consumo de recursos naturales como agua y energía en la agricultura. El uso eficiente de estos recursos puede ayudar a preservar y promover el hábitat natural y la biodiversidad.
El uso combinado de diferentes indicadores puede proporcionar una visión más completa de un sistema agrícola y ayudar a desarrollar prácticas más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente, implementando sistemas de disipación de energía útil mucho más eficientes y al mismo tiempo disminuyendo la retroalimentación o retroalimentación del propio sistema.
Esta revisión conceptual, como veremos más adelante, cambia por completo las soluciones a adoptar para hacer realidad, y por tanto, la estabilidad a largo plazo, la producción agrícola, ganadera o forestal.
En este sentido, fue fundamental la investigación del químico ruso Ilya Prigogine, premio Nobel de química en 1977, sobre los sistemas disipativos (que son los sistemas ecológicos).
En 1979 Prigogine publicó el libro: La Nouvelle Alliance, junto con Isabelle Stengers, química belga especializada en Filosofía de la Ciencia. Metamorfosis de la ciencia; el punto de partida de sus argumentos son las estructuras disipativas. Posteriormente, siempre sobre este tema, en 1982, junto con Grégoire Nicolis, físico de origen griego, publicó el libro: Estructuras disipativas – Autoorganización de sistemas termodinámicos en no equilibrio.
Más allá de las notables repercusiones filosóficas en la comprensión del mundo, el mérito, especialmente de Prigogine, fue llamar la atención de los científicos hacia el vínculo entre orden y disipación de energía, alejándose de las situaciones generalmente estáticas y de equilibrio estudiadas hasta entonces y de donde también nació la visión estática de los sistemas ecológicos y los sistemas de producción agrícola intensiva.
Prigogine, con su método de análisis, contribuyó significativamente al nacimiento de lo que hoy se llama epistemología de la complejidad. El científico ruso nos hizo comprender cómo en la naturaleza los sistemas aislados son sólo una abstracción o casos particulares, mientras que la regla es la de los sistemas abiertos (como los ecosistemas) que intercambian energía con los sistemas vecinos, permitiéndoles una evolución y coevolución constante y dinámica.
De esta manera Prigogine y otros científicos repasan los límites que plantea la física newtoniana, todavía fuertemente arraigada en el siglo XX, contribuyendo a sentar las bases para comprender la dinámica energética de los ecosistemas, que son, a todos los efectos, las estructuras disipativas por excelencia. presente en la naturaleza.
De hecho, una estructura disipativa se define como un sistema termodinámicamente abierto que funciona en un estado alejado del equilibrio y es capaz de intercambiar energía y materia con el entorno que lo rodea. De esta forma, los sistemas disipativos se caracterizan por la formación espontánea de anisotropía, es decir, de estructuras ordenadas y complejas, a veces caóticas; tales sistemas, cuando son atravesados por flujos crecientes de energía y materia, también pueden evolucionar: esta evolución se produce a través de varios pasos y algunos de estos pasos se caracterizan por fases de inestabilidad; Se producen dos acontecimientos: un aumento del orden, o más bien de la complejidad de las estructuras, y una disminución de la entropía: en este caso también hablamos de negentropía local, un principio que, sólo en apariencia, va en contra de las leyes de la termodinámica, según cuyo desorden o mejor dicho, la entropía siempre aumenta.
Ejemplos de estructuras disipativas incluyen ciclones, la reacción química de Belousov-Zhabotinskyi, láseres y, en una escala mayor y más compleja, ecosistemas y formas de vida.
Con su cambio de dirección epistemológica, Prigogine y otros académicos (incluidos Francisco Varela, Harold Morowitz y Enzo Tiezzi, por nombrar algunos) comenzaron a tender un puente entre la física, la química, la ecología y las ciencias sociales, para estudiar estos sectores no por separado, sino como sistemas que interactúan.
Esta evolución conceptual conduce a una nueva lógica científica que contrasta con la idea clásica de que la naturaleza siempre sigue el camino más simple. En este sentido, el funcionamiento de la “máquina de la naturaleza” se debe a la complejidad de procesos irreversibles; así el estudio de la entropía proporciona una medida del desorden de un sistema físico o más generalmente del universo: basándose en las leyes de la termodinámica se puede decir que cuando un sistema pasa de un estado ordenado a un estado desordenado su entropía aumenta; sin embargo, en la historia del universo hay un acontecimiento excepcional, extraordinario, que niega y se opone al principio de que la entropía siempre aumenta: este acontecimiento está en la base de los principios que caracterizan el surgimiento de la vida en la Tierra y su evolución, con la diversas formas y diversidades que tienden a organizarse en formas más estables.
La organización espontánea va contra el presunto equilibrio del orden natural y por tanto contra la idea de simplicidad de los fenómenos; la complejidad se convierte en ausencia de equilibrio energético y desorden físico; De esta forma se desarrolló la física del desequilibrio, caracterizada por el papel principal del desequilibrio, por la ausencia de linealidad de los acontecimientos. Lejos del equilibrio, se crean estados coherentes y estructuras complejas que no pueden existir en un mundo de reversibilidad: en definitiva, la naturaleza crea sistemas disipativos a través de la diversidad de los seres vivos y sus vínculos y organizaciones.
La naturaleza, a través de la diversidad y la mutualidad, tiende así a generar formas de vida más estables.
Las consecuencias de tal suposición son, obviamente, notables: la vida ya no es un fenómeno ocasional e improbable, sino una propiedad del universo, destinada a hacerse realidad cuando se crean las condiciones adecuadas.
En el centro de este criterio ya no están los elementos u organismos individuales sino sus complejos y sus interacciones. Criterio que encaja perfectamente con la formulación de la hipótesis Gaia, según la cual los organismos vivos en la Tierra interactúan con los componentes inorgánicos circundantes para formar un complejo sistema sinérgico y autorregulador que ayuda a mantener y perpetuar las condiciones para la vida en el planeta (Lovelock J. 1979).
La agroecología se convierte así en la ciencia que incorpora estos conceptos, entrando decisivamente en esta nueva visión que, lamentablemente, en la cultura reduccionista que generó la agricultura moderna, se limitó a estudiar los efectos y relaciones entre unos pocos elementos, sin preocuparse por las interacciones mucho más complejas. los que involucran a los ecosistemas y, como mucho, al ecosistema de ecosistemas que es el planeta Tierra.
Así, ya no podemos hablar del rendimiento productivo de una sola especie agrícola, tomando en consideración su valor absoluto local (rendimiento por hectárea) sin observar todas las relaciones entre este rendimiento y los vínculos más complejos que esto implica (suministro de elementos nutricionales, disminución de la biodiversidad, interferencia con la fertilidad del suelo, reorganizaciones sociales, etc.).
De lo expresado hasta ahora se desprende que los principios en los que se basa la agroecología adquieren un carácter más complejo pero, esencialmente, tienden a aplicar modelos de producción que respetan los elementos básicos de la energética de los sistemas ecológicos. De esta manera garantizamos no sólo la estabilidad a largo plazo de estos sino, al mismo tiempo, una mayor eficiencia de los mismos y, en consecuencia, contrariamente a lo que se piensa, una mayor productividad primaria y, por tanto, como ahora demuestran numerosos meta – Según el análisis, una mayor oferta de productos y servicios, que se traduce en términos de negocio, equivale a mejores ingresos para los agricultores.
Guido Bissanti
Este artículo es uno de los resúmenes que surgen del próximo libro sobre agroecología (primavera de 2024) firmado por el abajo firmante y los demás investigadores: Giovanni Dara Guccione (CREA-PB), Barbara Manachini (UNIPA), Paola Quatrini (UNIPA) y con la Prefacio de Luca Mercalli (presidente de la Sociedad Meteorológica Italiana).