Mariana Benítez K. y Juan Fornoni
Entender al ecosistema para producir de manera sostenible
México, al igual que muchos otros países, enfrenta un conflicto que es el resultado en parte, de la forma en la que el ser humano ha usado ciertos conocimientos científicos y tecnológicos para producir alimentos y obtener materias primas de origen vegetal y animal. Se han deforestado grandes extensiones del planeta para extraer recursos maderables y aumentar la superficie de zonas destinadas a la agricultura y ganadería para producir alimentos. Este patrón no ha resuelto los problemas de alimentación en el mundo y sí, en buena medida, ha causado la destrucción, deterioro, erosión y fragmentación de hábitats, ocasionando a su vez la pérdida de la biodiversidad, de servicios ecosistémicos y otros problemas ambientales.
En este contexto surge la necesidad de preguntarse si debemos continuar produciendo alimentos de la forma que lo hemos hecho en las últimas décadas o si debemos desarrollar estrategias de producción primaria que garanticen la alimentación de todos y que al mismo tiempo contribuyan a hacer frente a los retos en conservación y restauración ecológica que plantea la actual crisis de biodiversidad.
La representante de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) en México y diversos reportes sobre el tema (por ejemplo en Maíz y biodiversidad. Efectos del maíz transgénico en México de la Comisión para la Cooperación Ambiental) indican que la causa principal detrás de la actual crisis alimentaria en México (y en general en el mundo) no es un problema de producción – que en general es suficiente y en ocasiones excesiva – sino de equidad en el acceso a los alimentos. Consideramos entonces que la resolución de la crisis alimentaria dista mucho de solamente aumentar la productividad siguiendo un modelo de agricultura intensiva en ciertas zonas y de dedicar otras regiones intactas a la conservación de la vegetación primaria y de la biodiversidad en general. Por el contrario, proponemos que es necesario estudiar y desarrollar esquemas de producción agrícola y de conservación que contemplen que coexistan las áreas de uso agrícola y de vegetación primaria. Estos esquemas pueden contribuir a resolver la aparente disyuntiva entre producir alimentos accesibles y de calidad y conservar la biodiversidad. En otras palabras, el reto es producir alimentos de manera sostenible, minimizando los efectos negativos de ciertas prácticas agrícolas actuales en el medio ambiente.
Hace cerca de cuatro décadas surgió el concepto de agroecología, una disciplina que estudia los procesos ecológicos que operan en los llamados agroecosistemas, y aplica la teoría ecológica para el diseño, manejo, y producción en los sistemas agrícolas. Una de las premisas centrales de la agroecología es la de alcanzar la producción sostenible de alimentos aplicando el conocimiento científico multidisciplinario y considerando también el profundo conocimiento ecológico cristalizado en algunos de los modelos de agricultura regional desarrollados y mantenidos por diversos pueblos del mundo. Esta disciplina propone un esquema de producción agrícola en pequeña escala que permita maximizar la productividad a gran escala, reduciendo el uso de agroquímicos y otros insumos agrícolas (por ejemplo organismos modificados genéticamente y agroquímicos) que ponen en riesgo el medio ambiente afectando la calidad de los suelos, agua y salud humana, así como el mantenimiento de la diversidad genética y cultural en los centros de domesticación y de alta diversidad cultural como México. El reto de las prácticas agroecológicas es entonces aprovechar los servicios ambientales que provee la biodiversidad de los propios agroecosistemas y el paisaje ecológico en que están inmersos para aumentar al mismo tiempo la productividad y la capacidad de los sistemas agrícolas de amortiguar los efectos negativos de las perturbaciones o cambios ambientales (es decir incrementar su resiliencia), de manera que dependan poco de agregar insumos comerciales.
Agroecología, productividad y biodiversidad
Algunas de las experiencias documentadas por el Relator Especial de la ONU, Olivier De Schutter indican que al aplicar los principios y prácticas ageocológicas en 57 países en vías de desarrollo se pudo incrementar hasta en un 80% la productividad de ciertos cultivos. De hecho, algunos proyectos recientes en 20 países africanos mostraron que la productividad se duplicó luego de un período de entre 3 y 10 años de usar estrategias de manejo agoecológicas. Otra de las lecciones de la agroecología es que la relación entre tipos de agricultura y biodiversidad es bidireccional, como ilustramos con algunos ejemplos a continuación.
Actualmente no hay duda de que el manejo agrícola industrial afecta a la biodiversidad. Desde los años sesenta hay ejemplos del papel negativo que tienen los plaguicidas y herbicidas sobre la diversidad de especies de plantas, insectos y aves. Pero el efecto de la agricultura sobre la biodiversidad podría ser positivo, como lo proponen Ivette Perfecto y John Vandermeer en la obra Nature’s matrix: Linking agriculture, conservation and food sovereignty. Estos investigadores han estudiado cómo es que los agroecosistemas que contienen una amplia diversidad de plantas y animales pueden actuar como una matriz en la que las especies de ecosistemas vecinos se establecen temporal o permanentemente, lo que permite que las poblaciones globales se mantengan en la estructura de parches y persistan en la escala del paisaje.
Ilustración que muestra el resultado de una simulación computacional de las cadenas tróficas de un pastizal en Inglaterra. El modelo usa datos obtenidos de 24 sitios de 1980 a 1992. Imagen: www.foodwebs.org Por otra parte se sabe que la biodiversidad de los sistemas agrícolas y del paisaje en el que se insertan afecta la productividad y estabilidad de los cultivos ante distintos tipos de perturbaciones. Los estudios ahora clásicos de Helda Morales de ECOSUR, mostraron que en los policultivos que alojan gran diversidad de insectos, los insectos que en otras condiciones suelen ser plagas, están presentes pero los controlan otras especies, sin llegar a afectar la productividad. Esto coincide con resultados de ecología teórica y experimental que se basan principalmente en pastizales modelo, que sugieren que la productividad suele aumentar con la biodiversidad de un sistema. Otros estudios en agroecosistemas en los Andes colombianos indicaron que los cultivos de papa son más resilientes al daño por herbívoros conforme el porcentaje de tierras dedicadas a la agricultura a nivel regional disminuye y la cercanía con vegetación primaria aumenta. Este hallazgo fue de los primeros en demostrar que los servicios ecosistémicos que proveen los agroecosistemas dependen en buena parte de la conservación de la biodiversidad dentro de la matriz del paisaje que rodea las zonas de cultivo.
El desarrollo científico y la evidencia en campo, han consolidado a la agroecología como un nuevo paradigma para garantizar la seguridad alimentaria en el mundo atenuando la pérdida de biodiversidad y sus efectos asociados.
Herramientas para estudiar la agroecología
En contraste con el estudio aislado de las características de los sistemas biológicos, un componente central de la agroecología ha sido el uso de nociones de la teoría de sistemas, y más recientemente, de las ciencias de la complejidad. Ambas se enfocan en el estudio interdisciplinario de la dinámica colectiva de los sistemas y de las propiedades que emergen o surgen del conjunto de interacciones entre los componentes del mismo.
La agroecología define a un agroecosistema como el resultado de la compleja interacción entre los factores biológicos, ambientales y del manejo humano en el predio agrícola y se le considera componente importante del paisaje ecológico. Entre las propiedades que parecen ser clave en los sistemas agroecológicos están la productividad en términos de biomasa (cantidad de productos que se cosechan), diversidad (número de especies que se cultivan, su función e interacciones) y estabilidad, entendida como la capacidad de respuesta ante perturbaciones de origen biótico y abiótico. De estas propiedades, ninguna puede rastrearse sólo a un elemento o especie del sistema, sino que surgen del conjunto de interacciones entre las especies que lo componen, por lo que es necesario adoptar enfoques integrales para el estudio y comprensión del funcionamiento de los agroecosistemas.
Dentro de las ciencias de la complejidad, se han usado modelos matemáticos y simulaciones computacionales que permiten seguir y entender el comportamiento y estructura de las redes que conforman todos los componentes de un ecosistema. En dichas redes, las poblaciones de las especies cultivadas y no cultivadas pueden representarse como elementos o nodos de la red, mientras que las relaciones que sostienen entre sí (como lo son las interacciones tróficas, de facilitación, mutualistas, etcétera) corresponden a líneas que unen a los nodos y que pueden ser negativas o positivas. Así, se puede obtener un modelo matemático que ayude a identificar cuándo es abundante una especie, dependiendo de cómo interactúe con el resto. Los modelos matemáticos ayudan a estudiar las interacciones entre numerosos elementos, tales como las especies de plantas cultivadas y animales, por lo que son una herramienta útil para estudiar la manera en que surgen propiedades globales de una comunidad ecológica, tales como la tolerancia a plagas o a cambios ambientales. Además, los modelos brindan herramientas para hacer experimentos en computadoras, poner hipótesis a prueba y generar predicciones novedosas. Este tipo de modelos ha ayudado a identificar además, características relevantes de las comunidades ecológicas, tales como su organización en subconjuntos llamados módulos. Estas propiedades pueden ser evidencia de que se asocian a la biodiversidad total de distintos tipos de sistema ecológicos, por lo que será un punto clave a considerar al estudiar la estructura y dinámica de las comunidades agroecológicas.
La milpa: sistema modelo en agroecología
F. Torres Torres explica en el artículo Aspectos regionales de la seguridad alimentaria en México. Datos, hechos y Lugares que, en el caso de México, en 1990 el 32% de la población estaba en algún grado de inseguridad alimentaria, pero el porcentaje se elevó a cerca del 45% para el año 2000. Además, indica que la tasa de deforestación de los últimos 20 años muestra que el país pierde al año aproximadamente 400,000 hectáreas. Sin embargo, a la fecha no se han propuesto programas de desarrollo que promuevan prácticas agroecológicas para incrementar la calidad de vida de los estratos más pobres del país que son los que padecen de inseguridad alimentaria. Según datos de la FAO el 35% de los alimentos que se producen en México se desperdician por falta de condiciones adecuadas de transporte, almacenamiento y por despilfarro. Paralelamente, el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura reveló que México importa alrededor del 68% del arroz, 43% del trigo, 32% del maíz que consume, entre otros productos básicos cuya producción nacional no alcanza para abastecer a la demanda interna. Este escenario revela que el país se enfrenta ante una crisis en la producción de ciertos alimentos y de acceso a otros, cuya solución requiere de una seria discusión sobre las políticas públicas para consolidar una estructura de producción de alimentos soberana, que combine de forma estratégica y sostenible, distintos esquemas de producción agrícola.
La agroecología estudia a los sistemas agrícolas como comunidades complejas en las que la diversidad de plantas y animales tienen un papel central. En las milpas mexicanas se siembran cerca de 60 razas de maíz y cinco especies domesticadas de frijol (con decenas de variedades), las cuales han resultado de la selección de semillas en diversas condiciones ambientales y culturales, y en coexistencia con gran diversidad de plantas y animales. La milpa es el agroecosistema mexicano de mayor arraigo, el más extendido y diverso, y que se practica desde hace miles de años. Es un policultivo de origen mesoamericano que se basa en el maíz, cuya superficie en general no excede las tres hectáreas. El policultivo de la milpa incluye, además del maíz, combinaciones de frijol, calabaza, chile, jitomate, tomate verde, hortalizas. También se aprovechan arvenses semidomesticadas (como por ejemplo diversos quelites), otras especies de plantas y numerosos grupos de insectos (herbívoros, polinizadores, etcétera) y las - aún muy poco estudiadas- comunidades microbianas. La milpa ha tenido un papel central en la diversificación de las especies vegetales que se le asocian y tanto las especies que crecen en ella como su dinámica, varían de manera importante en función de las condiciones culturales, climáticas y geográficas del país.
El 80% de los productores mexicanos tienen propiedades menores de cinco hectáreas, escenario ideal para fomentar las prácticas agroecológicas de pequeña escala, beneficiando a una proporción importante de la población en zonas rurales marginales. Si bien algunos de estos pequeños predios se manejan siguiendo un esquema similar al de la milpa como la entendemos aquí, actualmente en la mayoría de ellos se siembra una versión en extremo simplificada de la milpa o incluso se practica el monocultivo agregándoles insumos comerciales (por ejemplo abonos y plaguicidas). La extrema simplificación o abandono del esquema milpa en estos predios responde a muchas causas, entre las que están un escaso apoyo estatal a los campesinos y productores que siembran en unidades agrícolas de pequeño tamaño, el apoyo estatal a las unidades productivas que siguen el esquema comercial de monocultivo para la producción de alimentos, la migración del campo a las ciudades, entre otras.
Consideramos que la milpa es un modelo de producción de alimentos que combinado con los descubrimientos recientes de la agroecología, ayudaría a garantizar la seguridad alimentaria, devolviéndoles a los agricultores y campesinos la soberanía sobre los productos alimenticios básicos, diversos y saludables. Al mismo tiempo, este modelo productivo adaptado a la diversidad de ambientes que tiene el país será fundamental para incrementar la superficie de siembra, reduciendo la dependencia de alimentos básicos importados.
Paralelamente, el fomentar la consolidación de la milpa como sistema productivo permitiría extender la superficie del país cultivada, sumándose o combinándose estratégicamente con áreas que actualmente se dedican a la agricultura intensiva o bajo un sistema productivo de monocultivo.
Como lo ilustra esta milpa cercana a selva Lacandona en Chiapas, en México prevalecen los paisajes fragmentados en que la vegetación primaria y secundaria coexisten, de manera que los esfuerzos de conservación y producción sostenible deben considerar estas condiciones espaciales complejas y las relaciones bidireccionales entre las poblaciones de los agroecosistemas y el resto del paisaje. Fotografía: Rafael López Martínez. Un aspecto sumamente interesante de la milpa desde el punto de vista tanto teórico como aplicado, es que constituye una unidad ecológica evolutiva. Por lo que su estudio puede ayudar a responder ¿cómo las especies y variedades que se cultivan dentro de un agroecosistema autorregulan su abundancia espacial y temporalmente?, o ¿cómo se favorece la autodefensa en contra de insectos, otros consumidores y especies arvenses, que en sistemas de monocultivo frecuentemente se convierten en plagas o malezas? Este tipo de mecanismos defensivos a nivel de comunidad biológica es el resultado de la historia de domesticación en escenarios ecológicos, donde los consumidores del maíz, calabaza, frijol, etcétera, han estado presentes por miles de años, y es una de las ventajas que hacen de la milpa un excelente punto de partida para aplicar los principios de la agroecología a escala regional. Entender y aprovechar estas propiedades, así como la relación de la diversidad biológica al interior y exterior de la milpa, es uno de los retos futuros: combinar prácticas agroecológicas tradicionales con aquellas derivadas de la agroecología moderna.
Agroecología en el Instituto de Ecología
Una de las líneas de trabajo que han comenzado a desarrollarse en el nuevo Laboratorio Nacional de Ciencias de la Sostenibilidad del Instituto de Ecología de la UNAM consiste en realizar, en conjunto con grupos e investigadores de otros laboratorios e instituciones, estudios interdisciplinarios en agroecología utilizando a la milpa como sistema modelo para entender mejor sus propiedades globales, y para vincular los conocimientos científicos con la solución de problemáticas nacionales, en este caso la seguridad alimentaria y la crisis de biodiversidad. Más concretamente, proponemos caracterizar y estudiar diversos modelos agroecológicos adaptados a condiciones locales. Esto, con el fin de identificar principios agroecológicos que contribuyan a diseñar estrategias de producción que puedan no sólo coexistir, sino incluso beneficiarse de la biodiversidad local y contribuir a su mantenimiento.
En el nuevo Laboratorio Nacional de Ciencias de la Sostenibilidad del Instituto de Ecología de la UNAM se lleva a cabo investigación en agroecología desde una perspectiva multidisciplinaria que incluye el uso de herramientas experimentales, bioinformáticas y matemáticas. En la imagen, miembros del laboratorio toman muestras del suelo de milpas en la comunidad Vicente Guerrero, en Tlaxcala. Fotografía: Luis David Alcaraz. Estudiar a la milpa como agroecosistema modelo representa una oportunidad para abordar preguntas básicas en ecología de comunidades y de metacomunidades, en particular en las que la actividad humana representa un factor clave de su funcionamiento. Por ejemplo, estudiar si ciertos tipos de cultivos o policultivos que rodean a fragmentos de áreas naturales protegidas alojan temporalmente a polinizadores y otros animales y así facilitar el 
Además de estudiar los sistemas agroecológicos rurales, es crucial avanzar en el desarrollo de la agroecología urbana. Hierba Buena Urbana es una organización a la que pertenecen algunos miembros de la comunidad del Instituto de Ecología de la UNAM y que busca constribuir a lograr la seguridad alimentaria en ciudades, específicamente en la de México.mantenimiento de la diversidad global de especies biológicas, tanto las cultivadas como las que estén en áreas de vegetación primaria. Pero sobre todo, el desarrollo de la agroecología y el estudio de la milpa como modelo representa una oportunidad para abordar preguntas fundamentales en torno a la conservación de la biodiversidad en paisajes fragmentados y complejos (esto es que incluyen infraestructura urbana, espacios agropecuarios y ecosistemas naturales) como los que hay en casi todo el territorio nacional, así como para incidir en el diseño de políticas públicas sobre producción agrícola sostenible. Estas estrategias derivadas del conocimiento agroecológico permitirían avanzar para garantizar que la población tenga acceso a una alimentación suficiente y saludable en la escala regional, incluso doméstica, Al mismo tiempo contribuyen a mantener la riqueza cultural que se asocia a la diversidad de productos agrícolas que por miles de años se han producido en las distintas regiones del país.
Para saber más
- Bascompte, J., 2010. Ecology. Structure and dynamics of ecological networks. Science 329: 765–766.
- Boege, E., 2010. El patrimonio biocultural de los pueblos indígenas de México. INAH, México.
- García-Barrios, L. et al., 2009. Neotropical Forest Conservation, Agricultural Intensification, and Rural Out-migration: The Mexican Experience. BioScience, 59: 863–873.
- Montoya, M., S. L. Pimm y R. V. Sole. 2006. Ecological networks and their fragility. Nature 442: 259–264.
- Poveda K., E. Martínez, M.F. Kersch-Becker, M.A. Bonilla y T. Tscharntke. 2012. Landscape simplification and altitude affect biodiversity, herbivory and Andean potato yield. Journal of Applied Ecology 49: 513-522.
- Tilman, D. 2012. Biodiversity and Environmental Sustainability amid Human Domination of Global Ecosystems. Daedalus 141:108–120.
