Análisis y evaluación ecosistémicos de la piscicultura marina con "Ecopath with Ecosim" (EwE)

Abstract

El cultivo de peces en mar abierto. La piscicultura en mar abierto en la actividad económica que más ha crecido durante los últimos años entre las industrias marítimas y con perspectivas de seguir creciendo al mismo ritmo durante los próximos 10 años, hasta suplir las 23 millones de toneladas de pescado necesarias para mantener el nivel de consumo actual de pescado durante los próximos 20 años (FAO, 2012). España produjo en 2011 algo más de 42.000 toneladas de peces de crianza, con un valor total de 246.133.020 euros (APROMAR, 2012). Para ello se consumieron un total de 89.900 toneladas de pienso, materia orgánica que en una parte importante entra a formar parte del ecosistema marino. La piscicultura en mar abierto se desarrolla tanto en latitudes frías como tropicales, normalmente en zonas costeras ya de por sí ocupadas por otras actividades humanas, lo que supone una presión más sobre el ambiente marino litoral. La piscicultura en mar abierto genera, desde el punto de vista ecológico, varios procesos. En primer lugar, supone la creación de una estructura artificial que modifica el espacio y favorece la generación de recursos ecológicos (inicialmente espacio que aporta refugio, referencia espacial, alimento, etc; Dempster y Taquet, 2004) que atraen y agregan diferentes tipos de especies. Por otra parte, genera una cantidad de nutrientes importante tanto en forma de pienso como de materia orgánica, que desencadenan efectos en bentos, plancton y necton asociados a las piscifactorías (ver Cromey y Black, 2005, para una revisión). Los efectos pueden transcender fuera de los límites de la piscifactoría, ya sea a través del movimiento de los peces salvajes agregados que ingieren parte del pienso y contribuyen a incrementar la dispersión de los aportes de nitrógeno y compuestos orgánicos en la columna de agua (Fernández-Jover et al., 2007), variando la composición de las capturas de la pesca comercial mediante los individuos escapados (Arechavala-López et al., 2012); o generando interacciones con otras especies (Sánchez-Jerez et al., 2008) u otras actividades (Bayle-Sempere et al., 2013). En definitiva, tenemos todo un entramado formado de elementos interconectados que interaccionan entre sí, cuya respuesta global no tienen por qué estar reflejada en las respuestas parciales de cada una de las partes, y que requiere de aproximaciones analíticas que permitan obtener indicadores medibles y cuantificables que reflejen el estado de la actividad en su conjunto, y su comparación con sistemas equivalentes para conseguir una gestión óptima. La piscicultura como un sistema integrado en el ecosistema costero. Las piscifactorías en mar abierto pueden verse como un sistema formado por subsistemas (p.e., comunidad bentónica) o componentes singulares (p.e., peces pelágicos) interdependientes, cuya estructura y dinámica responde a las interacciones entre todos ellos. Ciertos componentes tienen mayor significación que otros en el funcionamiento del sistema según sea su papel como procesador de materia y energía. Este sistema, además, tiene una componente humana esencial, que es la fuerza motriz que desencadena la propia existencia de la actividad y que, además, debe dar las respuestas necesarias para que los efectos sean positivos a todos los niveles. En conjunto podemos considerar que el sistema formado por la piscifactoría seguirá unos principios y tendrá ciertas propiedades generadas por la suma de sus partes y la forma en que estas se relacionan entre si, permitiendo ser descrito, modelado, analizado y comparado con otros sistemas equivalentes o similares. Este enfoque es útil porque permite abordar de forma conjunta el funcionamiento de esta actividad y huir de los sesgos generados al considerar sólo ciertas partes de manera aislada o definir grupos ecológicos de manera genérica, pudiendo adoptar plenamente el enfoque ecosistémico para la gestión de la piscicultura en mar abierto. Los modelos de masas balanceadas elaborados con Ecopath (Christensen et al., 2008) son útiles para conseguir el estudio ecosistémico de las piscifactorías. Permiten el estudio tanto de los efectos directos (entre grupos o compartimentos ecológicos vinculados directamente con la piscifactoría) como de los efectos indirectos (entre piscicultura y otras actividades humanas, o grupos ecológicos no vinculados directamente a la piscifactoría). Esto último es esencial para conseguir equilibrar objetivos ecológicos y socio-económicos dentro de unos márgenes beneficiosos para todos, y es la base para desarrollar estrategias para el desarrollo sostenible de la piscicultura en mar abierto y la gestión integrada de las zonas costeras. Por otra parte, y frente a otras opciones de modelización, Ecopath es relativamente más sencillo de aplicar y ha llegado a constituirse en un marco de trabajo lo suficientemente extendido como para ofrecer una metodología de estandarización de la modelización y sus resultados, haciendo más fácil la comparación entre piscifactorías y con otros sistemas sin requerir conocimientos de programación avanzados. El modelo de Ecopath se arma con la definición de las relaciones tróficas y el flujo de energía entre los grupos ecológicos definidos a priori. Suele incluir las principales especies -autótrofas y heterótrofas- de manera individual o agregada en grupos funcionales con un rol ecotrófico similar. El modelo asume la premisa que el sistema, para un periodo de tiempo determinado (normalmente un año), produce lo mismo que consume según la siguiente ecuación: donde, para un grupo i, Bi es la biomasa de cada grupo ecológico (en Tm km-2 de peso húmedo), (P/B)i es su relación producción:biomasa (que equivale a la tasa de mortalidad total instantánea en el equilibrio) y EEi es la eficiencia ecotrófica. Bj es la biomasa del depredador j y (Q/B)j es su tasa de consumo. Yi es la tasa de captura de i, BAi es la tasa de acumulación para i y Ei es la tasa de migración neta para el grupo ecológico. DCji es la fracción de la presa i en la dieta promedio del depredador j. En el sistema de ecuaciones lineales, por una parte, se introduce Bi, (P/B)i y (Q/B)i, y solamente EEi es estimado por el modelo. Por otro lado, se introduce la composición de las dietas de cada grupo ecológico como la fracción de presa en la dieta promedio de cada depredador; y en una tercera tabla se incluyen los datos de capturas de los grupos ecológicos que se exploten. Como criterio principal para balancear el modelo se establece que EEi debe ser menor de 1. La consistencia del modelo se comprueba mediante las relaciones Respiración:Asimilación y Producción:Respiración, que deben ser menores de 1; y comprobando que la relación Respiración:Biomasa sea mayor en especies activas que en especies sedentarias. Análisis de la estructura trófica y los flujos en una piscifactoría mediterránea. La aplicación de un modelo Ecopath para el análisis del funcionamiento de una piscifactoría típica localizada en el Mediterráneo Ibérico se hizo considerando como base anual el promedio de la información recopilada en esa instalación entre 2001 y 2007 (Bayle-Sempere et al., 2013). El modelo incluye 41 grupos ecológicos. El nivel trófico osciló entre 1 y 3.89; muchos de los grupos ecológicos presentaron un nivel trófico menor al reportado en la literatura debido al consumo de pienso excedente de las jaulas. El modelo evidenció la existencia de efectos directos e indirectos. Por un lado, uno de los depredadores tope del sistema -Pomatomus saltatrix- impacta directa y negativamente sobre la mayoría de especies ícticas agregadas alrededor de las jaulas (tanto sobre adultos como sobre juveniles). Un impacto directo y positivo se genera por el pienso excedente que sale de las jaulas sobre los peces salvajes agregados, así como sobre sobre la pesca artesanal y deportiva. Indirectamente, estas actividades tienen un impacto positivo sobre las poblaciones de peces agregados al controlar a sus depredadores. En términos funcionales, el modelo evidenció que el pienso contribuye al consumo interno total del sistema en un 90.1%. Para los peces salvajes agregados, el pienso supone el 82.3% de su ingesta total. La producción total del sistema en relación al total de la materia que fluye por el ecosistema fue muy baja, sugiriendo una baja eficiencia de la actividad. Sin embargo, la resiliencia del sistema fue alta debido a la alta disponibilidad de materia orgánica disponible en forma de pienso. Los resultados del modelo describen bien qué ocurre en el sistema formado por la piscifactoría, a tenor del estado actual de la zona de estudio. Una vez disponible, el modelo se puede utilizar para predecir cambios en el ecosistema debidos a cambios en la piscifactoría a lo largo del tiempo o para valorar políticas de gestión de la actividad (p.e., incremento del tamaño de la piscifactoría o aumento del número de instalaciones piscícolas). Así mismo, el módulo espacial de Ecopath nos permite evaluar el efecto de la piscicultura sobre las pesquerías comerciales (p.e., variando la tasa de escapados) o estimar los efectos sobre otras herramientas de gestión de los recursos vivos marinos (p.e., áreas marinas protegidas).