Fundamentos
teóricos y convenciones para la restauración ecológica:
aplicación de conceptos y teorías a la resolución
de problemas en restauración
Roberto
Márquez-Huitzil
Instituto
Nacional de Ecología, Periférico 5000, 2° piso.
Col. Insurgentes-Cuicuilco, C. P. 04530 México, D. F. correo-e:
rmarquez@ine.gob.mx
Introducción
La
restauración ecológica es una disciplina de reciente
formación. En 1985, durante un Simposio en el Arboretum
de la Universidad de Winsconsin, se reunieron científicos
de diferentes disciplinas con el objetivo de definir un área
común que restaurara los ambientes degradados por las actividades
humanas. Como resultado de este evento se desprendió la
idea de unificar teoría y práctica con el fin de
plantear y contestar preguntas de ésta índole. En
dicho evento también se introdujo el concepto restauración
ecológica referido específicamente a la investigación
básica dirigida al perfeccionamiento de las técnicas
aplicadas, denominadas en su conjunto restauración (Aber
y Jordan III, 1985). Sin embargo, el inicio formal de los trabajos
de restauración ecológica pueden considerarse anterior
cuando en 1935 Aldo Leopold, en una pradera de la Universidad
de Wisconsin-Madison, trató de recuperar la vegetación
original mediante el recubrimiento con especies vegetales nativas
que, a su vez, ayudaría a estabilizar los suelos erosionados
(Jordan III et al., 1987). Antes de esta actividad sólo
se habían desarrollado algunos trabajos prácticos
con fines agrícolas, silvícolas y de manejo de campo
sobre los ecosistemas (Bradshaw, 1987a).
En la actualidad, el objetivo de la restauración ecológica
se ha definido como la búsqueda de la recuperación
de la estructura, funcionalidad y autosuficiencia semejantes a
las presentadas previamente en un ecosistema que ha sido degradado
(Bradshaw, 1987a, Ewel, 1987; Jordan III et al., 1987; Meffé
y Carroll, 1994). Por otra parte, la Society for Ecological Restoration,
International Science y el Policy Working Group (2004) consideran
que la restauración ecológica es el proceso de ayudar
a la recuperación de un ecosistema que ha sido degradado,
dañado o destruido.
Restaurar un ecosistema significa que éste sea regresado
al estado previo a su degradación, lo cual puede requerir
la reconstrucción del suelo y la colocación de las
especies originales (nativas) del sitio (Brown et al., 1986).
Cabe mencionar que dependerá la probabilidad de volver
a un ecosistema a un estado original muy semejante al previo de
la intensidad de la perturbación, del compromiso de los
trabajos de restauración y del contar o no con una fuente
de germoplasma adecuada. La restauración ecológica
abarca, por una parte, el trabajo teórico relacionado con
el conocimiento de las características y funciones que
realiza la unidad en cuestión (el ecosistema), y por otra,
un aspecto práctico responsable de la recuperación
de las características y funcionalidad, por lo que existe
un fuerte vínculo que relaciona a la restauración
ecológica tanto con ciencias teóricas como con disciplinas
prácticas.
Este artículo tratará de mencionar y resaltar algunos
de los conceptos de mayor importancia en la restauración
de los ecosistemas terrestres. Sin embargo, debe tomarse en consideración
la amplia variedad de ecosistemas que existen, la igualmente variada
cantidad de afectaciones por diversas actividades humanas, así
como las características tan variables que pueden presentar
las mismas en cuanto al tipo, intensidad y duración, dando
como resultado el alto número de disciplinas diferentes
que deberían involucrarse en un proyecto de restauración.
Las
afectaciones a los ecosistemas
En
la actualidad los ecosistemas están sujetos a diversos
factores de estrés, ocasionados por actividades humanas
que provocan cambios ecológicos considerables o que limitan
el desarrollo de las comunidades naturales, y que pueden ser de
naturaleza física, química o biótica (Freedman,
1995). Las afectaciones físicas se refieren al daño
mecánico que puede ocurrir sobre los ecosistemas, y que
afecta a uno o más de sus componentes. Un ejemplo de estrés
físico provocado de forma natural es el causado por los
huracanes, mientras que uno provocado por el hombre es la fragmentación
de los ecosistemas, consistente en un proceso de rompimiento de
la continuidad de los ecosistemas o hábitat, y que los
convierte en parches aislados y pequeños, lo cual tiene
al menos dos consecuencias evidentes (Meffe y Carroll, 1994):
(1) la reducción del área total de un tipo de hábitat
dentro del paisaje, o incluso la pérdida total de la misma;
(2)
la confinación del hábitat restante, dentro de esos
parches, pequeños y aislados.
Las
afectaciones químicas son provocadas por la presencia de
compuestos químicos ajenos a los que se presentan de forma
natural en los ecosistemas (Freedman, 1995). Estos compuestos
o contaminantes son sustancias que ocurren en el ambiente como
resultado, al menos en parte, de las actividades del hombre y
que tienen un efecto nocivo en los organismos vivos (Moriarty,
1999). La contaminación es una de las principales afectaciones
a los ecosistemas, y ocurre por la liberación de sustancias
ajenas a los mismos en cualquiera de sus distintos estados: sólido,
líquido o gaseoso, y que pueden propagarse en distintos
medios (el acuático, el terrestre o el aire), afectando
directa o indirectamente a los ecosistemas. Otro ejemplo es la
combustión rápida provocada por incendios y explosiones,
durante guerras o actividades relacionadas con las mismas.
Las afectaciones bióticas son provocadas por modificaciones
o alteraciones a los componentes vivos dentro del ecosistema.
Ocurren afectando una o más poblaciones de especies nativas
dentro del ecosistema, o bien, por la introducción de especies
y/o la propagación de las mismas propiciando que se conviertan
en invasoras. Un ejemplo es la eliminación de especies
clave dentro de un ecosistema, por ejemplo, las dominantes o codominantes
en la estructura vegetal de las comunidades, lo cual puede facilitar
el incremento de poblaciones de otras especies codominantes o
incluso de especies invasoras. Otro ejemplo puede ser la eliminación
de ciertas especies reguladoras de la estructura vegetal, que
controlan el tamaño poblacional de otras especies, o que
influyen en la estructura de comunidades vegetales o animales
como, por ejemplo, los grandes herbívoros o carnívoros.
En el caso de las especies invasoras, ocurre un proceso mediante
el cual una o más especies introducidas, (ya sea desde
otro continente o país, o desde una región distinta
dentro de una misma nación) se propagan dentro de un ecosistema
y desplazan o incluso eliminan a las especies nativas locales,
modificando la estructura de la comunidad y su funcionamiento,
e incluso alterando la estructura del medio físico (Mooney
y Drake, 1986; Drake et al., 1989). Este tipo de afectación
puede cambiar un hábitat entero, haciéndolo inhóspito
incluso, para la comunidad natural original (Lowe et al., 2001).
En general, muchas de las especies introducidas, llevadas de forma
natural o por el hombre a una región fuera de su ámbito
de distribución original, pueden tener efectos adversos
sobre la flora o fauna nativas a través de la competencia
por recursos (luz, agua, nutrientes, espacio, entre otros), inhibiendo
su crecimiento, desplazando a las especies nativas o bien depredándolas.
Como se mencionó, las especies introducidas representan
un riesgo potencial de convertirse en invasoras, si en el nuevo
ecosistema no se encuentran especies o condiciones ambientales
que regulen su crecimiento poblacional (Berger, 1993; Drake et
al., 1989).
Las
estrategias de mitigación
En
la actualidad se han desarrollado distintas estrategias, con la
finalidad de controlar, mitigar o revertir los efectos de la degradación
en los ecosistemas. Entre ellas se encuentran la restauración,
la rehabilitación, el saneamiento, el reemplazo y el recubrimiento
vegetal (Martínez, 1996; Meffe y Carroll, 1994). Dichas
estrategias varían en cuanto al grado de recuperación
de los ecosistemas degradados, por ejemplo, ya sea que busquen
recuperar una estructura de la vegetación semejante a la
original, sustituirla por una vegetación completamente
distinta, o bien sólo aplicar de medidas que frenen la
degradación, pero sin relacionarse en forma alguna con
la recuperación del ecosistema o de sus atributos de diversidad
y estructura (Meffé y Carroll, 1994).
La restauración busca recuperar la estructura, funcionalidad
y autosuficiencia semejantes a las presentadas originalmente en
un ecosistema que ha sido degradado (Bradshaw, 1987b; Ewel, 1987;
Jordan III et al., 1987, Meffé y Carroll, 1994). Esto implica
que el terreno sea regresado precisamente al estado previo a su
degradación, lo cual requiere reconstruir el suelo y colocar
a las especies originarias del sitio (Brown et al., 1986).
En el caso de la rehabilitación, se trata de una estrategia
encaminada a la recuperación parcial del ecosistema, que
busca el restablecimiento de algunos de los elementos funcionales
o estructurales del sitio, así como la inclusión
de algunos mejoramientos visuales, como la replantación
para prevenir la erosión, pero sin llegar a recuperar los
atributos originales del sitio (Bradshaw y Chadwick, 1980; Martínez,
1996; Meffe y Carroll, 1994).
El saneamiento o reclamación se aplica en sitios severamente
degradados por actividades agresivas (como las minas a cielo abierto),
a los cuales se pretende dar un uso diferente al original que
causó el daño, aunque en algunos casos puede tomarse
como un primer paso en un proyecto de restauración (Bradshaw
y Chadwick, 1980; Martínez, 1996; Meffe y Carroll, 1994),
o bien dentro de una rehabilitación.
Se denomina reemplazamiento vegetal al proceso por el que se induce
la formación de un ecosistema diferente al original, aunque
pueda encontrarse fuera de su ámbito histórico de
distribución y en condiciones distintas a las presentadas
en forma natural (Martínez 1996, Meffé y Carroll
1994); sin embargo, en este caso no se considera el efecto que
este proceso pueda tener sobre los remanentes de vegetación
nativa o sobre los ecosistemas locales supervivientes.
Finalmente, el recubrimiento vegetal o revegetación puede
implicar sólo el reforzamiento de algunos procesos como
la sucesión vegetal, la productividad, la ecología
del suelo, la incorporación de nutrientes, entre otros,
donde se busca permitir que el sistema regrese por si sólo
a su estado original utilizando especies nativas para el recubrimiento
(Martínez, 1996; Meffe y Carroll, 1994). Como puede observarse,
la restauración ecológica es la más ambiciosa
de las estrategias mencionadas, ya que su objetivo es recuperar
al ecosistema original (figura 1), y contribuir a un manejo sustentable
de los recursos.
Las estrategias que se apliquen en cada caso para controlar problemas
de degradación dependerán de características
y/o procesos que se busque recuperar dentro de un ecosistema.
Es importante señalar que cada caso debe analizarse en
lo particular, dado que no hay dos ecosistemas que sean iguales.

Figura
1. Representación de las distintas estrategias
para controlar los procesos de degradación en los ecosistemas
y su relación con la recuperación del ecosistema
Por
ejemplo, en un sitio contaminado puede realizarse una remediación
o biorremediación como paso inicial; sin embargo, esto
estará sujeto a los objetivos posteriores, es decir, si
se busca llegar a restaurar completamente al sistema o sólo
frenar los procesos de degradación, de lo cual dependerán
las características de la remediación o biorremediación
que se emprenda. En el caso de una remediación o biorremediación
orientada hacia la restauración, se tratará de que
no se modifiquen significativamente las características
físico-químicas del medio que, posteriormente, no
sea posible reintroducir a las especies nativas originales y/o
los procesos originales del ecosistema. En otra situación,
restaurar a partir de un estado de fragmentación o la deforestación
de un sitio puede requerir la recuperación de una estructura
mínima de la vegetación y, tratándose de
una restauración, no sería conveniente el uso de
especies exóticas para reforestar. Es importante aclarar:
si se trata de restaurar un ecosistema diverso caracterizado por
codominancia de diversas especies arbóreas, el utilizar
sólo unas cuantas especies nativas no garantizaría
una restauración ecológica en el sentido estricto
del término.
Otro ejemplo de una afectación al componente biótico
sería la provocada por la remoción o alteración
de una especie nativa bajo el supuesto de que sólo es suficiente
para lograr su restauración reintroducir un gran número
de individuos de la o las especies nativas faltantes, o se intente
reemplazar la población de la especie faltante por una
especie exótica, sin antes contar con información
al menos parcial de la estructura poblacional original de la especie
faltante y del papel de dicha especie dentro del ecosistema. Esto
puede causar un grave daño al ecosistema, como su invasión
por especies ajenas.
Considerando los ejemplos anteriores, podemos resaltar que antes
de iniciar un proyecto de restauración es indispensable
conocer la estructura, la composición de especies y la
funcionalidad originales del ecosistema. Dicha información
puede obtenerse de diversas formas, pero existen algunos aspectos
generales a considerar durante la restauración (Márquez-Huitzil
en este mismo número).
La
ecología como base para la restauración ecológica
Tanto
al inicio como durante el desarrollo de los proyectos de restauración
ecológica, es importante considerar que al ser el ecosistema
la unidad a recuperar tanto en estructura como en funcionalidad,
los trabajos de restauración deben apoyarse principalmente
en la teoría ecológica. Por ello, algunos autores
mencionan que la restauración ecológica es una “prueba
del ácido” para la teoría ecológica,
ya que no sólo se apoya en los conceptos y teorías
desarrolladas en ecología, sino que los pone a prueba (Bradshaw,
1987a).
Algunos autores consideran esenciales a ciertos conceptos de ecología
al evaluar el progreso de la restauración de un ecosistema
(Brown y Lugo, 1994; Ewel, 1987) (cuadro 1).

La
restauración ecológica puede involucrar tanto la
recuperación de las características naturales originales
del ecosistema como la mitigación de disturbios de origen
humano que pueden actuar a varios niveles de organización
(Ernesto Vega, com. pers.). Por tanto, la disciplina de la restauración
implica la utilización de conceptos derivados a partir
de diversas ciencias que estudian al ecosistema en el aspecto
físico (geografía, geología, edafología,
ecología del paisaje, hidrología, por mencionar
las más comunes), como biótico (biología,
ecología, ciencias forestales, genética, agronomía,
veterinaria, entre otras), así como disciplinas derivadas
de las mismas, como la ecología del paisaje, la ecología
de suelos, y biología de la conservación, entre
otras.
Considerando los distintos tipos de afectaciones que influyen
sobre los ecosistemas, es posible entender porqué muchos
de los problemas ocasionados por las actividades humanas, y que
debe enfrentar la restauración ecológica, no pueden
resolverse sólo a la luz de la teoría ecológica,
sino que, en muchos casos, deben considerar conocimientos desarrollados
por otras disciplinas que buscan específicamente controlar,
mitigar y/o revertir los efectos de la degradación en los
ambientes naturales, y que cuentan con los conocimientos adecuados
para propagar, reincorporar y manejar las especies de regreso
en su ambiente. Por tal motivo, es indispensable comprender los
conocimientos provenientes de la ecología para restaurar
un ecosistema, pero no debemos restringirnos sólo a la
teoría ecológica en la resolución de problemas
de restauración.
Otra consideración importante es que la mayor parte de
la teoría ecológica se ha enfocado a la explicación
de fenómenos y comportamientos de los ecosistemas, en condiciones
naturales y distintos niveles de organización (individuo,
especie, población, comunidad y ecosistema), respecto de
las afectaciones producidas por procesos naturales como caída
de árboles, huracanes, incendios naturales, entre otros.
Por tal motivo, en general, los estudios relacionados con los
efectos producidos como consecuencia de afectaciones ocasionadas
por actividades humanas como la contaminación sólida
o líquida, el cambio de uso del suelo, la propagación
de especies invasoras, el efecto de especies introducidas, la
eliminación selectiva de una especie, incendios provocados,
entre otros, se encuentran con menor desarrollo dentro del campo
de la ecología. Sin embargo, y afortunadamente, estos temas
han sido abordados por otras disciplinas como la biología
de la conservación, la ecotoxicología, la agronomía,
las ciencias forestales, la ingeniería ambiental y la ingeniería
química, entre otras.
Por ello, considerar la resolución de problemas de restauración
ecológica solamente a la luz de la teoría ecológica
puede limitar considerablemente nuestra capacidad para resolver
la gran variedad de problemas generados por las actividades humanas.
Como se menciona en otra parte de este manual (véase Márquez-Huitzil
en este mismo volumen) durante la resolución de problemas
de restauración conviene considerar primeramente el tipo,
las características, intensidad y magnitud de los impactos
que afectan a los ecosistemas, ya que la combinación de
afectaciones producto de un desarrollo tecnológico y de
procesos naturales, puede sobrepasar la capacidad del sistema
para responder a ellas como lo haría ante perturbaciones
naturales. Por ejemplo, el uso de maquinaria, la presencia de
compuestos artificiales, en combinación con la dispersión
de plantas y animales que resultan exóticos para distintos
sitios, afectan a diferentes niveles a los ecosistemas.
Las disciplinas científico-técnicas de apoyo
Las
disciplinas en cuestión tan diversas como la agronomía,
la veterinaria, la ingeniería civil, forestal o hidráulica,
la geología, la geografía, y ecología del
paisaje, entre otras (figura 2), aportan conocimientos específicos
a la resolución de problemas de restauración. Sin
embargo, cabe resaltar que durante un proyecto de restauración,
todas las disciplinas deben guiarse por principios ecológicos
fundamentales para determinar cuáles son aquellas estrategias
más compatibles con la recuperación de las características
y funcionalidad del ecosistema, como la composición de
especies, la estructura, funcionalidad y autosuficiencia originales
a distintos niveles de organización, desde individuos hasta
ecosistemas (Parker y Pickett, 1997). Digamos que las medidas
seleccionadas para recuperar un ecosistema no deben contraponerse,
más adelante, con la recuperación de las características
particulares del mismo; por ejemplo, pueden presentarse efectos
negativos luego de modificaciones a las características
geomorfológicos, de cambios en las propiedades edáficas
características del sistema, o del uso de especies exóticas
al sitio, que pueden provocar interacciones antagónicas
con las especies nativas.
Al desarrollar un proyecto de restauración es importante
que se tome en cuenta que cualquier área degradada no se
encuentra aislada dentro de un paisaje, sino que es influida por
zonas contiguas que, a su vez, pueden verse afectadas tanto por
procesos naturales como por los impactos antropogénicos
directos o indirectos, cuyo efecto sobre el área en cuestión
y sobre las zonas contiguas puede extenderse a paisajes enteros
(Parker y Pickett, 1997; Bradshaw y Chadwick, 1980). Los efectos
se producen sobre las comunidades vegetales que se establecen
en dichas zonas son resultado de escurrimientos, pendientes, insolación
(efecto de ladera), clima, retención y arrastre de nutrientes,
y de sedimentos, e influyen tanto en las áreas conservadas
como en las degradadas. Por esto, al desarrollar un proyecto de
restauración conviene considerar estos aspectos y para
casos como el descrito arriba, apoyarse en conocimientos teóricos
de disciplinas como la ecología del paisaje, que trata
las relaciones de los ecosistemas con el resto de los elementos
dentro del entorno en que se ubican, lo que puede incluir a otros
ecosistemas (figura 2).

Figura
2. Debe existir un vínculo entre las distintas
disciplinas teórico- técnicas con la restauración
ecológica siempre vistas a través de la Ecología
La
restauración ecológica en práctica
Durante
los trabajos de restauración podemos mencionar, en general,
cinco pasos que pueden seguirse (Márquez-Huitzil en este
mismo volumen): 1) terminar con la causa de la afectación,
2) mitigar los efectos producidos por la misma, 3) llevar al sistema
a condiciones semejantes a las que se presentaban en algún
estadio sucesional previo, 4) reincorporar elementos bióticos
o abióticos originales al sistema y, 5) monitorear y modificar
de forma iterativa los trabajos de restauración, dirigiendo
el proceso sucesional de manera congruente con el objetivo de
ésta.
Un primer concepto con el que conviene familiarizarse al restaurar
es el de la mitigación, que se refiere a la aplicación
de una serie de acciones que ayuden a atenuar o aminorar el deterioro
ambiental ocasionado por las actividades humanas. Dentro de las
medidas de mitigación pueden aplicarse cualquier tipo de
estrategias como las mencionadas anteriormente. Por ejemplo, en
un sitio contaminado, una estrategia de mitigación se aplicaría
particularmente a los suelos o aguas del lugar, y puede consistir
en un conjunto de acciones necesarias para llevar a cabo la limpieza
de una descarga o sospecha de descarga de contaminantes, que incluya,
aunque no se limite, a la realización de una evaluación
preliminar, investigación del sitio, determinación
del alcance del problema, estudio de factibilidad y acciones correctivas
(INE, 1996).
Respecto de la remediación, este término se refiere
a todas aquellas técnicas o actividades que tengan como
finalidad eliminar las sustancias contaminantes que han sido vertidas
en un medio físico como el agua, el suelo o el aire, independientemente
de si se trata de un área natural conservada o modificada
por el hombre. Este concepto proviene del inglés remediation
que en Estados Unidos, Canadá y otros países de
habla inglesa se ha usado para referirse a todas aquellas acciones
de limpieza o eliminación de contaminantes en sitios contaminados
(Saval, 1998).
Mitigar significa eliminar el efecto de los procesos que influyen
sobre los componentes del medio biofísico y pueden llevarlo
a su degradación que, aún cuando se termine con
la causa de la afectación, continúan actuando sobre
el sitio afectado como el viento, la lluvia, el tránsito
de organismos vivos, etc. Llevar al sistema a condiciones semejantes
a las presentadas en algún estadio sucesional ecológico
previo, monitorear y dirigir el proceso de sucesión durante
el mismo y hasta el final del proyecto involucrará, por
una parte, un conocimiento de la teoría ecológica
en general, y por otra, conocer las características particulares
del ecosistema en cuestión, ya sea a través de descripciones
previas con que se cuente, o bien, con remanentes del ecosistema
que funcionen como control. El conocimiento de características
funcionales de un ecosistema dado, como las mencionadas al inicio
de este artículo, resulta útil para conocer la dinámica
natural del mismo y tratar de determinar si las respuestas del
sistema a la manipulación responden como lo harían
en condiciones naturales, por ejemplo, a través de la sucesión
ecológica, o si se ha producido una afectación de
tal magnitud que haya modificado las características del
sistema y pueda contraponerse a los esfuerzos de restauración.
Antes de iniciar la restauración en un sitio afectado es
conveniente tener presente que se trata con un sistema dinámico,
que no se encuentra aislado del resto del entorno. En cada sitio
que se busca restaurar se dan gran cantidad de interacciones,
tanto entre las distintas especies que lo conforman y el medio
abiótico que contiene, como con otros ecosistemas que pueden
compartir el mismo entorno paisajístico e, incluso, con
algunas porciones modificadas por el hombre dentro del mismo paisaje.
Un trabajo de restauración ecológica no requiere
una especialización en cada una de las disciplinas que
estudian los factores abióticos como la geografía,
geología, edafología, hidrología; o en los
factores bióticos como botánica, zoología,
ecología u otras, sino conocer la importancia del trabajo
multidisciplinario y abordar con un enfoque global un problema
que podemos considerar multidimensional, sin centrarse y en un
solo aspecto del mismo. En la mayoría de los casos es indispensable
consultar a expertos en otras disciplinas, cuya participación
radicará en mostrar las estrategias prácticas para
apoyar las diversas acciones de manejo de los sitios donde se
recupera la cubierta forestal. La participación de especialistas
de otras áreas puede ser de gran importancia, sobre todo
cuando existen factores externos a la naturaleza del sistema y
que lo hayan afectado, como la contaminación, la introducción
de especies o la minería, entre otros.
Consideraciones
finales
Al
comenzar un trabajo de restauración ecológica debe
siempre tenerse presente que el fin último es recuperar
la estructura, composición de especies, funcionalidad y
autosuficiencia semejantes a las originales (Bradshaw, 1987a;
Ewel, 1987; Jordan III et al., 1987; Meffe y Carroll, 1994, Márquez-Huitzil
1999). Esto significa que el terreno sea regresado lo más
posible al estado biológico previo a su degradación;
y aunque algunos autores simplifican los objetivos a reconstruir
el suelo y colocar especies originarias del sitio (Brown et al.,
1986), una restauración ecológica debe considerar
otros aspectos del medio físico o biótico que constituyen
al ecosistema. La restauración debería contemplar
la recuperación de especie por especie en un sitio. Esto
permitirá que los esfuerzos por recuperar el sistema no
se limiten a la recuperación temporal de algunas de sus
características, propiedades o procesos, sino a recobrar
de forma total del sistema hasta un estado autosostenible que
le permita al sistema continuar por sí mismo sus procesos
naturales.
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