Interés principal de investigación: entender el origen y la distribución de las precipitaciones y escurrimientos superficiales en México, con énfasis en el Desierto Sonorense. Entender sus causas, precursores y principales forzamientos atmosféricos que fortalecen o debilitan sus cambios en el tiempo y el espacio. Realizar investigación sobre la ocurrencia de períodos prolongados de sequía o de inundaciones y sus tendencias a corto, mediano y largo plazos. La utilidad de este conocimiento es su potencial aportación en la mejora de pronósticos, la identificación oportuna de cambios en el sistema hidroclimático y sus posibles repercusiones en el medio ambiente, ya sea de un cuerpo de agua, una parte del continente o de un ecosistema particular, que afectan a los servicios ecosistémicos que proporcionan. Este último aspecto es de especial interés en la gestión de los recursos disponibles.

Biorremediación de suelos contaminados empleando plantas y biofertilizantes

Identificación y valoración del desempeño de una especie vegetal (Tecoma stans) con potencial para estabilización de jales de minería y de bio-acumulación de elementos potencialmente tóxicos (arsénico, cadmio y plomo).

La contaminación del suelo por metales pesados ​​ y metaloides (plomo, cadmio, arsénico, etc.) ha llevado a la búsqueda de plantas capaces de estabilizar el suelo y hasta extraer dichos contaminantes como una estrategia de biorremediación. Una herramienta que se utiliza en este proceso biotecnológico de limpieza del ambiente es el uso de abonos orgánicos (composta, vermicomposta, biochar) que mejoren las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del suelo, creando un ambiente más propicio para el establecimiento y desarrollo de las plantas y con ello promover y aumentar su potencial remediador.

En nuestro caso la adición de composta a los desechos mineros (MWC) aumentó la biomasa de los vástagos más del doble en comparación con las plantas crecidas en desechos mineros (MW), sin composta; hasta diez veces el peso de las hojas y trece veces el área foliar (Figura 1). Por otro lado, la movilidad y biodisponibilidad para As y Pb disminuyeron cuando se incorporó composta a los residuos mineros, cuyas concentraciones totales en plantas disminuyeron 50% y 70% respectivamente. Los factores de translocación de Cd y Pb aumentaron, aunque la cantidad de clorofila a, de ácidos grasos poli-insaturados: linoléico y linolénico (PUFAS 18: 2ω6 y 18: 3ω3, respectivamente) aumentó significativamente (Figura 2), lo que sugiere que el Cd y el Pb no alteran la integridad de la membrana tilacoidal cuando se agrega el 10% de compost a los desechos mineros (MW).

Hemos probado la capacidad de T. stans para fitorremediar desechos mineros (MW) mediante la adición de composta (MWC), pudiendo además bioacumular cadmio (Cd) y Cobre (Cu), produciendo un sistema de raíces capaz de estabilizar el suelo, por lo que es una especie que puede utilizarse para la limpieza de suelos contaminados con elementos potencialmente tóxicos.

Figura 1. Se observa el efecto de la composta en el crecimiento de plantas de T. stans cultivadas en desechos de minería (MWC) comparadas con las cultivadas en desechos mineros (MW), sin composta.

Figura 2. Concentración (mg 100 g^-1 de peso seco) de ácidos linoleico y linolénico (18: 2ω6 y 18: 3ω3) en el vástago (tallo y hoja) de Tecoma stans. Suelo Arenoso (S) como control, Desechos Mineros (MW), Suelo control + composta (SC) y Desechos Mineros + Composta (MWC). Los valores son significativos. Las barras de error denotan el 95% de confianza del intervalo.

Interés en investigación

La estructura de cualquier ecosistema es dinámica, experimenta continuamente cambios a diferentes escalas de tiempo y espacio. Este dinamismo estructural está íntimamente relacionado con las relaciones alimenticias entre los organismos (i.e. relaciones tróficas) y entre estas con el espacio físico donde ocurren. La ecología trófica como subdisciplina dentro de la ecología estudia este dinamismo.

El funcionamiento de todos los ecosistemas al unísono ha hecho posible la existencia de los seres humanos y toda la vida en la tierra (i.e. lo que hoy conocemos como Biodiversidad de nuestro planeta). Desafortunadamente, las actividades humanas son la principal causa de la perdida de especies, deterioro del funcionamiento de los ecosistemas y perdida de la Biodiversidad.

La pérdida de biodiversidad demanda cambiar las aproximaciones en los estudios ecológicos. Es urgente entender cómo funcionan los ecosistemas de nuestro planeta y los procesos que nos proveen de servicios ecosistémicos.

Se requiere trascender de la aproximación de ecología de comunidades a la ecología de ecosistemas. Entender las interacciones ecofisiológicas y obtener información sobre cómo se entretejen los diferentes flujos de nutrientes (flujos de energía y materiales) integrando sus dinámicas a diferentes escalas de espacio y tiempo. Aproximaciones teorías e hipótesis que permitan generar patrones que obedezcan a generalizaciones teóricas sólidas en cualquier tipo de ecosistema.

Las aproximaciones ecofisiológicas permitan integrar los avances en los diferentes niveles de organización en hipótesis alternativas o complementarias coherentes y produzcan predicciones comprobables. Permiten explicar la adaptación de los ecosistemas marinos o terrestres a diferentes escalas ecológicas de tiempo y espacio.

A continuación, se presenta un esquema general de las interrelaciones básicas que se estudian en el funcionamiento de cualquier ecosistema.