Capacidad de llevar

La capacidad de carga de un ecosistema es el tamaño máximo de población de una especie biológica viva que puede ser sostenida por ese entorno específico, dados los alimentos, el hábitat , el agua y otros recursos disponibles, durante un período de tiempo fijo. La capacidad de carga se define como la carga máxima del entorno , que en ecología de poblaciones corresponde al equilibrio de la población, cuando el número de muertes en una población es igual al número de nacimientos (así como la inmigración y la emigración). La capacidad de carga del entorno implica que la extracción de recursos no está por encima de la tasa de regeneración de los recursos y los desechos generados están dentro de la capacidad de asimilación del entorno. El efecto de la capacidad de carga en la dinámica de la población se modela con una función logística . La capacidad de carga se aplica a la población máxima que un entorno puede soportar en ecología , agricultura y pesca . El término capacidad de carga se había aplicado a algunos procesos diferentes en el pasado antes de ser finalmente aplicado a los límites de la población humana en la década de 1950. ^{[ 1 ]} La noción de capacidad de carga para los humanos está cubierta por la noción de población sostenible .

Un examen detallado inicial de los límites globales de la población humana se publicó en el libro de 1972, Los límites del crecimiento , que ha dado lugar a comentarios y análisis posteriores, incluyendo muchas críticas. ^{[ 2 ]} Una revisión de 2012 en la revista Nature por 22 investigadores internacionales expresó la preocupación de que la Tierra pueda estar "acercándose a un cambio de estado" en el que la biosfera podría volverse menos hospitalaria para la vida humana y en el que la capacidad de carga humana podría disminuir. ^{[ 3 ]} Esta preocupación de que la humanidad pueda estar superando los " puntos de inflexión " para el uso seguro de la biosfera ha aumentado en los años posteriores. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Aunque la población mundial ha superado los 8 mil millones , las estimaciones recientes de la capacidad de carga de la Tierra oscilan entre dos y cuatro mil millones de personas, dependiendo del optimismo de los investigadores sobre las perspectivas de cooperación internacional para resolver problemas que requieren acción colectiva. ^{[ 6 ]}

En términos de dinámica poblacional , el término "capacidad de carga" no fue utilizado explícitamente en 1838 por el matemático belga Pierre François Verhulst cuando publicó por primera vez sus ecuaciones basadas en investigaciones sobre la modelización del crecimiento poblacional. ^{[ 7 ]}

Los orígenes del término "capacidad de carga" son inciertos, y diversas fuentes afirman que se utilizó originalmente "en el contexto del transporte marítimo internacional " en la década de 1840, ^{[ 8 ] [ 9 ]} o que se utilizó por primera vez durante experimentos de laboratorio con microorganismos en el siglo XIX. ^{[ 10 ]} Una revisión de 2008 encuentra que el primer uso del término en inglés fue un informe de 1845 del Secretario de Estado de los Estados Unidos al Senado de los Estados Unidos . Luego se convirtió en un término de uso general en biología en la década de 1870, desarrollándose más en la gestión de la vida silvestre y el ganado a principios del siglo XX. ^{[ 9 ]} Se había convertido en un término básico en ecología utilizado para definir los límites biológicos de un sistema natural en relación con el tamaño de la población en la década de 1950. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Los neomalthusianos y eugenistas popularizaron el uso de estas palabras para describir la cantidad de personas que la Tierra puede sustentar en la década de 1950, ^{[ 9 ]} aunque los bioestadísticos estadounidenses Raymond Pearl y Lowell Reed ya las habían aplicado en estos términos a las poblaciones humanas en la década de 1920. ^{[ 11 ]}

Hadwen y Palmer (1923) definieron la capacidad de carga como la densidad de ganado que podría ser pastoreado durante un período determinado sin dañar el pastizal. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Fue utilizado por primera vez en el contexto de la gestión de la vida silvestre por el estadounidense Aldo Leopold en 1933, y un año después por el también estadounidense Paul Lester Errington , especialista en humedales . Ambos emplearon el término de maneras diferentes: Leopold, principalmente en el sentido de animales de pastoreo (diferenciando entre un «nivel de saturación», un nivel intrínseco de densidad en el que viviría una especie, y la capacidad de carga, el número máximo de animales que podrían estar en el campo); y Errington definiendo la «capacidad de carga» como el número de animales por encima del cual la depredación se volvería «intensa» (esta definición ha sido ampliamente rechazada, incluso por el propio Errington). ^{[ 12 ] [ 14 ]} El importante y popular libro de texto de ecología de 1953 de Eugene Odum , Fundamentos de Ecología , popularizó el término en su significado moderno como el valor de equilibrio del modelo logístico de crecimiento poblacional. ^{[ 12 ] [ 15 ]}

La razón específica por la que una población deja de crecer se conoce como factor limitante o regulador . ^{[ 16 ]}

La diferencia entre la tasa de natalidad y la tasa de mortalidad es el crecimiento natural . Si la población de un organismo determinado está por debajo de la capacidad de carga de un entorno dado, este entorno podría sustentar un crecimiento natural positivo; si se encuentra por encima de ese umbral, la población generalmente disminuye. ^{[ 17 ]} Por lo tanto, la capacidad de carga es el número máximo de individuos de una especie que un entorno puede sustentar a largo plazo. ^{[ 18 ]}

El tamaño de una población disminuye por encima de su capacidad de carga debido a diversos factores que dependen de la especie en cuestión, como la falta de espacio , de alimento o de luz solar . La capacidad de carga de un entorno varía según la especie.

En el álgebra ecológica estándar , como se ilustra en el modelo simplificado de Verhulst ^{[ 19 ]} de dinámica de poblaciones , la capacidad de carga está representada por la constante${\displaystyle K}$:

${\displaystyle {\mathrm {d} N \over \mathrm {d} t}=rN\left(1-{N \over K}\right),}$

dónde

• N es el tamaño de la población ,
• r es la tasa intrínseca de crecimiento natural.
• K es la capacidad de carga del entorno local, y
• dN/dt , la derivada de N con respecto al tiempo t , es la tasa de cambio de la población con el tiempo.

Así, la ecuación relaciona la tasa de crecimiento de la población N con el tamaño actual de la población, incorporando el efecto de los dos parámetros constantes r y K. (Nótese que la disminución representa un crecimiento negativo). La elección de la letra K proviene del término alemán Kapazitätsgrenze (límite de capacidad). ^{[ 19 ]}

La ecuación de Verhulst es una ecuación diferencial ordinaria de primer orden . Combinada con un valor inicial${\displaystyle N=N_{0}}$para la población en ese momento${\displaystyle t=0}$La solución adopta la forma de la curva de crecimiento logístico :

${\displaystyle N(t)={K \over 1+Ae^{-rt}},}$

dónde

• e es el número de Euler ,
• A es una constante determinada por la población inicial.${\displaystyle N_{0}}$a través de${\displaystyle A={K \over N_{0}}-1}$. ^{[ 20 ]} Cuando la población inicial está por debajo de la capacidad de carga,${\displaystyle A}$es positivo; cuando está por encima,${\displaystyle A}$es negativo.
• r es la tasa de crecimiento exponencial inicial, y
• K es la capacidad de carga.

La curva de crecimiento logístico muestra cómo se interrelacionan la tasa de crecimiento poblacional y la capacidad de carga. Como se ilustra en el modelo de la curva de crecimiento logístico, cuando el tamaño de la población es pequeño, la población aumenta exponencialmente. Sin embargo, a medida que el tamaño de la población se acerca a la capacidad de carga, el crecimiento disminuye y llega a cero ^en K. [ ^{21 ]}

Lo que determina la capacidad de carga de un sistema específico implica un factor limitante ; este puede ser la disponibilidad de alimentos o agua , áreas de anidación, espacio o la cantidad de desechos que se pueden absorber sin degradar el medio ambiente y disminuir la capacidad de carga.

La capacidad de carga es un concepto comúnmente utilizado por los biólogos para comprender mejor las poblaciones biológicas y los factores que las afectan. ^{[ 1 ]} Al abordar las poblaciones biológicas, la capacidad de carga puede considerarse un equilibrio dinámico estable, teniendo en cuenta las tasas de extinción y colonización. ^{[ 17 ]} En biología de poblaciones , el crecimiento logístico supone que el tamaño de la población fluctúa por encima y por debajo de un valor de equilibrio. ^{[ 22 ]}

Numerosos autores han cuestionado la utilidad del término cuando se aplica a poblaciones silvestres reales. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 23 ]} Aunque útil en teoría y en experimentos de laboratorio, la capacidad de carga como método para medir los límites de las poblaciones en el medio ambiente es menos útil, ya que a veces simplifica demasiado las interacciones entre especies. ^{[ 17 ]}

Es importante que los agricultores calculen la capacidad de carga de su tierra para poder establecer una carga ganadera sostenible . ^{[ 24 ]} Por ejemplo, el cálculo de la capacidad de carga de un potrero en Australia se realiza en Equivalentes de Ovejas Secas (EDS). Un solo EDS es un carnero Merino  de 50 kg , una oveja seca o una oveja no preñada, que se mantiene en condiciones estables. No solo las ovejas se calculan en EDS, sino que la capacidad de carga para otros tipos de ganado también se calcula utilizando esta medida. Un ternero destetado de 200 kg de una raza de estilo británico que gana 0,25 kg/día es 5,5 EDS, pero si el mismo peso del mismo tipo de ternero ganara 0,75 kg/día, se mediría en 8 EDS. No todo el ganado es igual; sus DSE pueden variar según la raza, las tasas de crecimiento, el peso, si se trata de una vaca ('madre'), un novillo o un buey ('bullock' en Australia), y si está destetada , preñada o 'mojada' (es decir, en período de lactancia ).   

En otras partes del mundo se utilizan diferentes unidades para calcular las capacidades de carga. En el Reino Unido, el potrero se mide en LU (unidades ganaderas), aunque existen diferentes sistemas para ello. ^{[ 25 ] [ 26 ]} Nueva Zelanda utiliza LU, ^{[ 27 ]} EE (equivalentes de ovejas) o SU (unidades de ganado). ^{[ 28 ]} En EE. UU. y Canadá, el sistema tradicional utiliza unidades animales (AU). ^{[ 29 ]} Una unidad francesa/suiza es la Unité de Gros Bétail (UGB). ^{[ 30 ] [ 31 ]}

En algunos países europeos, como Suiza, el pasto ( alm o alp ) se mide tradicionalmente en Stoß , donde un Stoß equivale a cuatro Füße (pies). Un sistema europeo más moderno es Großvieheinheit (GV o GVE), que corresponde a 500  kg de peso vivo de ganado. En la agricultura extensiva, 2 GV/ha es una carga ganadera común; en la agricultura intensiva , cuando el pastoreo se complementa con forraje adicional , las cargas pueden ser de 5 a 10 GV/ha. ^{[ 32 ]} En Europa, las cargas ganaderas promedio varían según el país; en 2000, los Países Bajos y Bélgica tenían una carga muy alta de 3,82 GV/ha y 3,19 GV/ha respectivamente, los países vecinos tenían cargas de alrededor de 1 a 1,5 GV/ha, y los países del sur de Europa tenían cargas más bajas, siendo España la que tenía la más baja, de 0,44 GV/ha. ^{[ 33 ]}

Este sistema también puede aplicarse a áreas naturales. El pastoreo de megaherbívoros a aproximadamente 1 GV/ha se considera sostenible en los pastizales de Europa central, aunque esto varía ampliamente dependiendo de muchos factores. En ecología , teóricamente (es decir, sucesión cíclica , dinámica de parches , hipótesis de los megaherbívoros ) se asume que una presión de pastoreo de 0,3 GV/ha por parte de la fauna silvestre es suficiente para impedir la forestación en un área natural. Debido a que las diferentes especies tienen diferentes nichos ecológicos , por ejemplo, los caballos pastan hierba corta, el ganado vacuno hierba larga y las cabras o los ciervos prefieren ramonear arbustos, la diferenciación de nichos permite que un terreno tenga una capacidad de carga ligeramente mayor para un grupo mixto de especies, que si solo hubiera una especie involucrada. ^{[ 34 ]}

Algunos programas de nicho de mercado exigen densidades de pastoreo inferiores a las que se pueden soportar en un prado. Para comercializar los productos cárnicos como «biodinámicos» , se exige una Großvieheinheit (unidad de peso bruto) inferior , de 1 a 1,5 (2,0) GV/ha, y algunas explotaciones tienen una estructura operativa que utiliza solo de 0,5 a 0,8 GV/ha.

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura ( FAO) ha introducido tres unidades internacionales para medir la capacidad de carga: Unidades Ganaderas de la FAO para América del Norte, ^{[ 35 ] [ 36 ]} Unidades Ganaderas de la FAO para África subsahariana, ^{[ 35 ] [ 36 ]} y Unidades Ganaderas Tropicales. ^{[ 37 ]}

Otro método menos preciso y menos general para determinar la capacidad de carga de un potrero consiste simplemente en observar objetivamente el estado del rebaño. En Australia, el sistema nacional estandarizado para evaluar el estado del ganado se basa en la puntuación de la condición corporal (BCS, por sus siglas en inglés). Un animal en muy mal estado recibe una puntuación de 0 en la BCS, y un animal extremadamente sano recibe una puntuación de 5; los animales pueden recibir puntuaciones intermedias de 0,25. Se deben evaluar al menos 25 animales del mismo tipo para obtener un número estadísticamente representativo, y la evaluación debe realizarse mensualmente. Si el promedio disminuye, esto puede deberse a una carga ganadera superior a la capacidad de carga del potrero o a una escasez de forraje. Este método es menos directo para determinar la carga ganadera que la observación directa del pasto, ya que los cambios en el estado del ganado pueden ir a la zaga de los cambios en el estado del pasto. ^{[ 24 ]}

En la pesca , la capacidad de carga se utiliza en las fórmulas para calcular los rendimientos sostenibles para la gestión pesquera . ^{[ 38 ]} El rendimiento máximo sostenible (RMS) se define como "la captura promedio más alta que se puede obtener continuamente de una población explotada (=stock) bajo condiciones ambientales promedio". El RMS se calculó originalmente como la mitad de la capacidad de carga, pero se ha refinado a lo largo de los años, ^{[ 39 ]} ahora se considera aproximadamente el 30% de la población, dependiendo de la especie o población. ^{[ 40 ] [ 41 ]} Debido a que la población de una especie que se reduce por debajo de su capacidad de carga debido a la pesca se encontrará en la fase exponencial de crecimiento, como se ve en el modelo de Verhulst, la captura de una cantidad de peces igual o inferior al RMS es un rendimiento excedente que se puede capturar de manera sostenible sin reducir el tamaño de la población en equilibrio, manteniendo la población en su reclutamiento máximo . Sin embargo, la pesca anual puede verse como una modificación de r en la ecuación, es decir, el ambiente se ha modificado, lo que significa que el tamaño de la población en equilibrio con la pesca anual es ligeramente inferior a lo que K sería sin ella.

Cabe señalar que, tanto matemática como prácticamente, el RMS es problemático. Si se cometen errores y se captura incluso una pequeña cantidad de peces cada año por encima del RMS, la dinámica poblacional implica que la población total eventualmente disminuirá a cero. La capacidad de carga real del medio ambiente puede fluctuar en el mundo real, lo que significa que, en la práctica, el RMS puede variar de un año a otro ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]} (los rendimientos sostenibles anuales y el rendimiento promedio máximo intentan tener esto en cuenta). Otros conceptos similares son el rendimiento sostenible óptimo y el rendimiento económico máximo ; ambos son tasas de captura inferiores al RMS. ^{[ 45 ] [ 46 ]}

Estos cálculos se utilizan para determinar las cuotas de pesca .

La capacidad de carga humana depende de cómo viven las personas y de la tecnología a su disposición. Las dos grandes revoluciones económicas que marcaron la historia de la humanidad hasta 1900 —la agrícola y la industrial— aumentaron enormemente la capacidad de carga humana de la Tierra, permitiendo que la población humana creciera de 5 a 10 millones de personas en el 10 000 a. C. a 1500 millones en 1900. ^{[ 47 ]} Los inmensos avances tecnológicos de los últimos 100 años —en química aplicada, física, informática, ingeniería genética y más— han aumentado aún más la capacidad de carga humana de la Tierra, al menos a corto plazo. Sin el proceso Haber-Bosch para la fijación de nitrógeno, la agricultura moderna no podría sustentar a 8000 millones de personas. ^{[ 48 ]} Sin la Revolución Verde de las décadas de 1950 y 1960, la hambruna podría haber diezmado a un gran número de personas en los países más pobres durante las últimas tres décadas del siglo XX. ^{[ 49 ]}

Sin embargo, los recientes éxitos tecnológicos han tenido graves consecuencias ambientales. El cambio climático , la acidificación de los océanos y las enormes zonas muertas en las desembocaduras de muchos de los grandes ríos del mundo son consecuencia de la escala de la agricultura contemporánea ^{[ 50 ]} y de las muchas otras demandas que 8 mil millones de personas imponen al planeta. ^{[ 51 ]} Los científicos hablan ahora de que la humanidad está superando o amenaza con superar 9 límites planetarios para el uso seguro de la biosfera. ^{[ 52 ]} Los impactos ecológicos sin precedentes de la humanidad amenazan con degradar los servicios ecosistémicos de los que dependen las personas y el resto de la vida, lo que podría disminuir la capacidad de carga humana de la Tierra. ^{[ 53 ]} Las señales de que hemos cruzado este umbral son cada vez mayores. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

El hecho de que la degradación de los servicios esenciales de la Tierra sea obviamente posible, y que esté ocurriendo en algunos casos, sugiere que 8 mil millones de personas podrían estar por encima de la capacidad de carga humana de la Tierra. Pero la capacidad de carga humana siempre es una función de un cierto número de personas que viven de cierta manera. ^{[ 56 ] [ 57 ]} Esto fue resumido por la ecuación IPAT de Paul Ehrlich y James Holdren (1972): impacto ambiental (I) = población (P) x riqueza (A) x las tecnologías utilizadas para satisfacer las demandas humanas (T). ^{[ 58 ]} IPAT ha encontrado una confirmación espectacular en las últimas décadas dentro de la ciencia del clima, donde la identidad Kaya para explicar los cambios en las emisiones de CO ₂ es esencialmente IPAT con dos factores tecnológicos desglosados ​​para facilitar su uso. ^{[ 59 ]}

Esto sugiere a los optimistas tecnológicos que los nuevos descubrimientos tecnológicos (o la implementación de los existentes) podrían seguir aumentando la capacidad de carga humana de la Tierra, como ha ocurrido en el pasado. ^{[ 60 ]} Sin embargo, la tecnología tiene efectos secundarios inesperados, como hemos visto con el agotamiento del ozono estratosférico, la excesiva deposición de nitrógeno en los ríos y bahías del mundo y el cambio climático global. ^{[ 53 ] [ 5 ]} Esto sugiere que 8 mil millones de personas podrían ser sostenibles durante algunas generaciones, pero no a largo plazo, y el término «capacidad de carga» implica una población que es sostenible indefinidamente. También es posible que los esfuerzos para anticipar y gestionar los impactos de las nuevas tecnologías poderosas, o para dividir los esfuerzos necesarios para mantener los impactos ecológicos globales dentro de límites sostenibles entre más de 200 naciones que persiguen sus propios intereses, resulten demasiado complicados de lograr a largo plazo. ^{[ 61 ]}

Un problema al aplicar el concepto de capacidad de carga a cualquier especie es que los ecosistemas no son constantes y cambian con el tiempo, modificando así los recursos disponibles. Las investigaciones han demostrado que, en ocasiones, la presencia de poblaciones humanas puede aumentar la biodiversidad local , lo que demuestra que la ocupación humana no siempre conlleva deforestación ni disminución de la biodiversidad.

Otro aspecto a considerar al aplicar la capacidad de carga, especialmente a los seres humanos, es que la medición de los recursos alimentarios es arbitraria. Esto se debe a la elección de qué considerar (por ejemplo, si incluir o no plantas que no están disponibles todos los años), cómo clasificar lo que se considera (por ejemplo, clasificar como recursos alimentarios las plantas comestibles que no se consumen habitualmente) y determinar si se priorizan los valores calóricos o nutricionales . A esto se suman las diferencias culturales en las preferencias culinarias de los seres humanos (por ejemplo, algunos consumen termitas voladoras ) y las decisiones individuales sobre en qué invertir su trabajo (por ejemplo, pesca frente a agricultura), ambas variables a lo largo del tiempo. Esto lleva a la necesidad de determinar si se deben incluir todos los recursos alimentarios o solo aquellos que la población considerada consumirá realmente.

La medición de la capacidad de carga de los recursos hídricos es igualmente muy arbitraria: las decisiones sobre la resolución temporal (por ejemplo, mensual frente a anual), la resolución espacial (por ejemplo, cómo se delimitan las subcuencas) y la inclusión de actividades humanas como las transferencias de agua entre cuencas y el almacenamiento en embalses en la evaluación pueden dar lugar a resultados de WRCC muy diferentes. ^{[ 62 ]}

Las mediciones de la capacidad de carga en grandes áreas también presuponen homogeneidad en los recursos disponibles, pero esto no considera cómo los recursos y el acceso a ellos pueden variar considerablemente dentro de las regiones y poblaciones. También presuponen que las poblaciones de una región dependen únicamente de los recursos de esa región, a pesar de que los seres humanos intercambian recursos con personas de otras regiones y existen pocas poblaciones aisladas, si es que existen. Tampoco se tienen en cuenta las variaciones en los niveles de vida que impactan directamente en el consumo de recursos. Estos problemas demuestran que, si bien existen límites para los recursos, es necesario utilizar un modelo más complejo de cómo los seres humanos interactúan con su ecosistema para comprenderlos. ^{[ 63 ]}

Entre 1900 y 2020, la población humana de la Tierra aumentó de 1.600 millones a 7.800 millones (un aumento del 390%). ^{[ 64 ]} Estos logros incrementaron enormemente la demanda de recursos humanos, generando una degradación ambiental significativa . ^{[ 65 ]}

Contabilidad de la huella ecológica

La contabilidad de la huella ecológica mide las demandas que las personas hacen sobre la naturaleza y las compara con los suministros disponibles, tanto para países individuales como para el mundo en su conjunto. ^{[ 67 ]} Desarrollada originalmente por Mathis Wackernagel y William Rees , ha sido refinada y aplicada en diversos contextos a lo largo de los años por Global Footprint Network (GFN). En el lado de la demanda, la huella ecológica mide la velocidad con la que una población utiliza los recursos y genera residuos, centrándose en cinco áreas principales: emisiones de carbono (o huella de carbono ); tierra dedicada a asentamientos directos; uso de madera y papel; uso de alimentos y fibras; y consumo de productos del mar. ^{[ 68 ]} Convierte estos datos en hectáreas per cápita o totales utilizadas. En el lado de la oferta, la biocapacidad nacional o global representa la productividad de los activos ecológicos en una nación en particular o en el mundo en su conjunto; esto incluye "tierras de cultivo, tierras de pastoreo, tierras forestales, zonas de pesca y tierras urbanizadas". ^{[ 68 ]} Nuevamente, las diversas métricas para capturar la biocapacidad se traducen en el término único de hectáreas de tierra disponible. Como afirma Global Footprint Network (GFN):

La huella ecológica de cada ciudad, estado o nación puede compararse con su biocapacidad o con la del mundo. Si la huella ecológica de una población supera la biocapacidad de la región, esta presenta un déficit de biocapacidad. Su demanda de los bienes y servicios que su tierra y mares pueden proporcionar (frutas y verduras, carne, pescado, madera, algodón para la confección de ropa y absorción de dióxido de carbono) excede la capacidad de regeneración de los ecosistemas de la región. En términos más sencillos, esto se denomina "déficit ecológico". Una región con déficit ecológico satisface la demanda mediante importaciones, la liquidación de sus propios recursos ecológicos (como la sobrepesca) o la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera. Si la biocapacidad de una región supera su huella ecológica, posee una reserva de biocapacidad. ^{[ 68 ]}

Según los cálculos de GFN, la humanidad ha estado utilizando recursos y generando desechos en exceso de la sostenibilidad desde aproximadamente 1970: actualmente, la humanidad utiliza los recursos de la Tierra a aproximadamente el 170 % de su capacidad. ^{[ 69 ] [ 70 ]} Esto implica que la humanidad está muy por encima de la capacidad de carga humana de la Tierra para nuestros niveles actuales de prosperidad y uso de tecnología. Según Global Footprint Network:

En 2024, el Día del Sobregiro de la Tierra cayó el 1 de agosto. Este día marca la fecha en que la humanidad ha agotado el presupuesto de la naturaleza para el año. Durante el resto del año, mantenemos nuestro déficit ecológico al agotar las reservas locales de recursos y acumular dióxido de carbono en la atmósfera. Estamos operando en sobregiro. ^{[ 71 ]}

El concepto de " sobrepaso ecológico " puede considerarse equivalente a exceder la capacidad de carga humana. ^{[ 72 ] [ 67 ]} Según los cálculos más recientes de Global Footprint Network, la mayoría de los habitantes del mundo viven en países con sobrepaso ecológico (véase el mapa de la derecha).

Esto incluye países con poblaciones densas (como China, India y Filipinas), países con alto consumo per cápita y uso de recursos (Francia, Alemania y Arabia Saudita), y países con alto consumo per cápita y gran número de habitantes (Japón, Reino Unido y Estados Unidos). ^{[ 68 ]}

Marco de límites planetarios

Según sus desarrolladores, el marco de límites planetarios define "un espacio operativo seguro para la humanidad basado en los procesos biofísicos intrínsecos que regulan la estabilidad del sistema terrestre". ^{[ 52 ]} La civilización humana ha evolucionado en la relativa estabilidad de la época del Holoceno ; por lo tanto, cruzar los límites planetarios para niveles seguros de carbono atmosférico, acidez oceánica o alguno de los otros límites establecidos podría hacer que el ecosistema global se descontrole hacia nuevas condiciones menos hospitalarias para la vida, posiblemente reduciendo la capacidad de carga humana global.

Este marco, desarrollado en un artículo publicado en 2009 en Nature ^{[ 73 ]} y posteriormente actualizado en dos artículos publicados en 2015 en Science ^{[ 52 ]} y en 2018 en PNAS [ ^{74 ], identifica}  nueve factores de estrés de los sistemas de soporte planetario que deben mantenerse dentro de límites críticos para preservar condiciones biosféricas estables y seguras (véase la figura a continuación). El cambio climático y la pérdida de biodiversidad se consideran especialmente cruciales, ya que, por sí solos, podrían sacar al sistema terrestre del estado del Holoceno: «las transiciones entre períodos de tiempo en la historia de la Tierra a menudo se han delimitado por cambios sustanciales en el clima, la biosfera o ambos» ^{[ 52 ] .}

El consenso científico es que la humanidad ha superado entre tres y cinco de los nueve límites planetarios para el uso seguro de la biosfera y está ejerciendo una fuerte presión sobre varios más. ^{[ 74 ]} Por sí solo, cruzar uno de los límites planetarios no prueba que la humanidad haya excedido la capacidad de carga humana de la Tierra; tal vez las mejoras tecnológicas o una gestión inteligente podrían reducir este factor de estrés y devolvernos al espacio operativo seguro de la biosfera. Pero cuando se cruzan varios límites, resulta más difícil argumentar que no se ha superado la capacidad de carga. ^{[ 75 ]}

Because fewer people helps reduce all nine planetary stressors, the more boundaries are crossed, the clearer it appears that reducing human numbers is part of what is needed to get back within a safe operating space.^[76][77] Population growth regularly tops the list of causes of humanity's increasing impact on the natural environment in Earth system science literature.^[78] Recently, planetary boundaries developer Will Steffen and co-authors ranked global population change as the leading indicator of the influence of socio-economic trends on the functioning of the Earth system in the modern era, post-1750.^[79]

• Biocapacity – Estimate of an ecosystem's production of certain biological materials
• Ecological footprint – Individual's or a group's human demand on nature
• Ecological overshoot – Demands on ecosystem exceeding regeneration
• Earth Overshoot Day – Calculated calendar date when humanity's yearly consumption exceeds Earth's replenishment
• Overpopulation – When a population of a species exceeds the carrying capacity of its environment
• Overshoot (population) – Phenomenon in which populations temporarily exceed carrying capacity of environment
• Planetary boundaries – Limits to safe impact on the Earth ecology
• Population bottleneck – Sharp reduction in the size of a population
• Population ecology – Field of ecology
• Population growth – Increase in the number of individuals in a population
• r/K selection theory – Ecological theory concerning the selection of life history traits

• Kin, Cheng Sok, et al. "Predicting Earth's Carrying Capacity of Human Population as the Predator and the Natural Resources as the Prey in the Modified Lotka-Volterra Equations with Time-dependent Parameters." arXiv preprint arXiv:1904.05002 (2019).