El cambio climático es cada vez más un tema de atención de científicos, políticos y público en general. La Organización de las Naciones Unidas (ONU) define el cambio climático como “un cambio del clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera global y que es observado durante períodos de tiempo comparables.”
Factores relevantes del cambio climático en la agricultura
Los factores relevantes del cambio climático que se han identificado para la agricultura y la seguridad alimentaria son: el aumento de la temperatura, el incremento del dióxido de carbono (CO2) atmosférico y la variación de los patrones de precipitación. Estas condiciones, sin duda, tendrán un impacto potencial negativo en el rendimiento y en la producción global de los cultivos; sin embargo, se espera un efecto muy diferente del cambio climático en la agricultura en distintas partes del mundo, en función de las condiciones del suelo, de la disponibilidad de recursos hídricos y de la infraestructura disponible para hacer frente al cambio, así como de las medidas de mitigación que se adopten a nivel mundial.
- Incremento de la temperatura: Se ha estimado que desde la época preindustrial hasta el año 2009, la temperatura global del planeta se ha incrementado 0.76 °C en promedio. Las proyecciones para el final de este siglo indican que la temperatura global se incrementará de 1.4 a 5.8 ºC, en función del escenario futuro de emisiones de gases de efecto invernadero así como de las acciones que se tomen para disminuir las emisiones de dichos gases.
Las temperaturas más altas pueden aumentar la capacidad del aire para absorber vapor de agua y, en consecuencia, generar una mayor demanda de agua. Un incremento en los índices de evapotranspiración podría disminuir o agotar la humedad del suelo o sustratos, originando estrés hídrico en las plantas durante las temporadas de sequía. El estrés hídrico es una gran preocupación porque a nivel mundial muchas áreas de producción agrícola no cuentan con sistemas de riego. En este sentido, está bien documentado que el estrés hídrico no sólo reduce la productividad de los cultivos, sino que también tiende a acelerar la maduración de los frutos. La exposición a temperaturas elevadas puede causar cambios morfológicos, anatómicos, fisiológicos y bioquímicos en los tejidos vegetales y, por lo tanto, pueden afectar el crecimiento y el desarrollo de diferentes órganos, lo que ocasiona reducciones drásticas en el rendimiento comercial.
- Incremento del CO2: En los últimos 800,000 años, el CO2 atmosférico cambió de 180 ppm a 280 ppm. A partir de los niveles preindustriales de 280 ppm, el CO2 ha aumentado de manera constante hasta llegar a 384 ppm en 2009. Estudios con modelos de predicción climática indican que para finales del presente siglo, el CO2 atmosférico será de alrededor de 700 ppm, en función de las emisiones de gases de efecto invernadero y de las acciones de mitigación que se adopten. Existen evidencias de que la especies agrícolas responden positivamente al aumento de CO2; sin embargo, el beneficio directo de la elevación de CO2 puede verse disminuido por otros efectos del cambio climático, tales como temperaturas elevadas y alteraciones en los patrones de la precipitación pluvial. Además, debido al aumento del CO2 atmosférico, durante el presente siglo la capacidad de amortiguación del agua de mar se verá alterada, dando como resultado un aumento en su acidez, lo que se traducirá en una reducción entre 0.14 y 0.35 unidades de pH en la superficie global de los océanos.
- Variación de la precipitación pluvial: Es muy probable que como consecuencia de una intensificación general del ciclo hidrológico mundial la cantidad de precipitación pluvial aumente en regiones de latitudes altas y que disminuya en la mayoría de las regiones subtropicales. Los modelos de circulación general predicen una disminución de las precipitaciones en algunas zonas, y aumentos en otras, pero existe una tendencia general de que todas las regiones serán más secas.
Impacto en la producción global
La mayoría de los estudios de proyección relacionados con el impacto del cambio climático en la agricultura indican una gran variación en resultados a nivel regional.
- Diferencias en producción: Se estima que aumentarán las diferencias existentes en la producción agrícola entre los países desarrollados y los países en desarrollo. Estos resultados son un reflejo de estaciones de crecimiento de cultivo más cálidas y largas en regiones de latitudes altas, en las cuales se encuentran muchos países desarrollados, mientras que en los trópicos y en latitudes bajas — donde se encuentran la mayoría de países en desarrollo— se esperan estaciones de cultivo más cortas y más secas.
Se ha estimado que con un aumento pequeño en la temperatura promedio global, las áreas localizadas en las latitudes más altas pueden beneficiarse del cambio climático con un aumento de la productividad y del suelo apto para la agricultura, el cual podría crecer hasta 160 millones de hectáreas. En contraste, las regiones en las latitudes más bajas la productividad disminuiría y la cantidad de suelo disponible para la agricultura se reduciría en hasta 110 millones de hectáreas. Paradójicamente, los países en vías desarrollo son los que han contribuido en menor medida en el cambio climático pero son quienes presentan mayor vulnerabilidad a los efectos del mismo.
- Aumento de temperatura: La gravedad de los efectos del cambio climático en la producción de cultivos depende del tamaño del aumento de la temperatura. Estudios de modelación indican que el incremento en la temperatura global de hasta 2.5°C ocasiona impactos variables en la agricultura, en muchos casos con un efecto positivo, particularmente en los países desarrollados; sin embargo, con un aumento de temperatura global promedio por encima de 2.5°C se prevén efectos negativos en la producción agrícola de todas las regiones del mundo.
- Rendimiento de cultivos: Se pronostica también que los rendimientos de los cultivos sean afectados por efecto del cambio climático en la incidencia de plagas agrícolas, debido a que los insectos al crecer en un ambiente más cálido, tendrán ciclos de vida más cortos y potencialmente desarrollarán resistencia a insecticidas en un periodo menor a lo que sucede en la actualidad; además, los insectos tendrán la capacidad de invadir nuevas regiones en función de que las nuevas condiciones climáticas les favorezcan. En este sentido, se prevé que se incrementen los daños en los cultivos ocasionados por los áfidos, debido a su baja temperatura de umbral de desarrollo, a su corto ciclo de vida y a sus habilidades de dispersión.
- Calidad de la cosecha: Con relación al incremento de CO2, estudios con modelos de predicción en maíz indican que el peso de materia seca puede aumentar desde 1.4 hasta 5.6 t/ha; sin embargo, en maíz, trigo y soya se pronostican afectaciones en la calidad, principalmente menor contenido de proteínas, minerales y lípidos. Por otro lado, en un estudio con caña de azúcar cultivada en un ambiente con 740 ppm de CO2 se observó un incremento de 50 % en biomasa y 29 % más de acumulación de sacarosa, lo cual fue resultado de tasas fotosintéticas más altas con CO2 elevado. También en el cultivo de papa, se observó un mayor número de tubérculos por planta, a razón de 1.5 tubérculos por cada 100 ppm que incremente el CO2 atmosférico, hasta aumentar 40 % de rendimiento de tubérculos con 660 ppm. A pesar de estos resultados, no podemos ignorar que el beneficio directo de la elevación de CO2 puede verse disminuido por otros efectos del cambio climático, como temperaturas elevadas y alteraciones en los patrones de la precipitación pluvial.
- Uso de fertilizantes: Finalmente, en regiones de latitud alta donde se espera un incremento de la superficie potencial productiva, se espera un aumento en el uso de fertilizantes, mientras que en regiones secas cuya productividad se ve restringida por las limitaciones de agua, la eficiencia de los fertilizantes puede afectarse negativamente, lo que se traducirá en menores rendimientos y será otro de los factores que incidirán en la seguridad alimentaria mundial.
Conclusiones
Los impactos del cambio climático en la agricultura serán diferentes a nivel regional y se pronostica que aumenten las diferencias existentes en la producción agrícola entre los países desarrollados y los países en desarrollo. Es posible prever un incremento en los rendimientos por efecto de mayor concentración de CO2 atmosférico; sin embargo, el beneficio directo de la elevación de CO2 puede verse disminuido por otros efectos del cambio climático, tales como temperaturas elevadas y alteraciones en los patrones de la precipitación pluvial. El cambio climático también será un factor determinante en la incidencia de plagas y enfermedades, en el incremento del uso de fertilizantes y en la disminución de la eficiencia de los mismos en regiones áridas con limitaciones de irrigación.
¿Qué opinas sobre este fenómeno? ¿Crees que el cambio climático fue la causa principal de las heladas en México en febrero de 2011?
Los autores de este artículo son: Porfirio Juárez-López, Rubén Bugarín-Montoya, José Irán Bojórquez-Serrano y Edel Soto- Ceja, Profesores-Investigadores, Unidad Académica de Agricultura, Universidad Autónoma de Nayarit, y Basilio Brizuela- Amador, Docente-Investigador, Dirección General de Educación Tecnológica Agropecuaria. Para más información sobre los autores y la literatura consultada para elaborar este artículo pueden escribir a: pdh.edit@meistermedia.com.