Agrometereología: Sus Fundamentos
Variabilidad climática: tenerla en cuenta en la planificación agrícola y rural
Agro-Metereología: Sus Fundamentos
Existen tres tipos diferentes de información agrometeorológica: a corto plazo, de uno a cinco días; a medio plazo, de dos semanas a dos meses; y a largo plazo, de un año o más. Dicha información debe responder a las exigencias expresadas por la profesión agrícola: previsión de las condiciones meteorológicas para las labores agrícolas, previsión del riesgo de heladas, previsión del riesgo de desarrollo de determinadas enfermedades relacionadas con el clima, seguimiento del balance hídrico del suelo, seguimiento de las sumas de temperatura en relación con el calendario de desarrollo de las plantas; diversos estudios agroclimáticos para la elección de los cultivos, las variedades y las regiones de plantación que mejor se adapten a sus exigencias eco-climáticas, etc.
La influencia del clima en la producción agrícola
Todas las plantas tienen unas exigencias con respecto al clima en el que crecen. Estas exigencias se traducen en un cierto número de necesidades climáticas: luz solar interceptada por el follaje, necesidades térmicas para su desarrollo y necesidades de agua para su crecimiento.
Por ello, uno u otro elemento del clima puede ser un factor limitante para la producción agrícola, ya sea por exceso o por defecto. Existen tres tipos de factores climáticos limitantes: la radiación solar, la temperatura (ya sea como factor limitante estricto en caso de heladas o de calor extremo, o por sus efectos acumulativos) y el agua (en fase líquida o de vapor). El enfoque clásico consiste en identificar primero y cuantificar después los factores que limitan la producción de un cultivo determinado.
Leyes de acción de la temperatura (efectos acumulativos)
Tras las primeras observaciones de Réaumur en 1735, los experimentos han demostrado que las distintas etapas del desarrollo de una planta están directamente relacionadas con los efectos acumulativos de la temperatura ambiente a lo largo del tiempo. Por ello, se determinaron experimentalmente las leyes que rigen el efecto de la temperatura sobre el desarrollo de una planta determinada. La ley que da la velocidad media del desarrollo de la planta en función de la temperatura es una función lineal creciente, en una gama relativamente amplia de temperaturas ambientales. Henri Geslin, del departamento de bioclimatología del I.N.R.A., demostró, por ejemplo, ya en 1944, que para la fase de siembra-germinación de una variedad dada de trigo, colocada en el laboratorio a una temperatura constante, el tiempo necesario para completar esta fase era inversamente proporcional a la temperatura del semillero.
Estos resultados condujeron al concepto de sumas de temperatura por encima de un umbral, definido del siguiente modo: "suma de las desviaciones positivas de las temperaturas medias diarias del aire bajo abrigo con respecto a un umbral dado T0, denominado umbral de desarrollo aparente, para llegar a una constante característica propia de cada fase de desarrollo de la planta". Cuando la temperatura media del aire en un día determinado es inferior al umbral T0, se supone por tanto que la contribución de ese día al desarrollo de la planta es nula.
Las necesidades de calor se determinan cultivo por cultivo, variedad por variedad y para cada fase de desarrollo. Hay que fijar el umbral T0 y la "suma de temperaturas" por encima de este umbral entre las dos fases fenológicas (por ejemplo, de la emergencia a la floración del maíz), necesarias para completar la fase de desarrollo en cuestión. El umbral (T0) de 6 0C se utiliza actualmente para las fases de desarrollo del maíz, el girasol y la soja.
Efectos destructivos (heladas, granizo, vientos fuertes, calor elevado)
Ciertos fenómenos meteorológicos pueden provocar la destrucción de órganos vegetales sensibles. Los primeros que vienen a la mente, por supuesto, son los efectos destructivos del granizo que cae bajo nubes cumulonimbos (nubes con un fuerte desarrollo vertical), que generan tormentas eléctricas. Tales fenómenos tienen una duración del orden de una hora, y una extensión espacial (zona afectada) de unos pocos kilómetros.
Es imposible predecir dónde y cuándo caerá el granizo. Un acontecimiento de este tipo puede acabar por completo con la cosecha anual de un viñedo o un huerto en cuestión de minutos, pero al estar limitado en el espacio, los daños por granizo representan una pérdida limitada en relación con la superficie total de un departamento. Esta es una de las razones por las que este riesgo agrícola es asegurable, a diferencia de la sequía, por ejemplo, que afecta a grandes superficies (como la mitad de Francia).
Los fuertes vientos pueden provocar daños mecánicos en las plantas y los árboles, como el encamado de los cereales, lo que reduce considerablemente la posibilidad de una cosecha mecánica posterior. La mejora genética ha permitido reducir el riesgo produciendo trigo o cebada con tallos más cortos.
Las bajas temperaturas también pueden tener un efecto letal en la planta, ya sea por la desecación de las células o por la formación de cristales de hielo en el espacio intercelular. La sensibilidad a las heladas varía según el tipo de cultivo, pero también y sobre todo según su fase de desarrollo. Tomemos como ejemplo las vides: en pleno invierno, cuando están en reposo, pueden soportar temperaturas de casi -20°C sin dañar la madera. Al comienzo de la primavera, aún podrá soportar una temperatura de apenas - 8 0C.
En cambio, desde el momento en que se produce la brotación, una yema de vid con una temperatura superficial de - 2,5°C podría destruirse. Esto significa que, por ejemplo, cuanto más suaves sean las temperaturas en marzo, más se adelantará el calendario de desarrollo biológico de la planta en comparación con su calendario medio. En Champaña, por ejemplo, este periodo de susceptibilidad a las heladas se producirá en abril-mayo, mientras que en Montpellier se producirá en marzo-abril, debido a la diferencia de temperatura provocada por la diferencia de latitud.
En Francia, los cereales son especialmente sensibles a las heladas invernales: por debajo del umbral de -15°C de temperatura del aire medido a cubierto, la planta de trigo puede "escorarse" como consecuencia de la congelación del suelo en los primeros centímetros.
En otoño, las heladas tempranas pueden causar daños, ya sea a un cereal de verano en maduración, como el maíz de siembra, o a la remolacha almacenada en el exterior en silos al aire libre, como consecuencia del deshielo subsiguiente.
En un clima templado como el de Francia, el riesgo de calor extremo suele ser menos crucial que el riesgo de heladas. Este riesgo es difícil de cuantificar por varias razones: el umbral de temperatura letal es más o menos elevado en función de si la planta se encuentra en fase de reposo o en fase de crecimiento; el tiempo de exposición a esta temperatura elevada desempeña un papel importante; la temperatura de la superficie de los órganos de la planta a media tarde es extremadamente variable en el tiempo; por último, el efecto del calor elevado también puede ser un efecto combinado de la temperatura como tal y de la desecación de la planta, debido al alto nivel de evaporación.
Un ejemplo clásico del riesgo del calor elevado es el "escaldado" del trigo. Se trata de un accidente en el crecimiento del grano que puede producirse durante un periodo de unos diez días, conocido como "fase acuosa", que tiene lugar inmediatamente antes de la fase de maduración fisiológica del grano, durante la cual pasa de una fase lechosa a una fase pastosa. Durante esta fase acuosa, la escaldadura puede producirse por la exposición durante dos días consecutivos a una temperatura máxima al abrigo de 30°C o más. Durante la sequía del verano de 1990, el tiempo muy caluroso que hizo en Francia en la segunda quincena de julio también provocó la falta de fertilización del maíz.
Los cambios climáticos previstos a lo largo del siglo XXI (véase El impacto previsible de los escenarios de cambio climático en la producción agrícola), que conducen a un aumento de las temperaturas del aire en verano, deberían hacer más frecuente este riesgo de calor extremo. Esto podría incitar a los agricultores a elegir variedades, o incluso los propios cultivos, más tolerantes al calor y menos sensibles al agua en términos de rendimiento (por ejemplo, sustituir el maíz por el girasol o el sorgo).
Efectos del déficit hídrico y la sequía
Para ciertos cultivos, conocidos como cultivos de primavera-verano y sembrados, en Francia, generalmente entre finales de marzo y principios de mayo, una parte importante de las fluctuaciones interanuales de los rendimientos se debe a lo que se conoce como "déficit hídrico". Éste puede cuantificarse mediante diversas variables. Corresponde a una situación en la que el cultivo no ha podido encontrar y extraer del suelo el agua que hubiera necesitado para evapotranspirar de la misma forma que si hubiera estado regado y, por tanto, bien abastecido de agua.
Para las plantas, un estado de sequía corresponde a una "falta de agua". En cuanto una planta sufre un déficit hídrico creciente, empieza a reducir la apertura de sus estomas y reacciona reduciendo primero el crecimiento celular y después la fotosíntesis.
La sensibilidad de un cultivo determinado a la sequía cambia a lo largo de su ciclo vegetativo. Para el maíz grano, por ejemplo, existe un "periodo crítico" correspondiente a la fase de reproducción, durante el cual cualquier déficit hídrico puede provocar fenómenos irreversibles desde el punto de vista de la organogénesis (ausencia de fecundación, abortos, caída de los órganos florales, etc.). En 1963, Marcel Robelin, del departamento de agronomía del I.N.R.A., estableció que, para el maíz grano, el periodo crítico comienza unos veinte días antes de la floración femenina y se prolonga de diez a veinte días después. En nuestra región, este periodo crítico se produce en julio-agosto. Una restricción hídrica severa durante este periodo crítico puede causar pérdidas de rendimiento de hasta el 50% del peso del grano. También se definen períodos sensibles al crecimiento. Por ejemplo, se sabe que la remolacha azucarera es una planta muy sensible al agua. Cualquier sequía estival reducirá su rendimiento en peso.
La evapotranspiración de un cultivo es la combinación del fenómeno fisiológico de la transpiración y del fenómeno puramente físico de la evaporación del agua de la superficie de una hoja y de la superficie del suelo en el que está plantado el cultivo.
Al igual que en el caso de la lluvia, la evapotranspiración de un cultivo se expresa en milímetros de agua, es decir, litros de agua por metro cuadrado de superficie de suelo. Depende de una serie de factores, en particular de variables meteorológicas como la temperatura del aire, la humedad absoluta del aire, la duración de la insolación y la velocidad del viento. La evapotranspiración máxima (E.M.T.) puede definirse como la cantidad que evaporaría el cultivo en condiciones de buen suministro de agua al suelo, mientras que la evapotranspiración real (E.A.T.) corresponde a la cantidad de agua realmente evaporada en condiciones de cultivo sin regar. La relación entre la T.E.R. y la T.E.M. puede ser un buen indicador de la "tasa de satisfacción de las necesidades hídricas" del cultivo.
Evaluación de las necesidades de agua de los cultivos
La evaporación del agua consume calor latente de vaporización, es decir, unos 2.600 julios (o 600 calorías) por gramo de agua evaporada. El consumo total de agua de un cultivo a lo largo de todo su ciclo de crecimiento no es una constante, esencialmente por dos razones: en primer lugar, el nivel de demanda máxima de agua depende del clima, esencialmente de la temperatura del aire y de la radiación solar recibida; en segundo lugar, el sistema de producción puede ser de regadío o de secano.
El efecto del clima está esencialmente mediado por la cantidad de energía solar interceptada por el follaje y el déficit de saturación de vapor de agua en el aire (estrechamente ligado a la temperatura). Cuanto mayor sea el excedente de energía radiativa, mayor será el nivel de evapotranspiración. Del mismo modo, cuanto más seco esté el aire, mayor será la demanda de evaporación. La propia planta interviene en la determinación de su evapotranspiración, a través de la tasa de cobertura del suelo y del estado de desarrollo fisiológico del cultivo (fase de crecimiento, fase de reproducción, fase de maduración, etc.).
Para cuantificar el estrés hídrico sufrido por una planta dada en una fase determinada de su desarrollo, primero fue necesario definir una referencia, independiente del cultivo en cuestión y, por tanto, dependiente únicamente del clima: la evapotranspiración potencial (E.P.T.), que es "la evapotranspiración máxima de una gramínea (festuca, variedad Manade) que cubre completamente el suelo, bien abastecida de agua y en fase de crecimiento activo". A partir de la T.E.P., la T.E.M. -evapotranspiración máxima- de un cultivo concreto se deduce multiplicando esta variable por un "coeficiente de cultivo" (T.E.P./T.E.M.), que varía según el cultivo y la fecha del año.
La evapotranspiración aparece así como un fenómeno a la vez físico y fisiológico, intrínseco a las condiciones de vida de la planta: la temperatura de la planta debe mantenerse dentro de una gama de valores compatibles con su funcionamiento. Para lograrlo, la evapotranspiración real debe ser importante, ya que es la única forma que tiene la planta de "enfriarse". Las plantas necesitan agua para satisfacer esta demanda de agua por evaporación inducida por el clima, para evitar el sobrecalentamiento interno y para prevenir la deshidratación.
En Francia, la evapotranspiración media diaria en invierno es de unos 0,5 mm/día (algo más, hasta 1 mm/día, alrededor del Mediterráneo). En verano, alcanza una media de 4 milímetros diarios en la mayor parte de Francia, y de 6 milímetros diarios o más en torno al Mediterráneo. Puede alcanzar valores de unos 10 mm/día durante las olas de calor. Los cambios climáticos previstos para el siglo XXI provocarán inevitablemente un aumento de la E.T.P., como consecuencia del efecto térmico y de la reducción de la nubosidad en verano.
El papel del clima en la fitopatología
Las condiciones climáticas pueden desempeñar un papel importante en el curso de una secuencia epidémica. El clima afecta tanto a la planta como al patógeno (hongo, bacteria, virus, etc.). Así pues, la temperatura determina en parte el ciclo de desarrollo del organismo patógeno y en parte el calendario fenológico de la propia planta, un factor importante de analizar dado que determinadas fases fenológicas, como la floración, pueden corresponder a fases de mayor sensibilidad de la planta al agente patógeno.
Según los casos, el agente patógeno será sensible a la temperatura, la humedad y la radiación (puede, por ejemplo, ser destruido por la exposición a los rayos ultravioleta). Además, la presencia de agua libre en la superficie de los órganos de la planta (hoja, tallo, flor, etc.) puede facilitar la proliferación de la enfermedad y la contaminación de la planta.
El viento y las gotas de lluvia también pueden facilitar la dispersión de las esporas.
Para ciertas enfermedades en las que se ha establecido y cuantificado el determinismo meteorológico de su desarrollo, se han desarrollado sistemas de previsión de riesgos fitosanitarios. Algunos ejemplos son el fuego bacteriano (una enfermedad del peral y el manzano que apareció en Francia en los años 80), la roya del trigo y el barrenillo del maíz.
Bancos de datos y redes meteorológicas
Los datos meteorológicos necesarios
Se trata de los datos meteorológicos básicos que deben estar disponibles, promediados o acumulados, en diferentes escalas temporales (hora, día, década, mes, estación o año).
En agrometeorología se utilizan principalmente cinco variables meteorológicas: temperatura del aire (medida bajo abrigo a 2 metros del suelo), presión parcial del vapor de agua en el aire (medida bajo abrigo a la misma altura), velocidad del viento (medida a 10 metros del suelo), radiación solar global (o tiempo de insolación diario) y precipitaciones. Las tres primeras variables físicas son variables "intensivas" en el sentido de que describen el estado de un sistema en un momento dado, mientras que las otras dos son variables "extensivas" que cuantifican un intercambio de energía o masa entre la atmósfera y el suelo. También se utilizan variables derivadas, como la humedad relativa del aire, que depende de la temperatura y de la presión parcial del vapor de agua.
Bases de datos agrometeorológicos
Se derivan de los datos meteorológicos básicos, tras dos tipos de transformación: por un lado, operaciones de promediado temporal y, por otro, cálculos de variables agroclimáticas elaboradas, combinando los datos meteorológicos básicos en una fórmula. Por ejemplo, la evapotranspiración potencial calculada mediante la fórmula de Penman combina los efectos de la duración de la insolación, la temperatura del aire, la humedad del aire y la velocidad del viento.
Las principales variables agroclimáticas son las sumas de temperatura por encima de un umbral, la evapotranspiración potencial (E.P.), el balance hídrico potencial (lluvia-E.P.) y diversos términos del balance hídrico real del suelo.
Los pasos temporales más utilizados en agrometeorología son, por un lado, del orden de una década (diez u once días) y, por otro, la estación.
Redes meteorológicas
Francia está cubierta por dos redes meteorológicas diferentes: la red meteorológica permanente multiparamétrica (denominada "sinóptica", es decir, con observaciones simultáneas en diferentes puntos de la red), que comprende al menos una estación en cada departamento; y la red climatológica nacional, que comprende unas tres mil quinientas estaciones pluviométricas y dos mil estaciones termométricas.
La distancia media entre las cuadrículas de la red sinóptica es de 60 kilómetros, y la de la red termométrica, de 20 kilómetros.
Estas dos redes básicas se han completado con redes de estaciones automatizadas (que miden de dos a cinco parámetros) repartidas por toda Francia, con una media de unas diez estaciones por departamento (es decir, una estación cada veinticinco kilómetros). Los datos de estas estaciones automatizadas pueden concentrarse en un servidor en tiempo real y, por tanto, estar disponibles y ser consultados por los distintos usuarios (meteorólogos, agrónomos o agricultores).
Escalas espaciales
Existen tres escalas espaciales de investigación diferentes: la escala climática regional, la escala topoclimática y la escala micro-climática. Estas escalas son interdependientes.
El clima regional permite describir las características generales del clima de una región a una escala característica del orden de 100 kilómetros, lo que significa que no puede tener en cuenta las particularidades debidas al relieve dentro de esta región.
El topoclima corresponde a la escala a la que pueden aparecer modulaciones de las características climáticas regionales debidas a la topografía, es decir, a una escala espacial del orden de 10 kilómetros en las zonas bajas y de 1 kilómetro en las zonas montañosas.
Por último, el microclima corresponde a la escala a la que se manifiestan los rasgos específicos asociados a la utilización del campo por el hombre: la presencia de setos o cortavientos, las sombras proyectadas en las zonas montañosas, el efecto de prácticas agrícolas como el riego. Esta es la escala de la parcela agrícola en Francia, cien metros en las llanuras y diez metros en las montañas.
Análisis de los datos climáticos
Consiste en realizar un análisis estadístico de los datos para revelar y cuantificar la variabilidad espaciotemporal del clima.
Esta variabilidad puede estudiarse a partir del análisis de series temporales largas, continuas y homogéneas de variables climáticas o agroclimáticas durante un periodo de treinta años, siendo la referencia actual el periodo 1971-2000, para el que se dispone de estadísticas de treinta años en la escala temporal de la década, el mes, la estación y el año.
Estableciendo criterios estadísticos centrales (media y mediana) y de dispersión (cuantiles, valores extremos, desviación típica, coeficiente de variación), es posible entonces cuantificar la variabilidad interanual (que debe considerarse un carácter intrínseco del clima), y diagnosticar cuantitativamente, por desviación de la normal o por la posición del año en cuestión dentro de la distribución estadística, cualquier anomalía climática (sequía, ola de frío, ola de calor, etc.), en función de su carácter más o menos excepcional.
El análisis de la variabilidad espacial requiere el uso de métodos cartográficos tanto manuales como automatizados.
Aplicaciones de la agrometeorología
Usos de la previsión meteorológica
Los agricultores están muy interesados en las previsiones meteorológicas a corto (24 a 48 horas) y medio plazo (3 a 7 días) para sus operaciones agrícolas (arado, siembra, siega, aplicaciones de fertilizantes o pesticidas, cosecha, etc.). En determinadas épocas del año, y sobre todo en primavera, las condiciones meteorológicas pueden suponer una limitación para las operaciones agrícolas. Conocer los calendarios de los principales cultivos del departamento puede ayudar a afinar la previsión, centrándose en cualquier variable meteorológica concreta que pueda ser un factor limitante (precipitaciones, temperatura, etc.). Para cada departamento francés, se puede consultar un boletín de previsión meteorológica general, con hasta siete días de antelación, en un contestador automático (que a veces incluye una opción agrometeorológica, con la previsión diaria de la E.T.P.).
Además, se ponen en marcha previsiones meteorológicas especializadas en determinadas épocas del año: previsión del riesgo de heladas de yema en primavera en las zonas de viñedos (por ejemplo, en abril y mayo en Champaña), previsión de riesgos fitosanitarios (por ejemplo, la alerta de "fuego bacteriano" en determinados departamentos del oeste de Francia, en Maine-et-Loire, Dordoña y el sur de las Landas). Las previsiones meteorológicas especializadas de este tipo, llevadas a cabo mediante la investigación de umbrales de acción o la elaboración de un modelo de simulación de los procesos implicados, sólo pueden realizarse tras un estudio agrometeorológico retrospectivo, que permita identificar cuantitativamente los efectos de una determinada variable climática relevante.
Seguimiento de las condiciones hídricas
El agua puede ser un factor limitante en la producción agrícola, ya sea por exceso o por defecto. Un exceso de agua en primavera puede retrasar o incluso comprometer la preparación del suelo y el correcto establecimiento (siembra y nascencia) de un cultivo de primavera-verano como el maíz.
A la inversa, una sequía primaveral temprana, en abril, en las capas superficiales del suelo, debida a la falta de lluvia, puede impedir la emergencia de los mismos cultivos.
La sequía en verano siempre tendrá un impacto a la baja en la producción de cultivos de secano, ya que plantas como el maíz y la remolacha son especialmente sensibles a la escasez de agua en esta época del año.
Por eso Météo-France vigila constantemente los niveles de humedad del suelo a nivel regional, en intervalos de diez días. El método utilizado consiste en calcular el balance hídrico del suelo para la vegetación en "estado verde" (pradera), es decir, en fase de crecimiento. Esto permite alertar con antelación de cualquier déficit de agua en el suelo, en comparación con la situación hídrica normal en esta época del año.
Esta alerta precoz permite alertar a los poderes públicos (principalmente al Ministerio de Agricultura y al Ministerio de Medio Ambiente) y a los profesionales de la agricultura, de modo que puedan tomarse medidas a tiempo para preservar los recursos hídricos existentes, incitando a los usuarios a economizar, o atenuar, si es posible, las consecuencias inmediatas de la sequía sobre la gestión de los recursos hídricos a nivel regional y departamental.
Análisis de la variabilidad de la producción agrícola
Se trata esencialmente de la variabilidad interanual de los rendimientos de los cultivos de campo (trigo, maíz, remolacha, girasol, soja, etc.), ya sea a nivel de un rendimiento departamental o a nivel de un rendimiento por parcela. Para ello, hay que intentar separar el efecto de la variabilidad de las condiciones climáticas durante la campaña agrícola de las otras posibles causas de variabilidad (cambios en las técnicas de cultivo, variedades utilizadas, uso de fertilizantes, etc.). Se supone que estos últimos factores, no meteorológicos, dan lugar a una tendencia plurianual (generalmente al alza, al menos así fue entre los años 50 y 80) de los rendimientos, mientras que las condiciones climáticas del año podrían provocar fluctuaciones aleatorias.
Existen dos enfoques diferentes para evaluar el impacto de la variabilidad climática en la producción agrícola:
bien el desarrollo de modelos agrometeorológicos deterministas para simular el crecimiento y el desarrollo de los cultivos;
o bien la elaboración de un modelo empírico-estadístico de previsión de los rendimientos, mediante una ecuación de regresión múltiple que tenga en cuenta los valores específicos que toman, durante el año considerado, un cierto número de variables indicadoras (sumas de temperatura, déficit hídrico estival, etc.), y en determinadas épocas del año.
En relación a este último punto, éstas deben preseleccionarse en primer lugar, mediante un estudio estadístico previo de la correlación simple o múltiple entre la diferencia entre el rendimiento real y el rendimiento medio esperado, por una parte, y un gran número de criterios agroclimáticos diferentes, por otra, entre los que se seleccionan los que presentan los coeficientes de correlación parcial más elevados.
El primer enfoque, basado en modelos, se utiliza principalmente a nivel de parcela, mientras que los métodos estadísticos se emplean más a nivel de departamento (la unidad administrativa de recogida de datos de producción), donde entran en juego otros factores de variación adicionales, como la variabilidad espacial de los tipos de suelo.
Evaluar el potencial agroclimático de una región
En el caso de los cultivos herbáceos, sabemos qué regiones de Francia son aptas para un determinado tipo de producción. Sin embargo, el material genético seleccionado para la producción, que da lugar a la inclusión de una variedad concreta en el catálogo, evoluciona constantemente. El trigo blando de invierno se cultiva en casi toda Francia, aunque principalmente en la mitad norte del país. La producción de remolacha azucarera se concentra en la cuenca parisina, Picardía y Nord-Pas-de-Calais, pero las condiciones del mercado pueden provocar un desplazamiento de la producción en algunas regiones.
Es entonces cuando se plantea la cuestión, para una nueva variedad que aún no se ha cultivado o para un cultivo nuevo en la región, de la adecuación de los cultivos a las condiciones climáticas regionales. Por ello, se realizan estudios agroclimáticos. Consisten en realizar, para los criterios agroclimáticos pertinentes (sumas de temperatura, precipitaciones, balance hídrico potencial, etc. Éstos se traducen en términos de frecuencia de aparición de un estado fenológico antes de una fecha determinada (por ejemplo, la fecha de cosecha de una variedad de maíz se fija en el 31 de octubre), o de riesgos (bajas temperaturas, déficit hídrico, temperaturas extremas, etc.) durante las distintas fases de desarrollo del rendimiento.
La cartografía de los valores obtenidos en cada punto de la red permite analizar la variabilidad espacial de estos indicadores de éxito o fracaso de la producción. Todos estos resultados pueden utilizarse para ayudar a decidir si un nuevo cultivo o variedad debe plantarse en una región determinada.
El impacto previsible del cambio climático en la producción agrícola
Se examinará aquí el impacto previsible de los escenarios de cambio climático en la producción agrícola.
Evaluar el impacto del cambio climático en la agricultura y la silvicultura es un problema complejo, para el que aún quedan muchas vías de investigación por explorar.
Todavía hay que avanzar en el análisis de la información sobre los ecosistemas y en la comprensión del impacto del clima sobre la cubierta vegetal. Del mismo modo, los modelos de circulación general atmosférica (modelos a escala global), que son herramientas esenciales para estudiar el cambio climático, se están mejorando gradualmente a medida que avanza la investigación en este campo. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) recomienda el uso de escenarios regionalizados del cambio climático para simular mejor el cambio climático a escala regional o local, por ejemplo para las distintas regiones de Francia.
La evaluación del impacto del cambio climático en la agricultura también requiere un amplio acoplamiento entre los modelos agronómicos, epidemiológicos y climáticos. También es importante insistir en la necesidad de situar esta cuestión en su contexto económico, que es un factor determinante de los equilibrios agrícolas y del comercio a escala mundial. Este contexto económico depende a su vez de los cambios en el clima, en particular a través de los cambios en los recursos hídricos disponibles, un factor esencial en la regularidad de la producción de los cultivos más sensibles al agua. Anticipar la respuesta de los cultivos al cambio climático es, por tanto, una prioridad si queremos adaptar la elección de las especies de cultivo, lo que garantiza buenos rendimientos, y prevenir los impactos negativos mediante prácticas de gestión y desarrollo adecuadas.
Aunque todavía existen muchas incertidumbres en los distintos estudios, a menudo relacionadas con las hipótesis formuladas sobre la forma en que los cultivos se adaptarán al nuevo clima, o sobre el impacto del cambio climático en las enfermedades de las plantas, la comunidad científica coincide, no obstante, en que las regiones templadas del mundo tendrán una ventaja competitiva, en comparación con las regiones tropicales y ecuatoriales (donde la producción de cultivos ya se encuentra en su óptimo térmico), y para los llamados cultivos C3 (trigo, cebada y otros cultivos templados), en comparación con los cultivos C4 (plantas de origen tropical en su mayoría, como el maíz, la caña de azúcar, el sorgo y el mijo). De hecho, las plantas C3 (plantas que realizan la fotosíntesis y fijan el dióxido de carbono [CO2] formando un compuesto con tres átomos de carbono) podrán aprovechar mejor el aumento de la concentración de CO2 a través de su ciclo fotosintético, mientras que las plantas C4 ya están más cerca de su funcionamiento óptimo en el clima actual. Por último, los cultivos con bajas necesidades hídricas (como el sorgo) serán sin duda de mayor interés en el futuro.
Los diversos estudios realizados sugieren que el cambio climático podría, en general en Europa, aumentar la productividad de los agrosistemas y de los bosques, gracias sobre todo al efecto directo del CO2 sobre las plantas. En estas regiones, los rendimientos de cultivos como el trigo, la cebada y las plantas forrajeras podrían aumentar sensiblemente. Además, el calentamiento medio permitirá que ciertos cultivos se extiendan hacia el norte de Europa. En el caso de los cereales, un aumento de la temperatura de 30ºC podría provocar un desplazamiento de quinientos kilómetros hacia el norte de las zonas de cultivo.
En el futuro, será necesario plantearse el desplazamiento de las zonas de producción (revisando el potencial, introduciendo nuevos cultivos). Sin embargo, el probable aumento de las restricciones hídricas, sobre todo en el sur de Europa, y de la frecuencia de los fenómenos extremos podría limitar o incluso anular las ganancias esperadas. La gestión de las limitaciones hídricas y nutricionales y la elección de especies y variedades deberían constituir grandes retos para la agricultura y la silvicultura de la segunda mitad del siglo XXI.
Sin embargo, los aumentos de productividad y la introducción constante de nuevas tecnologías observados en Europa desde 1950 sugieren que la agricultura y la silvicultura europeas son muy adaptables, con vistas a garantizar la transición a un nuevo contexto climático y económico.
A escala mundial, la situación parece más problemática para las zonas tropicales y ecuatoriales. También es probable que, a largo plazo, sean las capacidades de adaptación -técnicas, científicas y financieras- del país en cuestión las que marquen la diferencia. Esto significa que los países desarrollados tendrán una mayor capacidad de adaptación, en términos de mitigación de los impactos negativos y de aprovechamiento de los positivos. El resultado podría ser una brecha cada vez mayor entre el Norte y el Sur en términos de producción agrícola y autosuficiencia alimentaria.
En el caso de Francia, el análisis del cambio climático desde 1950 ha revelado las siguientes tendencias: descenso de las precipitaciones en verano; veranos cada vez más calurosos; sequías estivales cada vez más graves, vinculadas o no a olas de calor, como la observada en el verano de 2003, que, además de provocar un descenso considerable de la producción de los cultivos de secano, causó importantes daños a los bosques; calentamiento acelerado, con un aumento de la temperatura media anual de 0,6°C por década durante el periodo 1976-2003.
Si se mantienen en los próximos años, estas tendencias climáticas debilitarán los cultivos, sobre todo los de las zonas no irrigadas, por no hablar del impacto de las temperaturas extremas en la supervivencia de la propia planta.
Se puede planificar teniendo en cuenta esta ciencia?