El cambio climático podría afectar la producción de maíz y trigo para el año 2030 en un escenario de altas emisiones de gases de efecto invernadero, según un nuevo estudio de la NASA publicado en la revista Nature Food. Se proyecta que el rendimiento de los cultivos de maíz disminuyan un 24%, mientras que el trigo podría ver un aumento de alrededor del 17%.
Utilizando avanzados modelos climáticos y agrícolas, los científicos descubrieron que el cambio en los rendimientos se debe al aumento proyectado de la temperatura, los cambios en los patrones de lluvias y las elevadas concentraciones de dióxido de carbono en la superficie debido a las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por las actividades humanas. Estos cambios dificultarían el cultivo de maíz en los trópicos, pero podrían ampliar el rango de cultivo del trigo.
“No esperábamos ver un cambio tan fundamental, en comparación con las proyecciones de rendimiento de los cultivos basadas en la generación anterior de modelos climáticos y de cultivos realizados en 2014”, dijo el autor principal Jonas Jägermeyr, creador de modelos de cultivos y científico del clima en el Instituto Goddard de Investigaciones Espaciales (GISS, por sus siglas en inglés) de la NASA y el Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York. La respuesta proyectada del maíz fue sorprendentemente grande y negativa, dijo. “Una disminución del 20% de los niveles actuales de producción podría tener graves implicaciones a escala mundial”.
Para obtener sus proyecciones, el equipo de investigadores empleó dos conjuntos de modelos. Primero, utilizaron simulaciones de modelos climáticos del Proyecto internacional de intercomparación de modelos climáticos -Fase 6 (CMIP6). Cada uno de los cinco modelos climáticos del CMIP6 utilizados para este estudio ejecuta su propia respuesta única de la atmósfera de la Tierra a los escenarios de emisión de gases de efecto invernadero hasta el año 2100. Estas respuestas difieren un poco entre sí debido a las variaciones en sus representaciones del sistema climático de la Tierra.
A continuación, el equipo de investigadores introdujo las simulaciones de modelos climáticos en 12 modelos de cultivos globales de última generación que forman parte del Proyecto de intercomparación y mejora de modelos agrícolas (AgMIP, por sus siglas en inglés), una asociación internacional coordinada por la Universidad de Columbia en Nueva York. Los modelos de cultivos simulan a gran escala cómo los cultivos crecen y responden a condiciones ambientales como la temperatura, las lluvias y el dióxido de carbono atmosférico, las cuales son proporcionadas por los modelos climáticos. El comportamiento de cada especie de cultivo se basa en sus respuestas biológicas de la vida real estudiadas en experimentos realizados en el laboratorio y al aire libre. Al final, el equipo creó alrededor de 240 simulaciones de modelos climáticos globales para cada tipo de cultivo. Al utilizar múltiples modelos climáticos y de cultivos en diversas combinaciones, los investigadores tenían más confianza en sus resultados.
“Lo que estamos haciendo es que manejamos simulaciones de cultivos desarrollados por una supercomputadora que producen efectivamente cosechas virtuales día tras día, y luego observamos el cambio año por año y década por década en cada lugar del mundo”, dijo Alex Ruane, codirector del grupo de impactos climáticos del GISS y coautor del estudio.
Este estudio se centró en los impactos del cambio climático. Estos modelos no abordan los incentivos económicos, los cambios en las prácticas agrícolas y las adaptaciones, como el cultivo de variedades más resistentes, aunque esa es un área de investigación activa. El equipo de investigadores planea observar estos aspectos en su trabajo de seguimiento, ya que estos factores también determinarán el destino futuro de los rendimientos agrícolas a medida que la gente responda a los cambios impulsados por el clima.
El equipo analizó los cambios en los promedios de rendimiento de los cultivos a largo plazo e introdujo una nueva estimación del momento en que “emergen” los impactos del cambio climático como una señal perceptible de la variabilidad habitual e históricamente conocida en el rendimiento de los cultivos. Las proyecciones de soja y arroz mostraron una disminución en algunas regiones, pero a escala global los diferentes modelos aún no están de acuerdo sobre los impactos generales del cambio climático. Para el maíz y el trigo, el efecto climático fue mucho más claro, y la mayoría de los resultados de los modelos apuntaron en la misma dirección.
El maíz se cultiva en todo el mundo y se producen grandes cantidades en países más cercanos al ecuador. Norteamérica y Centroamérica, África Occidental, Asia Central, Brasil y China potencialmente verán disminuir sus rendimientos de maíz en los próximos años y más adelante, a medida que aumenten las temperaturas promedio en estas regiones que son “graneros” del mundo, poniendo más estrés en las plantas.
El trigo, que crece mejor en climas templados, podría tener un área más amplia de cultivo a medida que aumenten las temperaturas, incluyendo el norte de Estados Unidos y Canadá, las llanuras del norte de China, Asia Central, el sur de Australia y el este de África. Pero estas ganancias podrían estabilizarse a mediados de siglo.
La temperatura no es el único factor que tienen en cuenta los modelos al simular el rendimiento futuro de los cultivos. Los niveles más altos de dióxido de carbono en la atmósfera tienen un efecto positivo en la fotosíntesis y la retención de agua, aumentando el rendimiento de los cultivos, aunque a menudo esto los hace menos nutritivos. Este efecto se da más para el trigo que para el maíz, lo que se capta con mayor precisión en la generación actual de modelos. El aumento de las temperaturas globales también está relacionado con los cambios en los patrones de lluvias y la frecuencia y duración de las olas de calor y sequías, que pueden afectar la salud y la productividad de los cultivos. Las temperaturas más altas también afectan la duración de las temporadas de crecimiento y aceleran la madurez de los cultivos.
“Se puede pensar que las plantas recolectan luz solar en el transcurso de la temporada de crecimiento”, dijo Ruane. “Obtienen esa energía y la ponen en la planta y en el grano. Así pues, si apresuran sus etapas de crecimiento, al final de la temporada simplemente no han recolectado tanta energía”. Como resultado, la planta produce menos granos en total de lo que lo produciría con un período de desarrollo más largo. “Al crecer más rápido, su rendimiento disminuye”.
“Incluso en escenarios optimistas de cambio climático, donde las sociedades promulgan esfuerzos ambiciosos para limitar el aumento de la temperatura global, la agricultura mundial se enfrenta a una nueva realidad climática”, dijo Jägermeyr. “Y con la interconexión del sistema alimentario mundial, los impactos incluso en un solo granero regional se sentirán en todo el mundo”.
Ellen Gray
Equipo de noticias de ciencias de la Tierra de la NASA
