Este mapa codificado por colores en la proyección de Robinson muestra una progresión de las anomalías cambiantes de la temperatura global de la superficie. Las temperaturas normales son el promedio durante el período de referencia de 30 años 1951-1980. Las temperaturas más altas de lo normal se muestran en rojo y las temperaturas más bajas de lo normal se muestran en azul. El cuadro final representa las anomalías de temperatura global de 5 años desde 2016-2020. Escala en grados Celsius. Crédito:Estudio de visualización científica de la NASA, datos proporcionados por Robert B. Schmunk (NASA/GSFC GISS)
El cambio climático puede afectar la producción de maíz y trigo ya en 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 prevé que el rendimiento de los cultivos de maíz disminuya un 24 %, mientras que el trigo podría experimentar un crecimiento potencial de alrededor del 17 %.
Usando modelos climáticos y agrícolas avanzados, los científicos descubrieron que el cambio en los rendimientos se debe a los aumentos proyectados en la temperatura, los cambios en los patrones de lluvia y las concentraciones elevadas de dióxido de carbono en la superficie de las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el hombre. Estos cambios dificultarían el cultivo de maíz en los trópicos, pero podrían expandir el rango de crecimiento del trigo.
"No esperábamos ver un cambio tan fundamental, en comparación con las proyecciones de rendimiento de cultivos de la generación anterior de modelos climáticos y de cultivos realizados en 2014", dijo el autor principal Jonas Jägermeyr, modelador de cultivos y científico climático del Instituto Goddard para el Espacio de la NASA. Estudios (GISS) y The Earth Institute 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 % con respecto a los niveles de producción actuales podría tener graves consecuencias en todo el mundo”.
El rendimiento promedio mundial de los cultivos de maíz podría experimentar una disminución del 24 % a finales de siglo, y las disminuciones se harán evidentes para 2030, con altas emisiones de gases de efecto invernadero, según un nuevo estudio de la NASA. El trigo, por el contrario, puede ver un aumento en los rendimientos de los cultivos de alrededor del 17%. El cambio en los rendimientos se debe a los aumentos proyectados en la temperatura, los cambios en los patrones de lluvia y las concentraciones elevadas de dióxido de carbono en la superficie debido a las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el hombre, lo que dificulta el cultivo de maíz en los trópicos y amplía el rango de crecimiento del trigo. Crédito:NASA/Katy Mersmann
Para llegar a sus proyecciones, el equipo de investigación utilizó dos conjuntos de modelos. En primer lugar, utilizaron simulaciones de modelos climáticos del proyecto internacional de intercomparación de modelos climáticos, fase 6 (CMIP6). Cada uno de los cinco modelos climáticos 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 debido a las variaciones en sus representaciones del sistema climático de la Tierra.
Luego, el equipo de investigación utilizó las simulaciones del modelo climático como entradas para 12 modelos de cultivos globales de última generación que forman parte del Proyecto de mejora e intercomparación de modelos agrícolas (AgMIP), una asociación internacional coordinada por la Universidad de Columbia. Los modelos de cultivos simulan a gran escala cómo crecen los cultivos y cómo responden a las condiciones ambientales, como la temperatura, las precipitaciones y el dióxido de carbono atmosférico, que proporcionan los modelos climáticos. El comportamiento de cada especie de cultivo se basa en sus respuestas biológicas de la vida real estudiadas en experimentos de laboratorio en interiores y exteriores. Al final, el equipo creó alrededor de 240 simulaciones de modelos de cultivos climáticos globales para cada cultivo. Mediante el uso de múltiples modelos climáticos y de cultivos en varias combinaciones, los investigadores tenían más confianza en sus resultados.
“Lo que estamos haciendo es impulsar simulaciones de cultivos que producen cultivos virtuales de manera efectiva día a día, impulsados por una supercomputadora, y luego observamos el cambio año a año y década a década en cada lugar del mundo. ”, dijo Alex Ruane, codirector de GISS Climate Impacts Group y coautor del estudio.
Este estudio se centró en los impactos del cambio climático. Estos modelos no abordan los incentivos económicos, las prácticas agrícolas cambiantes y las adaptaciones, como la mejora de variedades de cultivos más resistentes, aunque esa es un área de investigación activa. El equipo de investigación planea observar estos ángulos en el trabajo de seguimiento, ya que estos factores también determinarán el destino de los rendimientos agrícolas en el futuro a medida que las personas respondan a los cambios provocados por el clima.
El equipo analizó los cambios en el rendimiento promedio de los cultivos a largo plazo e introdujo una nueva estimación de cuándo "emergen" los impactos del cambio climático como una señal discernible de la variabilidad habitual e históricamente conocida en los rendimientos 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, con la mayoría de los resultados del modelo apuntando en la misma dirección.
El maíz se cultiva en todo el mundo y se produce en grandes cantidades en los países más cercanos al ecuador. América del Norte y Central, África Occidental, Asia Central, Brasil y China verán potencialmente disminuir sus rendimientos de maíz en los próximos años y más allá a medida que aumenten las temperaturas promedio en estas regiones del granero, lo que ejercerá más presión sobre las plantas.
El trigo, que crece mejor en climas templados, puede ver un área más amplia donde se puede cultivar a medida que aumentan las temperaturas, incluido el norte de los Estados Unidos y Canadá, las llanuras del norte de China, Asia central, el sur de Australia y el este de África, pero estas ganancias pueden nivelarse. fuera de mediados de siglo.
La temperatura no es el único factor que los modelos consideran cuando simulan rendimientos de cultivos futuros. 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 a costa de la nutrición. Este efecto ocurre más con el trigo que con el maíz, que se captura 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 precipitaciones y la frecuencia y duración de las olas de calor y las 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 en las plantas como algo que recolecta luz solar durante el transcurso de la temporada de crecimiento”, dijo Ruane. “Recolectan esa energía y luego la ponen en la planta y el grano. Entonces, si te apresuras en tus etapas de crecimiento, al final de la temporada, simplemente no habrás acumulado tanta energía”. Como resultado, la planta produce menos grano total que lo que produciría con un período de desarrollo más largo. "Al crecer más rápido, su rendimiento en realidad disminuye".
“Incluso en escenarios de cambio climático optimistas, donde las sociedades realizan esfuerzos ambiciosos para limitar el aumento de la temperatura global, la agricultura global se enfrenta a una nueva realidad climática”, dijo Jägermeyr. "Y con la interconexión del sistema alimentario mundial, los impactos en el granero de una sola región se sentirán en todo el mundo".
Referencia:“Los impactos climáticos en la agricultura global emergen antes en la nueva generación de modelos climáticos y de cultivos” por Jonas Jägermeyr, Christoph Müller, Alex C. Ruane, Joshua Elliott, Juraj Balkovic, Oscar Castillo, Babacar Faye, Ian Foster, Christian Folberth, James A. Franke, Kathrin Fuchs, Jose R. Guarin, Jens Heinke, Gerrit Hoogenboom, Toshichika Iizumi, Atul K. Jain, David Kelly, Nikolay Khabarov, Stefan Lange, Tzu-Shun Lin, Wenfeng Liu, Oleksandr Mialyk, Sara Minoli, Elisabeth J. Moyer, Masashi Okada, Meridel Phillips, Cheryl Porter, Sam S. Rabin, Clemens Scheer, Julia M. Schneider, Joep F. Schyns, Rastislav Skalsky, Andrew Smerald, Tommaso Stella, Haynes Stephens, Heidi Webber, Florian Zabel y Cynthia Rosenzweig, 1 de noviembre de 2021, Comida natural .
DOI:10.1038/s43016-021-00400-y
