Table of Contents
El cambio climático representa uno de los desafíos más apremiantes que enfrenta la agricultura mundial hoy en día. La intrincada relación entre las pautas climáticas y la productividad agrícola se ha vuelto cada vez más compleja a medida que nuestro planeta experimenta cambios ambientales sin precedentes. Entendiendo cómo es esencial la agricultura para desarrollar estrategias eficaces para garantizar la seguridad alimentaria, apoyar a las comunidades agrícolas y construir sistemas agrícolas resistentes capaces de soportar futuros desafíos ambientales.
Los sistemas agrícolas de todo el mundo están experimentando importantes perturbaciones debido a los cambios de las pautas de temperatura, los ciclos de precipitación alterados y la mayor frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos. Estos cambios afectan a todos los aspectos de la agricultura, desde los horarios de siembra hasta los rendimientos de cosechas, y tienen implicaciones de gran alcance para los suministros de alimentos globales, la estabilidad económica y los medios de vida rurales.
Understanding Climate Change and Its Agricultural Implications
El cambio climático se manifiesta mediante diversos cambios ambientales que afectan directa e indirectamente a la producción agrícola. El cambio climático tiene efectos directos en la productividad agrícola actual y futura. Los principales factores son el aumento de las temperaturas mundiales, el cambio de patrones de precipitación, el aumento de las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y los fenómenos meteorológicos extremos más frecuentes, como sequías, inundaciones y olas de calor.
El sector agrícola es particularmente vulnerable a estos cambios porque el crecimiento de los cultivos y la producción ganadera dependen en gran medida de condiciones climáticas específicas. Los umbrales de temperatura, la disponibilidad de agua y los patrones estacionales desempeñan funciones críticas en la determinación del éxito agrícola. Las temperaturas más cálidas son perjudiciales para los rendimientos de los cultivos en todos los países, con efectos negativos exacerbados cuando el aumento de la temperatura supera los valores umbrales.
Las investigaciones recientes han aportado una visión cada vez más detallada de cómo el cambio climático afecta a la producción mundial de alimentos. Después de ajustarse para cómo se adaptan los agricultores reales, los investigadores estiman que el rendimiento mundial de calorías de los cultivos básicos en un futuro de altas emisiones será un 24% menor en 2100 que el que no tendrían cambio climático.
Efectos de temperatura en la producción de cultivos
Crecientes temperaturas globales y rendimientos de cultivos
Los aumentos de temperatura representan una de las amenazas más significativas relacionadas con el clima a la productividad agrícola. La mayoría de las regiones experimentaron un calentamiento rápido en relación con la variabilidad interanual, con un 45% de verano y un 32% de la zona de cultivo de invierno calentando más de dos SD (σ). Este calentamiento rápido ya ha comenzado a afectar los rendimientos de los cultivos a nivel mundial, con efectos mensurables en los principales cultivos básicos.
La relación entre la temperatura y la productividad de los cultivos es compleja y varía según el tipo de cultivo. La producción mundial disminuye 5.5 × 1014 kcal anualmente por 1 °C la temperatura media global de la superficie (GMST) suben (120 kcal por persona por día o 4,4% del consumo recomendado por 1 °C; P < 0.001). Esta disminución de la producción calórica tiene profundas implicaciones para la seguridad alimentaria global y la disponibilidad nutricional.
Las tendencias históricas del clima ya han provocado reducciones significativas de los rendimientos de varios cultivos principales, y las tendencias climáticas han hecho que los rendimientos mundiales actuales de trigo, maíz y cebada sean 10, 4 y 13% inferiores a lo que habrían sido de otro modo, lo que representa una reducción sustancial de la disponibilidad de alimentos y ha contribuido al aumento de los precios de los alimentos y a la reducción de la seguridad alimentaria en las regiones vulnerables.
Estrés y Fisiología Fisiolínica de Calor
El calor extremo afecta a los cultivos a través de múltiples vías fisiológicas. El calor extremo puede reducir las tasas de fotosíntesis netas, acortar el relleno de granos y dañar las estructuras de plantas, especialmente las claves para el desarrollo reproductivo. Estos impactos fisiológicos directos pueden reducir severamente los rendimientos de los cultivos, especialmente cuando el estrés térmico ocurre durante etapas de crecimiento crítico como floración y desarrollo de granos.
El estrés de la temperatura también interactúa con la disponibilidad de agua para complicar los efectos negativos en los cultivos. Las altas temperaturas también pueden aumentar la demanda de agua aumentando el déficit de presión de vapor (VPD), que controla la evaporación y la transpiración. Esta demanda de agua aumentada durante períodos de alta temperatura puede conducir a un estrés hídrico incluso cuando los niveles de humedad del suelo podrían ser adecuados.
El impacto de la temperatura en los cultivos varía significativamente por región y tipo de cultivo. Promedios rendimientos globales para maíz, o maíz, pueden ver una disminución del 24% a finales del siglo, si las tendencias actuales del cambio climático continúan. En cambio, el trigo, en contraste, puede ver un aumento en los rendimientos de cultivos en alrededor del 17%. Estos impactos diferenciales reflejan las diferentes sensibilidades de temperatura de los diferentes cultivos y la distribución geográfica de su cultivo.
Variaciones regionales en los efectos de la temperatura
Los impactos del cambio climático en la agricultura no se distribuyen uniformemente en todo el mundo. La agricultura estadounidense y otros panalques están entre los más duros de las proyecciones del estudio, mientras que las regiones en Canadá, China y Rusia pueden beneficiarse. Esta variación geográfica de los impactos climáticos crea ganadores y perdedores en la producción agrícola mundial, con implicaciones significativas para el comercio internacional y la seguridad alimentaria.
Las regiones tropicales y subtropicales enfrentan desafíos particularmente graves a partir de las temperaturas crecientes. América del Norte y Central, África Occidental, Asia Central, Brasil y China pueden ver que sus rendimientos de maíz disminuyen en los próximos años y más allá a medida que las temperaturas medias se elevan en estas regiones de base de pan, poniendo más estrés en las plantas. Estas regiones, que actualmente producen porciones sustanciales de suministros alimentarios globales, pueden ver reducciones significativas en la productividad agrícola.
Por el contrario, algunas regiones templadas pueden experimentar una expansión de las estaciones de cultivo y mejores condiciones para ciertos cultivos. El trigo, que crece mejor en climas templados, puede ver una zona más amplia donde se puede cultivar en lugares como el norte de Estados Unidos y Canadá, China del Norte Plains, Asia Central, Australia del sur y África del Este a medida que aumentan las temperaturas, pero estos beneficios pueden ser compensados por otros desafíos relacionados con el clima y el clima.
Patrones de disponibilidad y Precipitación del Agua
Cambio de patrones de precipitación
Las pautas de precipitación están cambiando de forma compleja en diferentes regiones, con algunas zonas que experimentan una mayor precipitación mientras que otras se enfrentan a períodos prolongados de sequía. Las tendencias de precipitación, aunque importantes en algunos lugares, fueron generalmente inferiores a 1σ. Si bien los cambios de precipitación pueden ser menos dramáticos que los aumentos de temperatura en algunas regiones, siguen siendo de importancia crítica para la productividad agrícola.
El tiempo y la distribución de las precipitaciones durante toda la temporada en crecimiento pueden ser tan importantes como la precipitación anual total. Los patrones de precipitación irregular pueden interrumpir los horarios de siembra, reducir las tasas de germinación y crear estrés hídrico durante períodos críticos de crecimiento. Estas perturbaciones pueden reducir significativamente los rendimientos de los cultivos incluso cuando la precipitación total de la temporada sigue siendo adecuada.
Las crecientes temperaturas globales están vinculadas con cambios en los patrones de precipitación y la frecuencia y duración de las olas de calor y las sequías. Esta interconexión entre la temperatura y la precipitación crea efectos compuestos que pueden ser más perjudiciales que cualquiera de los factores por sí solos. La combinación de altas temperaturas y lluvias reducidas crea condiciones particularmente difíciles para la producción de cultivos.
Impactos de la sequía en la agricultura
La sequía es, sin duda, el peligro natural más importante que afecta a la producción agrícola en todas las zonas climáticas. Las condiciones de sequía pueden desarrollarse rápidamente y persistir durante períodos prolongados, creando graves desafíos para los agricultores y los sistemas agrícolas. Los efectos de la sequía se extienden más allá de las pérdidas de cultivos inmediatos para incluir efectos a largo plazo en la salud del suelo, los recursos hídricos y la viabilidad económica de las explotaciones agrícolas.
El estrés hídrico afecta a los cultivos a través de múltiples mecanismos. Bajo la alta demanda de agua y bajo suministro de agua, es decir, la humedad baja de suelo de la zona raíz, las plantas pueden cerrar sus estomatatas, reduciendo así las tasas de fotosíntesis y la producción de carbohidratos. Esta respuesta fisiológica al estrés hídrico reduce directamente el crecimiento de cultivos y el potencial de rendimiento, incluso antes de que aparezcan signos visibles de estrés por sequía.
La sequía grave puede causar daños permanentes a los cultivos y los sistemas agrícolas. La baja oferta de agua también puede fomentar el crecimiento de las raíces a costa de la producción de granos, y en condiciones severas inducen la cavitación, el embolismo y la mortalidad de cultivos. Estos efectos extremos pueden dar lugar a fallas de cosecha completas y daños a largo plazo a la productividad agrícola.
Deficit de secado atmosférico y presión de vapor
Más allá de los cambios de precipitación, las condiciones atmosféricas también están cambiando de maneras que afectan el estrés del agua de cultivos. Déficit de presión de vapor (VPD), un motor clave del estrés del agua de plantas, también aumentó en la mayoría de las regiones templadas pero no en los trópicos. El aumento del VPD crea una mayor demanda atmosférica de agua, intensificando el estrés por sequía incluso cuando los niveles de humedad del suelo podrían apoyar el crecimiento de cultivos.
La relación entre la temperatura y el VPD crea un circuito de retroalimentación que amplifica los impactos de la sequía. Un avance desde los primeros estudios de las tendencias agroclimáticas es un reconocimiento mejorado que la correlación negativa entre los resultados agrícolas y la alta temperatura puede ser explicada a menudo por el VPD de alta calidad.
Impactos en diferentes tipos de cultivos
Cultivos y seguridad alimentaria
Los cultivos básicos que proporcionan la mayoría de la ingesta calórica mundial son particularmente importantes para evaluar los efectos del cambio climático en la seguridad alimentaria. El calentamiento global superior a 2 grados Celsius por encima de la media 2001-2010 podría reducir la capacidad mundial de producción de alimentos de seis cultivos básicos en casi un cuarto. Esta posible reducción de la producción de cultivos básicos plantea graves riesgos para la seguridad alimentaria mundial y la adecuación nutricional.
Los diferentes cultivos básicos muestran diferentes sensibilidades al cambio climático. El modelado apunta a un 50% de probabilidades de que los rendimientos globales de arroz aumenten en un planeta más caliente, en gran medida porque el arroz se beneficia de noches más cálidas, mientras que las probabilidades que produce disminuirán en el rango final del siglo, de aproximadamente 70% a 90% para cada uno de los otros cultivos básicos. Esta variación en las respuestas a cultivos crea tanto desafíos como oportunidades para las estrategias de adaptación agrícola.
La concentración de la producción mundial de alimentos en un pequeño número de cultivos básicos aumenta la vulnerabilidad a los efectos climáticos. El maíz, el trigo, el arroz y la soja representan una gran proporción de la energía alimentaria mundial, lo que hace que los efectos climáticos sobre estos cultivos sean particularmente consecuentes para la seguridad alimentaria. Diversificar la producción de cultivos y desarrollar variedades resistentes al clima de estos cultivos básicos son prioridades fundamentales para garantizar la seguridad alimentaria futura.
Diversidad de cultivos y viabilidad climática
El cambio climático está afectando no sólo los rendimientos de los cultivos sino también la idoneidad geográfica para los diferentes tipos de cultivos. Las proyecciones futuras indican que el aumento de las temperaturas y los patrones de precipitación cambiantes disminuirán los rendimientos de los cultivos básicos, especialmente en las latitudes bajas, mientras que la agricultura en regiones templadas podría beneficiarse de condiciones medias más cálidas.
El potencial de los cultivos para experimentar condiciones climáticas totalmente novedosas es una preocupación creciente. Se ha estimado que para 2100, hasta el 30% de la producción mundial de cultivos alimentarios podría experimentar condiciones climáticas que actualmente no acogen la producción de cultivos importantes en todo el mundo. Esta perspectiva de condiciones climáticas sin precedentes crea incertidumbre sustancial sobre la productividad agrícola futura y el potencial de adaptación.
Rendimiento Variabilidad y Incertidumbre de Producción
Aumento de la variabilidad interanual
La diferencia de productividad agrícola anual es un importante factor determinante de la seguridad alimentaria. El cambio climático no sólo afecta a los rendimientos promedios de los cultivos sino que también aumenta la variabilidad de la producción de año a año, lo que crea retos adicionales para los agricultores, los sistemas alimentarios y la planificación de la seguridad alimentaria.
Los análisis mundiales anteriores describieron una mayor volatilidad del rendimiento del calentamiento, pero cada vez es más claro que los cambios en la disponibilidad de agua son también un determinante clave de los rendimientos. Aquí, proporcionamos la primera cuantificación mundial de los impactos del cambio climático en el maíz, la soja y la variabilidad del rendimiento del sorgo debido a los cambios en la temperatura y la humedad del suelo.
Los impactos económicos y sociales de la variabilidad de rendimiento aumentada pueden ser sustanciales. Tales aumentos de la variabilidad de rendimiento podrían tener costos sustanciales, incluyendo aumentos de las tasas de prima y los recortes gubernamentales para el seguro de cultivos en los EE.UU. Estos costos se extienden más allá de los impactos agrícolas directos para afectar los mercados de seguros, programas gubernamentales y precios de alimentos.
Extreme Weather Events
La frecuencia e intensidad de los fenómenos meteorológicos extremos están aumentando bajo el cambio climático, creando riesgos adicionales para la producción agrícola. Las olas de calor, sequías, inundaciones y tormentas pueden causar pérdidas catastróficas de cultivos y daños a la infraestructura agrícola. Estos fenómenos extremos pueden abrumar incluso sistemas agrícolas bien adaptados y crear crisis de seguridad alimentaria.
El tiempo de los fenómenos meteorológicos extremos en relación con las etapas de crecimiento de cultivos es de importancia crítica. El calor extremo o la sequía durante la floración o el relleno de granos pueden causar pérdidas de rendimiento desproporcionada en comparación con el estrés en otras etapas de crecimiento. De manera similar, las inundaciones o tormentas durante los períodos de siembra o cosecha pueden resultar en fallas completas de cultivos o prevenir la siembra en conjunto.
Estrategias de adaptación para la agricultura climáticamente resistente
Variedades de cultivos resistentes a la sequía
El desarrollo y el despliegue de variedades resistentes a la sequía representa una estrategia de adaptación crítica para el cambio climático. El desarrollo de variedades resistentes a la sequía implica el uso de técnicas avanzadas de cría para producir cultivos que pueden soportar el déficit de agua con bajo potencial de agua tisular (es decir, tolerancia a la sequía), con una tasa de crecimiento más rápida para reducir al mínimo las posibilidades de encontrar sequía durante la temporada en crecimiento (es decir, escape a la sequía) o mantener un potencial de tejido relativamente alto nivel de agua.
Se están utilizando múltiples enfoques para desarrollar cultivos resistentes a la sequía. Los científicos y los agrónomos han hecho avances significativos en el desarrollo de variedades de cultivos básicos tradicionales, como maíz, trigo y arroz, con una mayor tolerancia a la sequía mediante la cría selectiva y la ingeniería genética. Estas variedades mejoradas pueden mantener la productividad bajo condiciones de agua que reducirían severamente los rendimientos de las variedades convencionales.
Los cultivos resistentes a la sequía emplean diversos mecanismos fisiológicos para hacer frente al estrés hídrico. Estas plantas optimizan la absorción de agua y reducen la pérdida de agua mediante adaptaciones fisiológicas, como sistemas de raíces más profundos que se invierten en fuentes de agua subterráneas y regulación estomática que limita la transpiración.
Varios cultivos tradicionales ya poseen una importante tolerancia a la sequía. Las leves, incluyendo el mijo de perlas y el mijo de dedos, son cultivos resistentes comúnmente cultivados en regiones áridas de África y Asia. Son altamente nutritivas y pueden soportar condiciones extremas de sequía y calor, convirtiéndolos en un componente clave de seguridad alimentaria en regiones propensos a la escasez de agua.
Breeding avanzado y biotecnología
Las técnicas modernas de reproducción y biotecnología están acelerando el desarrollo de cultivos resistentes al clima. Estas adaptaciones tienen una sólida base genética que hace de la resistencia a la sequía un candidato atractivo para la manipulación genética y programas selectivos de reproducción. Se han identificado cientos de genes involucrados en la resistencia a la sequía y se está de acuerdo en que el fenotipo "resistente" es controlado por muchos genes de efecto pequeño que controlan una gran variedad de respuestas diferentes.
La ingeniería genética ofrece herramientas poderosas para mejorar la resiliencia del clima de cultivos. Los investigadores han identificado e insertado genes responsables de la resistencia a la sequía de ciertas plantas en cultivos más vulnerables al estrés hídrico. Estos rasgos incluyen sistemas de raíces más profundos, mecanismos eficientes de uso del agua y la capacidad de activar vías de respuesta al estrés bajo condiciones de sequía.
CRISPR-Cas9 y otras tecnologías de edición de genomas están abriendo nuevas posibilidades para la mejora de cultivos. El sistema CRISPR-Cas de edición de genomas ha sido ampliamente reconocido por su adaptabilidad y facilidad de operación. El sistema CRISPR-Cas ha sido utilizado profesionalmente para lograr resistencia a múltiples tensiones, incluyendo metales pesados, salinidad, sequía y submergencia.
Prácticas de gestión agrícola
Más allá de la genética de cultivos, las prácticas de gestión agronómica mejoradas pueden mejorar significativamente la resiliencia climática. Estas prácticas incluyen la no-till, la cobertura de cultivos, el biocarburante y el multiplicador. Estas prácticas son ampliamente eficaces. Estas prácticas de conservación del suelo y el agua ayudan a mantener la humedad del suelo, mejorar la salud del suelo y reducir la vulnerabilidad a la sequía y otras tensiones climáticas.
Los cultivos de cubierta ofrecen múltiples beneficios para la adaptación al clima. Los cultivos de cobertura pueden mejorar la resiliencia climática de una granja. Mantienen el suelo cubierto y por lo tanto más fresco mientras aumenta la materia orgánica en el suelo. Un porcentaje de materia orgánica en el suelo puede contener hasta 20.000 galones de agua por acre. Las cantidades más altas de materia orgánica en el suelo le permiten absorber y retener más humedad.
La gestión de pastos también puede contribuir a la resistencia a la sequía. Los pastos bien gestionados que permiten el forraje para descansar y recuperarse a una altura más alta son más resistentes a la sequía. La hierba más alta sombrea el suelo, lo que lo hace más fresco, y reduce la pérdida de agua de la evaporación del suelo. La hierba más alta también tiene raíces más largas que son capaces de acceder al agua más profunda en el suelo.
Water Management and Irrigation
La mejor gestión del agua es esencial para la adaptación agrícola al cambio climático. Los agricultores que deseen aumentar la eficiencia de su uso del agua y proteger sus ganancias podrían utilizar la micorirrigación. La microirrigación puede aplicarse con cinta de goteo o tuberías de goteo utilizando emisores de fuentes de puntos o micro-perspersores. Estos sistemas ofrecen agua a través de cultivos de bajo volumen y baja presión más cerca de la planta y la zona de raíces para una mayor eficiencia.
Las estrategias de recolección y almacenamiento de agua pueden ayudar a amortiguar la variabilidad de las precipitaciones. Hay una variedad de decisiones de gestión que pueden ayudar a los agricultores a lidiar con la sequía, por ejemplo, la cosecha de agua de lluvia, la plantación de sucesión o el cambio a cultivos de invierno. Estas estrategias permiten a los agricultores capturar y almacenar agua durante períodos húmedos para su uso durante los hechizos secos, reduciendo la vulnerabilidad a la sequía.
Las técnicas de riego por precisión, las prácticas de conservación de la humedad del suelo y las interacciones beneficiosas de las plantas-microbias están siendo cada vez más reconocidas por su potencial para optimizar la disponibilidad de agua y mejorar el rendimiento de los cultivos en condiciones de sequía. Integrar estas estrategias con tecnologías avanzadas de reproducción es esencial para desarrollar soluciones sostenibles a los retos relacionados con la sequía.
Diversificación y rotación de cultivos
La diversificación de la producción de cultivos puede reducir los riesgos relacionados con el clima y mejorar la resiliencia del sistema general. La creciente diversidad de cultivos con diferentes sensibilidades climáticas y requisitos de crecimiento puede ayudar a que algunos cultivos tengan éxito incluso cuando otros no se den a las condiciones meteorológicas adversas. La diversificación de cultivos también proporciona beneficios económicos mediante la difusión de los riesgos de mercado y la apertura de oportunidades de ingresos potencialmente nuevas.
Los agricultores de muchas regiones ya están adoptando estrategias de diversificación. Los resultados muestran que la plantación de variedades de cultivos tolerantes a la sequía (55%), el cultivo diversificado (34%), el cultivo temprano de cultivos de maduración (22%) y la diversificación de las fuentes de ingresos del hogar (18%) fueron las cuatro principales estrategias de adaptación utilizadas por los agricultores en el área de estudio. Estas múltiples estrategias que trabajan juntas pueden proporcionar una adaptación más robusta que cualquier enfoque único.
Los sistemas de rotación e intercropping de cultivos pueden mejorar la salud del suelo y la eficiencia del uso de los recursos. Estas prácticas pueden mejorar el ciclismo de nutrientes, reducir la presión de plagas y enfermedades y mejorar la infiltración y retención de agua.
Los límites de la adaptación
Daños residuales del clima
Aunque las estrategias de adaptación pueden reducir los impactos climáticos en la agricultura, no pueden eliminarlos completamente. El equipo estima que estos ajustes compensan una tercera parte de las pérdidas relacionadas con el clima en 2100 si las emisiones siguen aumentando, pero el resto sigue siendo. "Cualquier nivel de calentamiento, incluso cuando se contabiliza la adaptación, da lugar a pérdidas de producción mundiales de la agricultura", dijo Hultgren.
Proyectamos que la adaptación y el crecimiento de los ingresos alivian el 23% de las pérdidas mundiales en 2050 y el 34% a finales del siglo (6% y 12%, respectivamente; escenario de emisiones moderadas), pero siguen existiendo pérdidas residuales sustanciales para todos los sectores, excepto el arroz. Incluso con esfuerzos significativos de adaptación, se proyectan pérdidas sustanciales de rendimiento para la mayoría de los cultivos principales, destacando la necesidad de una innovación continua y una inversión en la resiliencia agrícola.
Disparities regionales en la capacidad de adaptación
La capacidad de adaptación al cambio climático varía significativamente en las regiones y los sistemas agrícolas. Las pérdidas más pronunciadas ocurren en los extremos de la economía agrícola: en los modernos pantanos que ahora disfrutan de algunas de las mejores condiciones del mundo, y en las comunidades de agricultura de subsistencia que dependen de pequeñas cosechas de mandioca. En términos de capacidad de producción de alimentos de cultivos básicos, el análisis encuentra pérdidas de rendimiento puede mediar 41% en las regiones más ricas y 28% en las regiones de ingresos más bajas.
El acceso a los recursos de adaptación sigue siendo un problema importante en muchas regiones, y en muchos países en desarrollo es posible que los agricultores no tengan acceso a semillas resistentes a la sequía debido a las barreras económicas o infraestructurales. Para garantizar resultados equitativos y la seguridad alimentaria mundial en el contexto del cambio climático es esencial abordar estas disparidades en la capacidad de adaptación.
Hsiang, Hultgren y colegas están trabajando para ayudar a los gobiernos a tomar decisiones informadas sobre dónde dirigir las inversiones de adaptación, reconociendo que muchos agricultores todavía no tienen acceso a recursos agrícolas básicos, como mejores fertilizantes y datos meteorológicos precisos. El equipo está trabajando con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo para difundir las nuevas ideas sobre el riesgo climático a los gobiernos de todo el mundo y desarrollar un sistema para identificar a las comunidades más en riesgo de declinaciones de rendimiento y donde el apoyo específico puede ser más eficaz.
Respuestas normativas e institucionales
Investigación y Desarrollo Inversión
La inversión sostenida en investigación y desarrollo agrícolas es fundamental para desarrollar estrategias eficaces de adaptación al clima, lo que pone de relieve la importancia de la innovación que se orienta a mitigar estos daños agrícolas provocados por el cambio climático, que deben abarcar múltiples ámbitos, como la cría de cultivos, las prácticas agronómicas, la ordenación del agua y la tecnología agrícola.
Para acelerar el ritmo de la innovación agrícola es necesario que se coordinen los esfuerzos en múltiples disciplinas y sectores. La integración de la información de características a escalas, desde los genomas hasta los ecosistemas, es necesaria para predecir con precisión los resultados de rendimiento de los genotipos dentro de los actuales y futuros TPE. Esto requerirá que los equipos transdisciplinarios exploren, identifiquen y exploten oportunidades nuevas para acelerar los resultados del programa de reproducción.
Sistemas de infraestructura y apoyo
La construcción de sistemas agrícolas resistentes al clima requiere inversiones sustanciales en infraestructura. Los sistemas de riego, instalaciones de almacenamiento de agua, redes de vigilancia del clima y servicios de extensión agrícola desempeñan importantes funciones en apoyo de la adaptación de los agricultores. Estas inversiones en infraestructura deben ir acompañadas de políticas y programas que garanticen un acceso equitativo y una utilización eficaz.
Los mecanismos de apoyo financiero pueden ayudar a los agricultores a gestionar los riesgos climáticos e invertir en la adaptación. Los programas de seguros de cosecha, el alivio de desastres y los subsidios de adaptación pueden proporcionar redes de seguridad cruciales y permitir que los agricultores adopten prácticas resistentes al clima. Sin embargo, estos programas deben estar diseñados cuidadosamente para evitar crear incentivos perversos o beneficiar únicamente a operaciones a gran escala.
Servicios de Transferencia de Conocimiento y Extensión
La transferencia efectiva de conocimientos es esencial para traducir los avances de investigación en la práctica de las granjas. Los servicios de extensión agrícola, los programas de capacitación de agricultores y las redes de aprendizaje entre pares contribuyen a difundir conocimientos y prácticas de adaptación al clima, que deben ser culturalmente adecuados, accesibles y sensibles a las condiciones locales y las necesidades de los agricultores.
Las tecnologías digitales y los instrumentos agrícolas de precisión están creando nuevas oportunidades para la transferencia de conocimientos y el apoyo a las decisiones. Las aplicaciones móviles, las imágenes por satélite, los servicios de pronóstico del tiempo y las plataformas de análisis de datos pueden proporcionar a los agricultores información oportuna y específica para orientar las decisiones de adaptación.
Consecuencias económicas de los efectos climáticos en la agricultura
Precios de alimentos y dinámicas de mercado
Los efectos climáticos sobre la producción agrícola tienen importantes repercusiones en los precios de los alimentos y la estabilidad del mercado. La reducción de los rendimientos de los cultivos y el aumento de la variabilidad de la producción pueden aumentar los precios de los alimentos, afectando especialmente a la seguridad alimentaria para las poblaciones de bajos ingresos. Estos efectos de los precios pueden aflorar a través de sistemas alimentarios completos, afectando no sólo a los agricultores sino también a los consumidores, los procesadores de alimentos y los minoristas.
Las pautas comerciales internacionales pueden cambiar sustancialmente a medida que el cambio climático altera la distribución geográfica de la productividad agrícola. Las regiones que experimentan una disminución de la producción pueden depender más de las importaciones de alimentos, mientras que las regiones con mejores condiciones de crecimiento pueden ampliar las exportaciones agrícolas, lo que puede crear oportunidades y vulnerabilidades para diferentes países y regiones.
Economía agrícola y medios de vida rurales
El cambio climático afecta no sólo a los rendimientos de los cultivos sino también a la rentabilidad agrícola y a los medios de vida rurales. El aumento de los costos de producción, la variabilidad del rendimiento y las inversiones de adaptación pueden limitar los márgenes de los beneficios agrícolas, en particular para los pequeños agricultores con recursos financieros limitados.
Los efectos económicos del cambio climático en la agricultura se extienden más allá de las explotaciones agrícolas individuales para afectar a comunidades rurales enteras. Por lo tanto, las cadenas de suministro agrícola, los proveedores de insumos, las instalaciones de procesamiento y los sectores de servicios rurales dependen de la productividad agrícola.
Soluciones de Agricultura y Tecnología de Precisión
Toma de decisiones por datos
Las tecnologías de agricultura de precisión están permitiendo respuestas más sofisticadas a la variabilidad y el cambio climático. Los sensores, imágenes satelitales, drones y plataformas de análisis de datos proporcionan a los agricultores información detallada sobre las condiciones del suelo, la salud de los cultivos, las pautas meteorológicas y la disponibilidad de recursos. Esta información permite decisiones de gestión más precisas y oportunas que pueden optimizar el uso de los recursos y minimizar las pérdidas relacionadas con el clima.
Las tecnologías de aplicación de tipos variables permiten a los agricultores adaptar insumos como agua, fertilizante y pesticidas a condiciones específicas de campo y necesidades de cultivos, lo que puede mejorar la eficiencia del uso de los recursos, reducir los impactos ambientales y aumentar la resiliencia de los cultivos a las tensiones climáticas.
Climate Forecasting and Early Alert Systems
Los sistemas de pronóstico del clima y alerta temprana mejorados pueden ayudar a los agricultores a anticipar y prepararse para los problemas relacionados con el clima. Las previsiones del clima estacional, los sistemas de alerta temprana por sequía y las alertas meteorológicas extremas permiten a los agricultores ajustar las fechas de siembra, las selecciones de cultivos y las prácticas de gestión para reducir los riesgos climáticos.
La integración de la información sobre el clima en los sistemas de apoyo a las decisiones agrícolas requiere una atención cuidadosa a las necesidades de los agricultores y los contextos de adopción de decisiones. Los pronósticos y las advertencias deben ser oportunos, precisos, accesibles y prácticos para ser útiles para los agricultores.
Intensificación sostenible y consideraciones ambientales
Equilibración de la productividad y la sostenibilidad
La agricultura no es un mero receptor de impacto climático sino un importante factor que afecta las trayectorias climáticas y la calidad ambiental. Una comprensión integrada de las consecuencias de las diferentes estrategias de mitigación de los efectos de la sequía es esencial para garantizar la seguridad alimentaria y reducir al mínimo la huella ambiental agrícola.
Los enfoques de intensificación sostenible buscan aumentar la productividad agrícola al tiempo que reducen los impactos ambientales, lo que hace hincapié en mejorar la eficiencia del uso de los recursos, mejorar los servicios de los ecosistemas y fomentar la salud del suelo. Al integrar la adaptación al clima con objetivos de sostenibilidad, los sistemas agrícolas pueden volverse más resistentes al mismo tiempo que contribuyen a la mitigación del cambio climático y a la conservación del medio ambiente.
Salud del suelo y secuestro de carbono
Los suelos saludables son fundamentales para la agricultura resistente al clima. Los suelos con alto contenido de materia orgánica tienen mayor capacidad de retención de agua, mejor retención de nutrientes y una mejor estructura, todo lo cual aumenta la resiliencia de los cultivos a las tensiones climáticas. Las prácticas que construyen la salud del suelo, como la cobertura de cultivos, la reducción de la la labranza y las enmiendas orgánicas, sirven por lo tanto a los propósitos duales de adaptación al clima y mitigación.
Los suelos agrícolas también tienen un potencial significativo para la secuestro de carbono, lo que puede contribuir a la mitigación del cambio climático al tiempo que mejora la salud del suelo y la productividad agrícola. Las prácticas que aumentan el almacenamiento de carbono del suelo pueden crear resultados beneficiosos para los agricultores, la seguridad alimentaria y la estabilización del clima. Sin embargo, la realización de este potencial requiere incentivos apropiados, apoyo técnico y sistemas de vigilancia.
Perspectivas del futuro y desafíos emergentes
Aceleración del cambio climático
El ritmo y la magnitud del cambio climático futuro determinarán en gran medida la gravedad de los efectos agrícolas y la viabilidad de la adaptación. En situaciones de alta emisión, los cambios climáticos pueden superar la capacidad de adaptación de muchos sistemas agrícolas, lo que puede dar lugar a graves consecuencias para la seguridad alimentaria. Por el contrario, las reducciones agresivas de las emisiones podrían reducir sustancialmente los riesgos climáticos agrícolas y hacer más viable la adaptación.
El potencial de cambios abruptos en el clima, puntos de inflexión y efectos de en cascada crea incertidumbre adicional sobre las futuras condiciones agrícolas, lo que pone de relieve la importancia de construir sistemas agrícolas flexibles y resistentes capaces de responder a una amplia gama de posibles condiciones futuras. Los enfoques de planificación y gestión adaptativa de escenario pueden ayudar a los sistemas agrícolas a prepararse para esta incertidumbre.
Novel Climate Conditions and Unprecedented Challenges
A medida que avanza el cambio climático, los sistemas agrícolas pueden enfrentar condiciones sin precedentes históricos. Estas nuevas condiciones crean retos fundamentales para la adaptación, ya que la experiencia pasada puede proporcionar una orientación limitada para la futura gestión.El desarrollo de sistemas agrícolas capaces de prosperar en condiciones sin precedentes requerirá innovación, experimentación y voluntad para adoptar nuevos enfoques.
La interacción del cambio climático con otros desafíos mundiales, como el crecimiento de la población, la urbanización, el agotamiento de los recursos y la pérdida de diversidad biológica, crea presiones complejas e interconectadas sobre los sistemas agrícolas. Para hacer frente a estos múltiples desafíos será necesario adoptar enfoques integrados a nivel de los sistemas que tengan en cuenta la gama completa de factores sociales, económicos y ambientales que afectan a la agricultura.
Innovación y transformación
Estos resultados indican una escala de innovación, expansión de los cultivos o mayor adaptación que podría ser necesaria para garantizar la seguridad alimentaria en un clima cambiante. Para responder a este desafío será necesario un compromiso sostenido con la innovación agrícola, inversiones sustanciales en investigación y desarrollo, y la voluntad de transformar los sistemas agrícolas de manera fundamental.
Las nuevas tecnologías, como la genómica avanzada, la biología sintética, la inteligencia artificial y la robótica, ofrecen nuevas posibilidades para la adaptación y transformación agrícola. Sin embargo, la realización de las posibilidades de estas tecnologías requerirá una atención cuidadosa a la equidad, la accesibilidad y la aceptación social. Asegurar que los avances tecnológicos beneficien a todos los agricultores y contribuyan a sistemas alimentarios sostenibles y resistentes debe ser una prioridad central.
Building Climate-Resilient Food Systems
Enfoques integrados y colaboración multi-partido
La creación de sistemas agrícolas resistentes al clima requiere una acción coordinada en múltiples escalas y sectores. Los agricultores, investigadores, encargados de formular políticas, agentes del sector privado y organizaciones de la sociedad civil tienen importantes funciones que desempeñar. La colaboración eficaz entre estas diversas partes interesadas puede aprovechar los conocimientos especializados, los recursos y las perspectivas complementarios para desarrollar soluciones más amplias y eficaces.
Los enfoques integrados que combinan múltiples estrategias de adaptación son generalmente más eficaces que las intervenciones individuales. Combinar variedades mejoradas con mejores prácticas agronómicas, gestión del agua y apoyo institucional crea sinergias que mejoran la resiliencia general del sistema. Estos enfoques integrados deben adaptarse a las condiciones locales, los sistemas agrícolas y los contextos socioeconómicos para ser más eficaces.
Empoderamiento de los agricultores y las comunidades locales
Los agricultores y las comunidades locales están en primera línea de adaptación al clima agrícola y poseen valiosos conocimientos y experiencia. Empoderar a estos agentes para dirigir las actividades de adaptación, tomar decisiones informadas y acceder a los recursos necesarios es esencial para una adaptación eficaz y equitativa. Los enfoques participativos que involucran a los agricultores en la investigación, la planificación y la ejecución pueden producir resultados más relevantes y sostenibles.
Apoyar la innovación y la experimentación de los agricultores puede acelerar la adaptación y generar soluciones locales apropiadas. Los agricultores de todo el mundo ya están desarrollando respuestas innovadoras a los desafíos climáticos, y creando mecanismos para documentar, compartir y escalar estas innovaciones pueden beneficiar a comunidades agrícolas más amplias. Las redes de aprendizaje de agricultores a agricultores y los enfoques de investigación participativa pueden facilitar este intercambio de conocimientos.
Visión y compromiso a largo plazo
La adaptación de la agricultura al cambio climático es un desafío a largo plazo que requerirá un compromiso sostenido y una inversión durante decenios. La reflexión a corto plazo y las respuestas reactivas son insuficientes para abordar la magnitud y complejidad del desafío. La elaboración de estrategias a largo plazo, el mantenimiento de un apoyo constante a los esfuerzos de adaptación y la creación de instituciones capaces de adoptar medidas sostenidas son esenciales para el éxito.
No se puede exagerar la urgencia de la acción climática, y cada año de retraso en la reducción de las emisiones y la aplicación de medidas de adaptación aumenta los riesgos y costos futuros. Actuar decididamente ahora para construir sistemas agrícolas resistentes al clima puede ayudar a garantizar la seguridad alimentaria, proteger los medios de vida rurales y contribuir a esfuerzos más amplios de estabilización del clima, lo que dará forma a los sistemas agrícolas y la seguridad alimentaria para las generaciones venideras.
Conclusión: Navigando el Camino hacia adelante
El cambio climático plantea graves problemas a la agricultura mundial, que afectan a los rendimientos de los cultivos, la estabilidad de la producción y la seguridad alimentaria. La evidencia científica demuestra claramente que los efectos climáticos ya están reduciendo la productividad agrícola y que esos efectos se intensificarán sin una acción agresiva tanto en la reducción de las emisiones como en la adaptación.
Para que el desafío climático en la agricultura pueda ser eficaz, será necesario adoptar enfoques integrados que combinen mejores variedades de cultivos, mejores prácticas agronómicas, una mejor gestión del agua, la innovación tecnológica y políticas e instituciones de apoyo, que se guíen por la comprensión científica, con conocimiento y experiencia de los agricultores, y se apliquen con atención a la equidad y la sostenibilidad.
El camino hacia delante es difícil pero no imposible. Con un compromiso sostenido, una inversión adecuada y una acción colaborativa, los sistemas agrícolas pueden transformarse para hacer frente a los dobles desafíos de alimentar a una población mundial creciente y adaptarse a un clima cambiante. Las apuestas no pueden ser mayores, ya que el éxito o el fracaso agrícola moldearán fundamentalmente el bienestar humano, la prosperidad económica y la sostenibilidad ambiental en las décadas venideras.
Para más información sobre las estrategias de adaptación al clima y las prácticas agrícolas sostenibles, visite el portal USDA Climate Solutions] y explore los recursos del Food and Agriculture Organization. Se pueden encontrar más información sobre la innovación agrícola a través del Programa de Investigación sobre el Cambio Climático, la Agricultura y la Seguridad Alimentaria.