Análisis de los impactos del cambio climático en los sistemas productivos

alto-andinos

Andy Jarvis, Emmanuel Zapata-Caldas, Julián Ramírez

Neil Palmer, CIAT

- Datos climáticos PA- Reporte de incertidumbres- Selección de 25 cultivos- Modelos de nicho- Calibración de parámetros (EcoCrop)- Evaluación del impacto (modelos de nicho)- Resultados preliminares- Lo que sigue

Contenido

Neil Palmer, CIAT

Datos climáticos disponibles para los dos escenarios A1B y A2

WCRP CMIP3 A1B-P A1B-T A1B-Tx A1B-Tn A2-P A2-T A2-Tx A2-Tn

BCCR-BCM2.0 OK OK OK OK OK OK OK OK

CCCMA-CGCM3.1-T63 OK OK NO NO NO NO NO NO

CCCMA-CGCM3.1-T47 OK OK NO NO OK OK NO NO

CNRM-CM3 OK OK NO NO OK OK NO NO

CSIRO-MK3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK

CSIRO-MK3.5 OK OK OK OK OK OK OK OK

GFDL-CM2.0 OK OK OK OK OK OK OK OK

GFDL-CM2.1 OK OK OK OK OK OK OK OK

GISS-AOM OK OK OK OK NO NO NO NO

GISS-MODEL-EH OK OK NO NO NO NO NO NO

GISS-MODEL-ER OK OK NO NO OK OK NO NO

IAP-FGOALS1.0-G OK OK NO NO NO NO NO NO

INGV-ECHAM4 OK OK NO NO OK OK NO NO

INM-CM3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK

IPSL-CM4 OK OK NO NO OK OK NO NO

MIROC3.2.3-HIRES OK OK OK OK NO NO NO NO

MIROC3.2.3-MEDRES OK OK OK OK OK OK OK OK

MIUB-ECHO-G OK OK NO NO OK OK NO NO

MPI-ECHAM5 OK OK NO NO OK OK NO NO

MRI-CGCM2.3.2A OK OK NO NO OK OK NO NO

NCAR-CCSM3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK

NCAR-PCM1 OK OK OK OK OK OK OK OK

UKMO-HADCM3 OK OK NO NO OK OK NO NO

UKMO-HADGEM1 OK OK NO NO OK OK NO NO

Total 24 24 11 11 19 19 9 9

Reporte de incertidumbres – SRES A1B 2020

Reporte de incertidumbres – SRES A1B 2050

Reporte de incertidumbres – SRES A2 2020

Reporte de incertidumbres – SRES A2 2050

Metodología general

• Seleccionar 25 cultivos de importancia regional

• Modelar adaptabilidad presente y futura de estos 25 cultivos

• Seleccionar 5 cultivos para análisis de impacto más detallado

• Validación con expertos regionales• Cruce con datos de producción y socio-

económicos

Selección 25 cultivosNo. Cultivo Nombre científico Máxima altitud (m.s.n.m)

1 Arrachacha Arracacia xanthorriza 3,500

2 Arroz Oryza sativa 2,500

3 Arveja Pisum sativum 2,700

4 Banano Musa sp. 2,400

5 Café Coffea arabica 2,800

6 Camote Ipomoea batatas 2,800

7 Cebada Hordeum vulgare 4,400

8 Fríjol Phaseolus vulgaris 3,000

9 Lechuga Lactuca sativa var. capitata 3,000

10 Maíz Zea mays 4,000

11 Naranja Citrus sinensis 2,100

12 Papa Solanum tuberosum 2,800

13 Papaya Carica papaya 2,100

14 Pepino Cucumis sativus 2,000

15 Plátano Musa balbisiana 2,000

16 Quinoa Chenopodium quinoa 4,000

17 Repollo Brassica oleracea L.v capi. 2,000

18 Sorgo Sorghum bicolor var. sweet 2,500

19 Soya Glycine max 3,000

20 Tomate Lycopersicon esculentum 2,400

21 Trigo Triticum aestivum 4,500

22 Ulluco Ullucus tuberosus 4,000

23 Uvas Vitis vinifera 2,000

24 Yuca Manihot esculenta 2,000

25 Zanahoria Daucus carota 2,600

Evaluación de impacto

Climaactual

Cultivo actual

Rendimiento, presión de plagas, enfermedades, etc

Climafuturo

Rela

ción

Cultivo futuro

Rendimiento, presión de plagas, enfermedades, etc

Proyección

Clave en investigación

Evalúa las condiciones climáticas adecuadas de temperatura y precipitación dentro de una estación de crecimiento.

Además, calcula la adaptabilidad resultante de la interacción entre temperatura y precipitación.

Modelación de nicho ecológico con EcoCrop

Parámetros para el funcionamiento de EcoCrop

• Gmin: duración mínima de la estación de crecimiento (días).• Gmax: duración máxima de la estación de crecimiento (días) .• Tkill: temperatura a la que el cultivo detiene su desarrollo (ºC) .• Tmin: temperatura mínima absoluta a la que el cultivo tiene un desarrollo

al menos marginal (ºC).• Topmin: temperatura óptima mínima del cultivo (ºC) .• Topmax: temperatura óptima máxima del cultivo (ºC) .• Tmax: temperatura máxima absoluta a la que el cultivo tiene un desarrollo

al menos marginal (ºC).• Rmin: precipitación mínima absoluta a la que el cultivo crece (mm).• Ropmin: precipitación mínima óptima de crecimiento del cultivo (mm) .• Ropmax: precipitación máxima óptima de crecimiento del cultivo (mm) .• Rmax: precipitación máxima absoluta a la que el cultivo crece (mm).

Calibración de parámetros de cultivos (EcoCrop)

Cultivo/Arveja Banano Café CamoteParámetr

oGmin 90 365 365 120

Gmax 90 365 365 120

Tkill 0 0 0 50

Tmin 5.1 16.0 11.0 6,1

TOPmin 7.8 24.0 15.6 12,0

TOPmax 13.8 27.0 24.8 23.6

Tmax 21.3 35.0 26.4 27.6

Rmin 202 700 294 5

ROPmin 249 1,000 991 9

ROPmax 374 1,300 2,540 641

Rmax 483 5,000 3,315 1,014

Cultivo/

Cebada Fríjol Maíz Papa PapayaParámetro

Gmin 150 90 120 120 365

Gmax 150 90 120 120 365

Tkill 0 0 0 -8 -1

Tmin 3.8 13.5 8.7 3.7 19.4

TOPmin 9.2 17.4 14.3 12.4 23.7

TOPmax 15.9 23 25.6 17.8 26.2

Tmax 24 25.6 29 24 27

Rmin 200 200 5 150 684

ROPmin 293 362 12 251 1,240

ROPmax 684 449 716 326 2,749

Rmax 963 710 1,162 785 3,702

Cultivo/Quinoa Sorgo Tomate Ulluco YucaParámetr

o

Gmin 150 180 120 150 240

Gmax 150 180 120 150 240

Tkill -8 0 0 -4 0

Tmin 3.6 17.2 15.7 1 15

TOPmin 6.5 22.6 21.3 2.18 22

TOPmax 13.2 27.1 24.8 14.7 32

Tmax 19 28 27 21 45

Rmin 25 132 54 6 300

ROPmin 63 155 277 47 800

ROPmax 253 418 1,242 374 2,200

Rmax 480 633 1,540 633 2,800

Parámetros de crecimiento por cultivo basados en:•Datos empíricos•Conocimiento de expertosCompleto para 21 cultivos

Resultados preliminares – Café

Resultados preliminares – Batata

Modelación de nicho ecológico con Maxent

• Modelo de nicho ecológico (probabilidad de presencia)

Distribución de probabilidad alrededor de cada variable

Modelo probabilístico multivariado

Distribución probabilística potencial

Evidenciade

presencia

Variables ambientales

Evidenciade

presencia

Variables ambientales

Evidenciade

presencia

Variables ambientales

Ejemplo de síntesis• Cambio de la adaptabilidad por cultivo para identificar

cultivos mas vulnerables

Ejemplo de síntesis

Ejemplo de síntesis

Lo que sigue

• Recolectar información de censos agrícolas y consultar expertos para validación de resultados de producción potencial actual

• Generar tablas de cambios por país que contrasten las áreas donde se cultiva en la actualidad con las áreas potenciales.

• Generar gráficas y mapas resumen por país y región (promedios en adaptabilidad, incertidumbre, conformidad de modelos, número de cultivos ganadores y perdedores).

Lo que sigue

• Seleccionar 5 sistemas productivos por su importancia en la región alto-andina de los países involucrados. Estos cultivos deberán ser analizados (cuantitativa y cualitativamente) en mayor detalle, por ejemplo:– cifras como el número de hectáreas que se verían

afectadas – las hectáreas que se beneficiarían si determinado

variedad fuese mejorada genéticamente para ser más resistente al calor, al frío, al anegamiento o a la sequía.