El cambio climático en la agricultura: efectos y oportunidades para la mitigación y adaptación

La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el cambio climático usa el término cambio climático para referirse a las modificaciones que tienen lugar en el presente y sólo por causas humanas: “Por cambio climático se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos comparables”.

Pero lo cierto es que, en sus más de 4.400 millones de años de vida, nuestro planeta ha experimentado variaciones climáticas a escala global y no siempre motivadas por actividades humanas. Por ejemplo, los calentamientos globales ocurridos en el Jurásico con temperaturas medias de 5°C por encima de las actuales, pasando por las glaciaciones del Pleistoceno, en las que gran parte de Norteamérica, Europa y el norte de Asia quedaron cubiertas bajo gruesas capas de hielo durante muchos años, hasta la llamada Pequeña Edad de Hielo que tuvo lugar desde el siglo XIV hasta el siglo XIX. Por todo ello es conveniente abordar el término cambio climático desde una perspectiva más amplia.

En la actualidad, existe un amplio consenso científico, casi generalizado, en torno a la idea de que la alteración climática global propia de las últimas décadas en nuestro planeta es consecuencia de nuestro modo de producción y consumo energético. El incremento de las temperaturas en los últimos 100 años ha sido de 0,76 °C. Y es que durante el periodo 1995-2010 se concentraron 12 de los 13 años más cálidos registrados desde el año 1850. A la vez, la superficie helada del Ártico en verano se redujo un 7,4% por década. Todo ello constituye un serio problema que nos afectará a todos y que tendrá consecuencias no solo sobre el medioambiente, sino también sobre la economía y la sociedad. Es necesario, por tanto, tomar una serie de medidas que permitan mitigar el cambio climático y adaptarnos a los posibles escenarios que se den como consecuencia del calentamiento global.

Es difícil pronosticar en qué medida el cambio climático podría afectarnos, dado que el clima mundial es un sistema sumamente complejo. Pero la alteración de un aspecto clave del clima, como la temperatura media global, tiene consecuencias sobre el resto de los elementos que lo constituyen. Así, los efectos inciertos aumentan. Para hacerse una idea, podría cambiar el régimen de vientos y lluvias que ha prevalecido durante cientos y miles de años, y del cual depende la vida de millones de personas; o subir el nivel de los mares y amenazar islas y zonas costeras bajas.

En la tabla 1 se exponen, de manera resumida, las consecuencias generales que tendrán sobre diversos aspectos, la variación de los parámetros más directamente afectados por el cambio climático, como la temperatura que se prevé aumentará en prácticamente todas las regiones y las precipitaciones con un comportamiento más errático en cuanto a su intensidad y su distribución espacio-temporal.

Si hay alguna actividad productiva que dependa directamente del clima y de su variabilidad, ésta es sin duda la agricultura. Un cambio de los patrones de comportamiento de las temperaturas y precipitaciones o el incremento de la concentración del CO₂ atmosférico, afectarán de una manera significativa al desarrollo de los cultivos.

Tras realizar una breve descripción de los efectos esperados del cambio climático en Europa, recogidos en la bibliografía especializada y con repercusiones en la agricultura, podemos resumir lo siguiente: las regiones septentrionales experimentarán veranos más cálidos y secos, inviernos más húmedos, además de un aumento del nivel del mar. Esto dará lugar a estaciones de crecimiento más prolongadas, pero también un mayor riesgo de inundaciones. Mientras tanto, las regiones mediterráneas serán las más afectadas por altas temperaturas y por la disminución de precipitaciones, cuyos eventos serán además de naturaleza torrencial. Todo ello conllevará una disminución en la superficie de suelo apta para el cultivo, no sólo por las condiciones climáticas adversas, sino por el aumento de la erosión y la pérdida de calidad de los suelos y del agua como consecuencia de los eventos extremos de lluvia.

Según esto, se puede aventurar que algunos de los efectos pueden resultar beneficiosos, como el incremento de las estaciones de crecimiento y el aumento de la temperatura, pero no es menos cierto que también tendrán lugar impactos negativos y adversos, como la falta de disponibilidad de agua y la aparición de fenómenos climatológicos extremos de manera más frecuente. Así pues, según se mire, el cambio climático puede suponer oportunidades o riesgos para la agricultura según la zona que consideremos, en base a las características climáticas de la región, de los cultivos y de los cambios potenciales que se puedan dar.

Por su parte, se podría pensar que el aumento de la concentración de CO₂ en la atmósfera podría favorecer a la productividad agraria, incrementando su biomasa y su eficiencia en el uso del agua. Sin embargo, estudios recientes cuestionan hasta qué punto estos efectos directos del CO₂ se manifiestan en condiciones de cultivo donde la planta está sometida a otros factores limitantes que hagan que la producción final decline, como aumentos de temperatura de 1 a 3 °C, menor disponibilidad de agua para la planta, incremento de la incidencia de plagas o enfermedades y empeoramiento de la calidad de suelo y agua.

La tabla 2 resume los posibles efectos positivos y negativos de cambios en el clima para la producción de cultivos.

Lógicamente, los beneficios potenciales y efectos negativos descritos en la tabla anterior no se darán en todas las regiones, dependerán en buena medida de lo que el cambio climático suponga respecto a las condiciones de partida de cada región. Un análisis rápido de la situación lleva a pensar que, en general, se producirían cambios en la zonificación y productividad de los cultivos, produciéndose un desplazamiento de las áreas óptimas de desarrollo de los mismos hacia zonas más septentrionales. Se establecería así un nuevo mapa de cultivos, en los que los países más fríos pasarán a ocupar el papel agrícola que hasta ahora estaban desempeñando los países cálidos y templados.

Ante este panorama, el agricultor tendrá que adaptar su sistema productivo a los nuevos escenarios climáticos esperados, para tratar de ser competitivo aprovechando las nuevas oportunidades que se den. Además, las estrategias se han de orientar hacia técnicas que sean capaces de mitigar los efectos negativos, capaces de responder a las demandas que la sociedad requiera en materia de protección medioambiental y seguridad alimentaria.

En este sentido, la agricultura de conservación constituye una alternativa viable para el presente y el futuro de los sistemas agrícolas, al dar respuesta a la problemática planteada, siendo capaz de reducir las emisiones de CO₂ a la atmósfera, al eliminar el laboreo y reducir el consumo energético, y adaptarse mejor a situaciones en las que el agua sea un factor limitante, ya que mejora el balance hídrico del suelo.

Prueba de ello, es el proyecto europeo Life + Agricarbon, que lidera la AEAC.SV y en el que participan la Universidad de Córdoba, el Instituto Andaluz de Investigación y Formación Agraria, Pesquera, Alimentaria y de la Producción Ecológica de la Junta de Andalucía (Ifapa) y la Federación Europea de Agricultura de Conservación (ECAF). Este proyecto trata de demostrar el potencial mitigador y adaptador de sistemas agrícolas implantados bajo agricultura de conservación con apoyo de las técnicas de agricultura de precisión en las regiones mediterráneas.

Ante el cambio climático existen dos tipos de intervenciones posibles. Por un lado, el control de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) (mitigación) y ajustes a las consecuencias del cambio (adaptación).

La agricultura, para ser una actividad viable en un futuro, ha de jugar necesariamente ese doble papel, potenciando aquellas prácticas que contribuyan a la reducción de las emisiones de GEI y desarrollando aquellas estrategias que permitan a los agricultores adaptarse y aprovechar las oportunidades que se den en los nuevos escenarios consecuencia del cambio climático.

Mientras que las medidas de mitigación actúan de forma global, contribuyendo a reducir las emisiones de GEI en todo el planeta, las de adaptación, aunque más amplias, suelen ser locales, ya que los impactos del cambio climático son diferentes según las regiones en las que se produzcan. Es por ello que en cada zona, habría que realizar un estudio previo de las necesidades existentes, para así establecer prioridades y determinar qué medida es la idónea. Aun así, en relación a la adaptación, existen una serie de pautas generales que se podrán tomar como un punto de partida desde el cual desarrollar acciones concretas en cada lugar en función de la situación.

-Reducción de las emisiones

La agricultura libera a la atmósfera cantidades significativas de GEI, en particular de CO₂, CH₄ y N₂O. Los flujos de estos gases se pueden reducir mediante una gestión más eficiente de los ciclos de carbono y nitrógeno en las prácticas de cultivo.

-Reducción de las emisiones de CO₂: los avances en el control de malas hierbas y en la maquinaria agrícola permiten que muchos cultivos se implanten mediante agricultura de conservación, cuyo principio es el no laboreo y el mantenimiento de una cobertura vegetal sobre el suelo.

Dado que la perturbación del suelo tiende a estimular, gracias a una mayor descomposición y erosión, las pérdidas del C orgánico y la emisión del CO₂ “atrapado” en los agregados del suelo, técnicas como la siembra directa o las cubiertas vegetales, las cuales eliminan el laboreo del suelo, consiguen según algunas investigaciones reducir hasta 3,8 veces las emisiones cuantificadas con una labor más superficial (10 cm) y hasta en 10,3 veces la emisiones en el caso de labores más profundas (28 cm) (Reicosky et al., 2007).

-Reducción de las emisiones de N₂O: por su parte, el empleo de sistemas con una menor dependencia de los fertilizantes nitrogenados o que conlleven una utilización más racional y eficiente de los mismos reduciría la emisión de N₂O. Como ejemplo de disminución de los aportes nitrogenados tenemos la introducción de leguminosas en las rotaciones de los cultivos.

El uso más eficiente y racional de los fertilizantes pasa por realizar un ajuste de las dosis aplicadas basándose en la estimación precisa de las necesidades de los cultivos, que se podría realizar gracias a la agricultura de precisión, a la utilización de fertilizantes de liberación lenta o inhibidores de la nitrificación, evitándose así demoras entre la aplicación y la absorción del nitrógeno (Smith et al, 2008).

En regiones húmedas, el drenaje de tierras agrícolas puede promover la productividad y quizá suprimir las emisiones de N₂O gracias a una mayor aireación del suelo, aunque la percolación del nitrógeno a través del drenaje puede por el contrario, perderse en forma gaseosa (Smith et al, 2008).

-Reducción de las emisiones de CH₄: la práctica de drenado también puede servir para reducir las emisiones de CH₄ en los cultivos del arroz, realizándose en varias ocasiones durante el periodo de crecimiento. Así pues, se ha comprobado que la interrupción de los periodos de inundación o una inundación a menor altura en los cultivos de arroz disminuyen las emisiones de metano.

Otra vía para reducir las emisiones en los cultivos de arroz, es la plantación de variedades con una baja tasa de exudación radicular. Estos exudados son en parte responsables de que el metano sea oxidado por microorganismos anaerobios dando lugar a su liberación a la atmósfera (Smith et al, 2008).

Las opciones de mitigación para reducir las emisiones de la ganadería pasan por mejorar la gestión de los residuos ganaderos y la mejora de la digestibilidad en la alimentación del ganado rumiante través de dietas mejoradas, enfocadas a favorecer la digestibilidad de los alimentos y los piensos.

Los ecosistemas agrícolas tienen grandes reservas de carbono (C) (IPCC 2001), sobre todo en materia orgánica del suelo. Históricamente, estos sistemas han perdido más de 50 millones de toneladas de C (Paustian et al. 1998; Lal 1999, 2004), aunque parte del C perdido puede recuperarse a través de una mejor gestión, disminuyendo por tanto la concentración de CO₂ atmosférico.

Cualquier práctica que aumenta la entrada de carbono a través de la fotosíntesis o disminuya el retorno de C a la atmósfera producido por la respiración o los incendios aumentará el carbono almacenado, secuestrando así C o construyendo sumideros del mismo.

Muchos estudios en todo el mundo, han demostrado que cantidades significativas de carbono del suelo se pueden almacenar de esta manera, a través de una serie de prácticas adaptadas a las condiciones locales, como la agricultura de conservación (Lal, 2004).

El carbono vegetal también se puede almacenar de forma significativa en los sistemas agroforestales, plantaciones perennes en tierras agrícolas o mediante cultivos con raíces profundas que contribuyan a fijar el carbono a mayor profundidad y siendo por tanto más difícil su liberación a la atmósfera (Albrecht y Kandji 2003).

Además, el aumento del contenido de carbono en los suelos ofrece beneficios adicionales para la fertilidad del suelo, la biodiversidad, la productividad y la mejora de la capacidad de almacenamiento de agua. Estos esfuerzos ayudan a estabilizar y aumentar la producción y optimizar el uso de insumos y revertir la degradación del suelo, restaurando la salud ecológica de los mismos.

-Aumento de la eficiencia energética y reducción de la dependencia de los combustibles fósiles

Cualquier proceso que suponga un gasto energético y/o de combustible implica de manera intrínseca emisiones de CO₂ a la atmósfera. En concreto, el establecimiento de sistemas de manejo agrario basados en una reducción del consumo energético y de los combustibles fósiles, o que conlleve el uso de energías renovables representa una oportunidad para mitigar el cambio climático. La reducción en el consumo energético y de combustible se puede abordar desde varias perspectivas:

-En los sistemas de manejo del cultivo, buena parte del consumo energético y de combustible se atribuye a las operaciones de laboreo del suelo. Gracias a sistemas de manejo como la agricultura de conservación que suprimen las labores sobre el suelo, se reducen el número de operaciones totales en el cultivo, pudiéndose llegar a ahorros energéticos y de consumo de combustible de hasta el 50%.

-Otra opción para reducir el consumo energético se basa en la optimización de las dosis aplicadas y correcta ejecución de las operaciones de cultivo. En este sentido, el uso de sistemas de aplicación variable en las operaciones de fertilización y tratamientos, así como el uso de los sistemas de ayuda al guiado y guiado automático por GPS, propios de las tecnologías de precisión, suponen una gran ventaja, logrando un ahorro adicional de energía por encima del 10%.

-Por último, la utilización de combustibles no fósiles, procedentes de restos vegetales como el biodiésel o el bioetanol también emiten CO₂ mediante su combustión, pero al contrario que los combustibles fósiles, el carbono emitido a la atmósfera es de origen reciente (a través de la fotosíntesis). De esta manera se establece un equilibrio entre el CO₂ foto sintetizado y el emitido, no añadiéndose nuevo carbono al sistema. El beneficio neto de estas materias primas bioenergéticas a la atmósfera sería el equivalente a las derivadas de las emisiones del consumo de combustibles fósiles no utilizados menos las emisiones causadas por su producción, transporte y procesamiento.

En la tabla 3 se resumen las estrategias y actuaciones que se pueden llevar a cabo desde el sector agrario para la mitigación de GEI.

b) Adaptación de los sistemas agrícolas al cambio climático: el término adaptación se refiere a todos los ajustes que son necesarios realizar en un sistema (en nuestro caso, el sistema agrario) para dar respuesta a los cambios reales o previstos que se den como consecuencia del cambio climático, reduciendo así la vulnerabilidad de los mismos y aprovechando las oportunidades dadas por los nuevos escenarios climáticos.

En España, los modelos de simulación climáticos que se manejan desde el IPCC, predicen un incremento de la temperatura, una disminución de la disponibilidad de agua y una ocurrencia de precipitaciones más concentradas e intensas. Los efectos producidos por estas variaciones, serán diferentes según la región española considerada. Así, en las zonas más septentrionales, las temperaturas más suaves en invierno permitirán mayores productividades en esta época, compensando las pérdidas de otras estaciones.

En general, el incremento de la temperatura provocará un aumento de la demanda evapotranspirativa de los cultivos, incrementándose las necesidades de riego en algunos casos. Tal es el caso del sur y sureste de España, donde la demanda de agua se incrementará, siendo el estrés térmico más frecuente y el principal factor limitante para el desarrollo de los cultivos.

Todo ello hace necesario que el agricultor se replantee las técnicas agrícolas puestas en práctica para hacer frente a esta nueva situación. En este contexto, en el que los mayores riesgos se podrían derivar de la reducción de las cosechas y los conflictos en el suministro de agua. En este sentido, la agricultura de conservación constituye una buena estrategia de adaptación según Lal (2010), al aumentar la capacidad de respuesta de los cultivos frente a las variaciones climáticas. Gracias a su implantación, se reduce la erosión, se mejora la calidad y fertilidad de los suelos y se reduce la escorrentía, propiciando que el cultivo disponga de más agua en periodos secos. En consecuencia, la capacidad de respuesta frente a los cambios climáticos es mayor y por tanto, los cultivos bajo técnicas de conservación tienen una mayor adaptabilidad a escenarios con mayores temperaturas y menores disponibilidades de agua. Así se desprende de los efectos beneficiosos que una cobertura vegetal en el suelo tiene sobre el balance hídrico, tal y como se indica en la tabla 4.

-Abrol, I.P. (2009). Conservation Agriculture as an adaptive and mitigation strategy to combat Climate Change. Conservation Agriculture. Getting agriculture to work people and the Environment, Issue 8. 1-3

-Albrecht A, Kandji S.T. (2003) Carbon sequestration in tropical agroforestry systems. Agriculture, Ecosystem & Environment, 99. 15–27

-Iglesias, A.; Avis, K.; Benzie, M.; Fisher, P.; Harley, M.; Hodgson, N.; Horrocks, L.; Moneo, M. y Webb, J. (2007). Adaptation to Climate Change in the Agricultural Sector. AGRI-2006-G4-05. Report to European Commission Directorate-General for Agriculture and Rural Development. ED05334. Issue Number 1. December 2007. AGRI/2006-G4-05

-Lal, R. (2010), A dual response of Conservation Agriculture to Climate Change: Reducing CO₂ emissions and improving the soil carbon sink. En Gil Ribes, J.; González Sánchez, E.; Ordóñez Fernández, R.; Veroz González, O. Proceedings of the European Congress on Conservation Agriculture: Towards agro-environmental climate and energetic sustainability. Madrid, 2010. ISBN: 978-84-491-1038-2

-Lal, R. (2004). Soil Carbon sequestration impacts on global climate change and food security. Science, 304. 1623-1627

-Lal, R. (1999). Soil management and restoration for C sequestration to mitigate the accelerated greenhouse effect. Progress in Environmental Science, 1:44, 307-326

-Paustian, K.; Andren, O.; Janzen, H.H. Lal, R.; Smith, P.; Tian, G.; Tiessen, H.; Vannoordwijk, M. and Woomer, P.L. (1997). Agricultural soils as a sink to mitigate CO2 emissions. Soli Use Manage, 13. 230-244

-Reicosky, D.C. and Archer, D.W. (2007). Moldboard plow tillage depth and short-term carbon dioxide release. Soil and Tillage Research, 94. 109-121

-Smith, P.; Martino, D.; Cai, Z.; Gwary, D.; Janzen, H.; Kumar, P.; McCarl, B.; Ogle, S.; O´Mara, F.; Rice; C:; Scholes, B.; Sirotenko, O.; Howden, M.; McAllister, T.; Pan, G.; Romanenkov, V.; Schneider, U.; Towprayoon, S.; Wattenbach, M. y Smith, J. (2008). Greenhouse gas mitigation in agriculture. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 363. 789–813.