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El cambio climático podría afectar a 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 las cosechas de maíz disminuya un 24%, mientras que el trigo podría experimentar un crecimiento de alrededor del 17%.

Utilizando modelos climáticos y agrícolas avanzados, los científicos descubrieron que el cambio en los rendimientos de los cultivos se debe a los aumentos de temperatura previstos proyectados, los cambios en los patrones de lluvia y las elevadas concentraciones de dióxido de carbono en la superficie debido a las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el hombre. Estos cambios complicarían el cultivo del maíz en los trópicos, pero podrían incrementarse la superficie del cultivo del trigo.

"No esperábamos ver un cambio tan importante, en comparación con las proyecciones del rendimiento de los cultivos basadas en la generación anterior de modelos climáticos y de cultivos realizados en 2014", dijo el autor principal Jonas Jägermeyr, un científico de los modelos de cultivos y del clima en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales (GISS) 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 importante y, a la vez, negativa, dijo. "Una disminución del 20% respecto a los niveles de producción actuales podría tener graves implicaciones en todo el mundo".

 Según un nuevo estudio de la NASA, el rendimiento medio mundial de los cultivos de maíz podría disminuir un 24% a finales de siglo, y el descenso se haría patente en 2030, por las  altas emisiones de gases de efecto invernadero. Por el contrario, el trigo podría aumentar su rendimiento en un 17%. El cambio en los rendimientos se debe a los aumentos de temperatura previstos, a los cambios en los patrones de precipitación y a las elevadas concentraciones 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 área donde se podría sembrar trigo. Créditos: NASA/Katy Mersmann

Descarga desde el Estudio de Visualización Científica de la NASA

Para obtener las proyecciones, el equipo de investigación utilizó dos conjuntos de modelos. En primer lugar, utilizaron simulaciones de modelos climáticos del Proyecto de Intercomparación de Modelos Climáticos-Fase 6 (CMIP6). Cada uno de los cinco modelos climáticos del CMIP6 utilizados para este estudio tiene su propia respuesta de la atmósfera terrestre 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 interpretaciones del sistema climático de la Tierra.

A continuación, el equipo de investigación utilizó las simulaciones de los modelos climáticos como entradas para 12 modelos de cultivos globales de última generación que forman parte del Proyecto de Intercomparación y Mejora de Modelos Agrícolas (AgMIP), una asociación internacional coordinada por la Universidad de Columbia. Los modelos de cultivos simulan a gran escala cómo crecen y responden los cultivos a condiciones ambientales como la temperatura, la luvia y el dióxido de carbono atmosférico, que proporcionan los modelos climáticos. El comportamiento de cada tipo de cultivo se basa en sus respuestas biológicas en la vida real, estudiadas en experimentos de laboratorio en interiores y exteriores. Al final, el equipo creó unas 240 simulaciones de modelos climáticos globales para cada cultivo. Al utilizar múltiples modelos climáticos y de cultivos en diversas combinaciones, los investigadores tuvieron más confianza en sus resultados.

"Lo que estamos haciendo es hacer simulaciones de cultivos que efectivamente crezcan día a día, con la ayuda de un superordenador, y luego observar el cambio año a año y década a década en cada lugar del mundo", dijo Alex Ruane, codirector del Grupo de Impactos Climáticos del GISS y coautor del estudio. 

Este estudio se centra en los impactos del cambio climático. Estos modelos no abordan los incentivos económicos, los cambios en las prácticas agrícolas ni las adaptaciones, como la obtención de variedades vegetales más resistentes, aunque es un área de investigación activa. El equipo de investigación tiene previsto estudiar estos aspectos en un trabajo posterior, ya que estos factores también determinarán el destino de los rendimientos agrícolas en el futuro a medida que la gente responda a los cambios provocados 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 para la soja y el arroz mostraron un descenso en algunas regiones, pero a escala global los distintos modelos siguen discrepando sobre los impactos generales del cambio climático. En el caso del maíz y el trigo, el efecto del clima 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 produce en grandes cantidades en los países más cercanos al ecuador. América del Norte y Central, África Occidental, Asia Central, Brasil y China verán disminuir sus rendimientos de maíz en los próximos años y más adelante, a medida que las temperaturas medias aumenten en estas regiones productoras, lo que supondrá un mayor estrés para las plantas.

El trigo, que crece mejor en climas templados, puede ver ampliada su área de cultivo a medida que aumentan 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 ventajas pueden estabilizarse a mediados de siglo.

La temperatura no es el único factor que los modelos tienen en cuenta a la hora de simular el rendimiento futuro de los cultivos. Los mayores niveles de dióxido de carbono en la atmósfera tienen un efecto positivo en la fotosíntesis y la retención de agua, lo que aumenta el rendimiento de los cultivos, aunque a menudo esto los hace menos accesibles para la planta. Este efecto se produce más en el caso del trigo que en el del maíz, según se refleja con mayor precisión en la actual generación de modelos. El aumento de las temperaturas globales también está relacionado con cambios en los patrones de precipitación, y con la frecuencia y duración de las olas de calor y las sequías, que pueden afectar a la productividad y la salud de los cultivos. El aumento de las temperaturas también afecta a la duración de las fases de crecimiento y acelera la madurez de los cultivos. 

"Se puede pensar que las plantas captan la luz del sol a lo largo de la fase de crecimiento", explica Ruane. "Recogen esa energía y la transforman en el tallo, hojas y el grano. Así que, si se reducen sus etapas de crecimiento, al final de la temporada, no han recogido la energía necesaria". Como resultado, la planta produce menos grano total del que se produciría en un periodo de desarrollo más largo. "Al crecer más rápido, su rendimiento en la realidad disminuye". 

"Incluso en escenarios optimistas de cambio climático, en los que las comunidades promueven esfuerzos ambiciosos para limitar el aumento de la temperatura global, la agricultura mundial se enfrenta a una nueva realidad climática", afirma Jägermeyr. "Y con la interconexión del sistema alimentario mundial, una pequeña producción en una región productora, repercutiría en todo el mundo"

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