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Introducción
El Programa Interinstitucional de Especialidad en Soberanías Alimentarias y Gestión de Incidencia Local Estratégica (PIES AGILES), es una propuesta de formación educativa para la incidencia social en los territorios y sus comunidades, utilizando la metodología de investigación de acción participativa para construir planes de acción comunitarios que respondan a las preguntas y necesidades de cada comunidad. PIES-AGILES fortalece los procesos comunitarios hacia la soberanía alimentaria, las transiciones agroecológicas y la eliminación gradual del uso del glifosato y otros agentes tóxicos en el campo mexicano, así como establecer alianzas con actores clave que compartan estos propósitos del proyecto. Sin embargo, los potenciales impactos negativos del cambio climático sobre los sistemas productivos han cobrado mayor relevancia en los últimos años, dadas las pruebas irrefutables de que el clima está cambiando al aumentar la temperatura y alterar los patrones de precipitación (Masson-Delmotte et al. 2022). Los responsables de tomar decisiones en materia de política pública, los silvicultores y la sociedad en general están convencidos de que el cambio climático es un hecho al que hay que hacer frente (Pralle 2013). La magnitud de estos cambios ha sido proyectada para México: donde se prevé un incremento en la temperatura media anual de +1.5 °C para 2030, +2.3 °C para 2060 y +3.7 °C para 2090, acompañado de un decremento en la precipitación de hasta 28% en comparación al promedio del periodo de referencia 1961-1990 (Sáenz-Romero et al. 2010). Sin embargo, a escala global es probable que se alcance un aumento de la temperatura media anual de 1.5 °C entre 2030 y 2040, y una disminución de las precipitaciones de hasta el 30% en muchas regiones del mundo (IPCC 2018, Allen et al. 2018, Hansen et al. 2019). El aumento en la temperatura y disminución en la precipitación conducirán al desacoplamiento entre las poblaciones forestales/cultivos agrícolas-frutícolas y el clima de los sitios que ocupan, los cuales serán cada vez más secos y calientes, sometiendo a los árboles y cultivos a un estrés por sequía que puede llegar a causar una significativa mortalidad y/o reducir en gran medida sus tasas de crecimiento, y con ello disminuir el rendimiento de los cultivos (Hammond et al. 2022). Para asegurar que en un futuro se tengan árboles y cultivos adaptados al clima al cual se adaptaron a través de un largo proceso evolutivo y/o de domesticación, es necesario predecir dónde y cuándo ocurrirá dicho clima e incorporar medida de manejo que busquen reacoplar las poblaciones/cultivos a los nuevos ambientes generados por el calentamiento global (Castellanos-Acuña et al. 2018).
Las zonas de movimiento de germoplasma juegan un papel clave para mitigar los problemas de adaptación de las plantas en los sitios establecidos en los diferentes programas de reforestación (Pike et al. 2020, Smith et al. 2021, Núñez-Piedra et al. 2023). Sin embargo, los cultivos agrícolas-frutícolas no están exentos de ser alterados por el cambio climático, por lo que algunas especies deberán moverse hacia ciertas áreas en donde se prevé que ocurra su clima propicio en un futuro cercano (Waha et al. 2012, Minoli et al. 2022). También es deseable implementar estrategias de adaptación de bajo costo como la modificación de fechas de siembra, cambio de variedades, entre otras (López-Feldman y Hernández-Cortés 2016). Este movimiento de germoplasma consiste en la recolección de semillas para producir plántulas en vivero y realizar reforestaciones en los sitios donde se prevé clima propicio (Castellanos-Acuña et al. 2015, Sáenz-Romero et al. 2016, Manzanilla-Quijada et al. 2024). De acuerdo con Kramer y Havens (2009), y St. Clair et al. (2013), así como Havens et al. (2015), las zonas de recolección de semillas (ZRS) se designan superponiendo alguna combinación de variables climáticas y delimitando áreas comunes como una zona de recolección de semillas en donde se distribuye la especie de interés, para producir planta en vivero y plantarla en áreas donde exista un clima adecuado para su desarrollo. Las zonas de transferencia de semillas (ZTS) son áreas geográficas dentro de la cuales el germoplasma de una población nativa puede ser trasladado considerando condiciones (presentes o futuras) similares a los del origen de las ZRS, para disminuir los riesgos mínimos de mala adaptación, considerando el clima futuro (Kramer y Havens 2009, Havens et al. 2015). El objetivo del estudio fue proporcionar información que ayude a guiar la reforestación con especies forestales y el establecimiento de cultivos agrícolas-frutícolas considerando cambio climático. Con esto se contribuye a fortalecer los Planes de Acción Comunitaria de siete comunidades de aprendizaje PIES AGILES, para quienes el tema de la adaptación al cambio climático es de gran relevancia.
Materiales y métodos
Análisis de series de tiempo
Para estimar la magnitud del cambio climático respecto al incremento de temperatura para las próximas décadas, se realizaron análisis de series temporales de la temperatura media anual (TMA) del período (1961-1990), (2011-2040) y (2041-2070), correspondientes al clima contemporáneo del año 1975, y futuro 2025 RCP 8.5, 2050 RCP 4.5, utilizando las coordenadas y elevación (altitud) de cada uno de los municipios (Tepotzotlán, Estado de México, altitud: 2 800 m; Tlalpujahua, Michoacán, altitud: 2 070 m; Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco, altitud: 2 000 m; Poncitlán, Jalisco, altitud: 2 100 m; Tepoztlán, Morelos, altitud: 2 600 m; Huatusco, Veracruz, altitud: 1 800 m; y Escárcega, Campeche, Altitud: 100 m) con el programa ClimateNA (Wang et al. 2016).
Elaboración de mapas de zonas de colecta y transferencia de semillas
Se generaron mapas que muestran las ZRS y las ZTS en los municipios de Tepotzotlán, Estado de México; Tlalpujahua, Michoacán; Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco; Poncitlán, Jalisco; Tepoztlán, Morelos; Huatusco, Veracruz; Escárcega, Campeche, en donde se está aplicando el programa PIES-AGILES.
La información utilizada para generar los mapas de zonas de colecta y transferencia de semillas se basó en una zonificación con criterios únicamente climáticos, proviene de Castellanos-Acuña et al. (2018) cuyos archivos se encuentran disponibles en formato vectorial (shapefiles) en un repositorio digital de acceso abierto a todo público. La resolución espacial original de las capas es de 1 km2. Sin embargo, para este trabajo la resolución se redujo a 400 x 400 m, para un mayor detalle del relieve. Estas zonas climáticas se forman a partir de la temperatura media del mes más frío (MCMT por las siglas en inglés de Mean Coldest Month Temperature) y de un índice de aridez (IA). Este último es un cociente obtenido a partir de la medida de aridez que se calcula como: (temperatura media anual + 10) / (precipitación/1000) (Bower et al. 2014). Los intervalos correspondientes a la MCMT se conforman a intervalos de 3 °C. Los intervalos del IA son de una magnitud no constante, pero tienen aproximadamente la misma anchura bajo una transformación logarítmica (valores más elevados indican una mayor aridez). Cabe señalar que la superposición de estas dos variables climáticas resultó en 63 zonas climáticas que delimitan las zonas semilleras (Castellanos-Acuña et al. 2018). Este criterio de zonificación se utilizó para generar el mapa del escenario contemporáneo (1961-1990) y los mapas de los escenarios futuros: 2025 utilizado en RCP 8.5 para cultivos agrícolas o frutícolas, y 2050 utilizando el RCP 4.5 para especies forestales; se utilizó el programa QGIS versión 3.32.2 (QGIS Development Team 2022).
Para el caso de cultivos agrícolas o frutícolas, debido a que su ciclo de vida es mucho más corto, se pueden trasladar con menor anticipación para acoplarse a un clima futuro. Es por ello que, se requiere de una proyección de clima a un horizonte futuro más cercano; por ejemplo 2025, para acoplarse al cambio climático que ya ha ocurrido. En cambio, en el caso de las especies forestales, como su ciclo vital es mucho más largo, es necesario realizar la transferencia al sitio de destino proyectado con mucha más anticipación, a fin de compensar tanto el cambio climático que ya ha ocurrido como el que ocurrirá en las próximas décadas; por ello, en ese caso, se propone el uso de una proyección del cambio climático a 2050.
Resultados y Discusión
Análisis de series de tiempo
Las temperaturas medias anuales promedio (TMA) para los diferentes municipios evaluados en este estudio durante el periodo contemporáneo correspondiente al año 1975, futuro 2025 RCP 8.5 para cultivos agrícolas o frutales y 2050 RCP 4.5 para especies forestales, se muestran en la Figura 1. Es posible visualizar una tendencia en el incremento de la temperatura en cada escenario, con respecto a cada uno de los municipios, Escárcega, Campeche con una temperatura en el clima contemporáneo (periodo 1961-1990) de 26 °C, con un incremento para el año 2025 RCP 8.5 de 1.4 °C y para el año 2050 de 2.3 °C con respecto al clima actual. Es de esperarse ya que el estado de Campeche suele tener zonas más cálidas. Sin embargo, los municipios de Tlajomulco de Zúñiga; Poncitlán, Jalisco; Tlalpujahua, Michoacán; Huatusco, Veracruz se encuentran en el rango de temperatura climática contemporánea de 16 a 17.6 °C, con incrementos de temperatura para el año 2025 de 0.6 a 2.1 °C, mientras que para el año 2050 el incremento de temperatura va de 1.5 a 3 °C con respecto al clima de referencia (1961-1990). Para los municipios de Tepotzotlán, Estado de México y Tepoztlán, Morelos el rango de temperatura climática contemporánea es de 13.4 a 13.9 °C, con un incremento de 1.3 a 1.4 °C para 2025 y de 2.2 a 2.3 °C para 2050, respectivamente. México ha experimentado tasas de calentamiento de entre 2 °C y 4 °C por siglo en gran parte de su territorio entre 1975 y 2021 (Estrada et al. 2023). Según el informe de la organización meteorológica mundial, se prevé que cada año entre 2024 y 2028 la temperatura media cercana a la superficie del planeta en su conjunto sea entre 1.1 °C y 1.9 °C superior a la del período de referencia de 1850-1900 (WMO 2024). De nuevo, Estrada et al. (2023) señala que para el año 2050 se prevé un incremento en la temperatura entre 2.0 y 2.5 °C y de entre 3.83 y 5.35 °C a finales de siglo. Estos resultados indican un incremento de temperatura substancial para el 2025, que bien podría interpretarse como un proxy del cambio climático que ya ha ocurrido. La proyección del incremento de temperatura para 2050, indica que la tendencia continuará en las próximas décadas.
Modo de uso: Zonas de colecta y transferencia de semillas
Las siguientes instrucciones son válidas tanto para especies forestales como para cultivos agrícolas-frutícolas. La serie de mapas (divididos en paneles A, B y C) muestra cómo utilizar las zonas climáticas semilleras: Primero seleccione el lugar de plantación bajo el clima de referencia (periodo 1961-1990). Ejemplo indicado con una estrella blanca (Figura 2A). A continuación, vea cuál es su zona climática que le corresponde bajo el clima contemporáneo. Después vea cuál va a ser su zona climática en el escenario futuro elegido (RCP 4.5 para la década de 2050 en este caso) (Figura 2C). Posteriormente vuelva al clima contemporáneo de referencia y buscar en dónde sucede actualmente el clima que ocurrirá en el futuro en el área a reforestar, y esa área será la zona de colecta de semilla. Es decir, la zona climática de colecta de semillas debe tener los mismos valores climáticos de temperatura y de índice de aridez que el clima que ocurrirá en el futuro en el sitio a reforestar (Castellanos-Acuña et al. 2018, Manzanilla-Quijada et al. 2024). En las figuras, se observa que las flechas rojas hacen coincidir la misma zona climática del periodo de referencia (1961-1990) respecto al futuro (2050). Esta coincidencia es la que se requiere para que las plantas estén adaptadas al futuro. Las flechas negras, en cambio, indican el movimiento de germoplasma que debemos realizar en el presente para compensar el cambio climático del sitio de colecta de semillas al sitio de plantación.
Figura 2 A) Zonas climáticas para colecta de semillas, B) Zonas climáticas para cultivos agrícolas y frutícolas, y C) Zonas climáticas para especies forestales. Tepotzotlán, Estado de México.
A continuación, se ejemplifica el uso de la zonificación en detalle con figuras para las especies forestales, pero la descripción de uso es válida para especies agrícolas y frutales, usando los mapas correspondientes (Década 2025 para frutales, paneles B en todas las figuras). En el ejemplo de la estrella señalada del lugar de plantación dentro de los municipios Tepotzotlán, Estado de México y Tlalpujahua, Michoacán, la zona climática 42 correspondiente al color azul claro (MTCM = 8.4 a 11.2 °C; IA = de 20 a 30; Figuras 2A y 3A), en 2050 conserva el mismo valor para IA, pero se vuelve más cálida (verde claro, MTCM = 11.2 a 14 °C, Figuras 2C y 3C). En el lugar de plantación dentro del municipio Tlajomulco de Zúñiga y Poncitlán en el estado de Jalisco, la zona climática 63 corresponde al color verde oscuro (MTCM = 11.2 a 14 °C, IA = de 30 a 45; Figuras 4A y 5A), en 2050 conserva el mismo valor para IA, pero se vuelve más cálida (amarillo claro, MTCM = 14 a 16.8 °C) (Figuras 4C y 5C). En el lugar de plantación dentro del municipio Tepoztlán, Morelos, la zona climática 41 correspondiente al color azul oscuro (MTCM = 8.4 a 11.2 °C, IA = de 0 a 20, Figura 6A), en 2050 conserva el mismo valor para IA, pero se vuelve más cálida (verde oscuro, MTCM = 11.2 a 14 °C) (Figura 6C). En el lugar de plantación dentro del municipio Huatusco, Veracruz, la zona climática 51 correspondiéndole al color verde claro (MTCM = 11.2 a 14 °C, IA = de 0 a 20, Figura 7A), en 2050 conserva el mismo valor para IA, pero se vuelve más cálida (amarillo claro, MTCM = 14 a 16.8 °C) (Figura 7C). Por último, en el lugar de plantación dentro de la región Escárcega, Campeche, la zona climática 82 de color café oscuro (MTCM = 19.6 a 22.4 °C, IA =de 20 a 30, Figura 8A), en 2050 conserva el mismo valor para IA, pero se vuelve más cálida (amarillo claro, MTCM = 19.6 a 22.4 °C) y más árido (IA = 30 a 45) (Figura 8C). De acuerdo con el mapa de vegetación de la CONAFOR (2018) la zona climática con el color azul claro, verde claro y verde oscuro comparten tipos de vegetación de bosque de pino-encino, bosque de encino, bosque de cedro. Sin embargo, la zona climática que corresponde al color amarillo claro y café oscuro se reportan selvas caducifolias, selvas bajas caducifolias, selva mediana subperennifolia entre otros tipos, es de esperarse para este tipo de climas. Cabe señalar que dentro de las zonas climáticas mencionadas con anterioridad se encuentra agricultura de temporal, pastizal inducido y superficies sin cobertura vegetal. La tendencia entre la zonificación contemporánea y la futura es el reemplazo de áreas con climas templados fríos por climas más cálidos y secos. Visualmente, esto se traduce en que sitios con climas representados en color azul obscuro, son parcialmente reemplazados por climas azul claro, y éste por verde, que a su vez es reemplazado por amarillo.
Figura 3 A) Zonas climáticas para colecta de semillas, B) Zonas climáticas para cultivos agrícolas y frutícolas, y C) Zonas climáticas para especies forestales. Tlalpujahua, Michoacán.
Figura 4 A) Zonas climáticas para colecta de semillas, B) Zonas climáticas para cultivos agrícolas y frutícolas, y C) Zonas climáticas para especies forestales. Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco.
Figura 5 A) Zonas climáticas para colecta de semillas, B) Zonas climáticas para cultivos agrícolas y frutícolas, y C) Zonas climáticas para especies forestales. Poncitlán, Jalisco.
Figura 6 A) Zonas climáticas para colecta de semillas, B) Zonas climáticas para cultivos agrícolas y frutícolas, y C) Zonas climáticas para especies forestales. Tepoztlán, Morelos.
Figura 7 A) Zonas climáticas para colecta de semillas, B) Zonas climáticas para cultivos agrícolas y frutícolas, y C) Zonas climáticas para especies forestales. Huatusco, Veracruz.
Figura 8 A) Zonas climáticas para colecta de semillas, B) Zonas climáticas para cultivos agrícolas y frutícolas, y C) Zonas climáticas para especies forestales. Escárcega, Campeche.
En síntesis, las zonas climáticas que antes eran más frías serán reemplazadas en el futuro por zonas climáticas con condiciones más cálidas, debido al aumento de la temperatura. Se puede observar que el clima en algunos municipios tiene zonas climáticas relativamente más frías (en colores azules) debido a que se ubican en las partes altas de las montañas. Sin embargo, para otros municipios incluyen zonas climáticas más cálidas (en colores amarillo, rosa, naranja y rojo), como el caso de los municipios que se ubican cercas de las costas y al sur de México. Tal cambio climático esperado, ya en curso, es necesario compensarlo colectando semillas de las especies de interés en zonas en promedio 3 °C más cálidas (y por tanto más secas) que los sitios en donde se deberá utilizar ese germoplasma, que actualmente son más frías y húmedas, pero que dejarán de serlo conforme avance el cambio climático. El movimiento promedio de 3 °C es el que ocurre al cruzar la frontera de una zona climática hacia una vecina más fría, toda vez que las zonas se definieron a intervalos de 3 °C de media de temperatura del mes más frío (Castellanos-Acuña et al. 2018). El movimiento de germoplasma aquí sugerido para los Municipios beneficiados por el programa PIES-AGILES, es similar al propuesto para sitios del programa federal Sembrando Vida en la Meseta Purépecha, Michoacán, y para la restauración ecológica (considerando cambio climático) de la Reserva de la Biósfera Mariposa Monarca, en la frontera de Michoacán y el Estado de México (Manzanilla-Quijada et al. 2024).
De no utilizarse una zonificación como la aquí propuesta, se corre el riesgo de que las especies forestales, agrícolas-frutícolas plantadas, gradualmente se vean desacopladas del clima para el cual están adaptadas, debido a la progresión del cambio climático (Sáenz-Romero et al. 2016). Simplemente, durante mayo 2023 a abril 2024, debido a los actuales efectos de El Niño, es de esperarse que, a nivel mundial, ocurra un incremento de temperatura anual promedio por arriba de +1.5 °C con respecto a un período preindustrial (1850-1990), con lo cual quedaría superado el límite inferior deseable del Acuerdo de Paris (Hansen et al. 2023a, 2023b, Sáenz-Romero 2024). Por lo tanto, se recomienda trasladar las fuentes de semillas de lugares más cálidos y secos a lugares de plantación actualmente más fríos y húmedos para compensar el cambio climático que se ha producido y que se espera que siga avanzando en las próximas décadas.
