Introducción

Los sistemas de cultivos y ganaderos dependen en gran medida del clima, como la precipitación y la temperatura; por lo que la agricultura es el sector afectado más gravemente por cambio climático. La afectación se genera por la alteración de las necesidades de agua por los cultivos, la disponibilidad y la calidad del agua para aprovisionar la demanda de estos (^{Cai et al., 2015}). Lo anterior amenaza la seguridad alimentaria mundial y nacional (^{IPCC, 2014b}; ^{Nelson et al., 2009}). Conocer cómo el cambio climático afecta las necesidades de agua de los cultivos, es crucial para planificar adaptaciones en la agricultura de temporal y en la gestión del agua agrícola, especialmente en las regiones áridas y semiáridas donde los recursos hídricos son limitados.

La evapotranspiración (ET) es un componente importante del ciclo del agua que describe el proceso físico de transferencia de agua a la atmósfera, tanto por evaporación del suelo como por transpiración de las plantas. La ET integra las demandas atmosféricas, las condiciones de la superficie y es un factor que determina la sequía en regiones áridas y semiáridas (^{Huo et al., 2013}). La demanda de agua por los cultivos se determina generalmente, con base en la evapotranspiración potencial (ETP), que es la tasa de evaporación y transpiración de una superficie de suelo cubierta con pasto o alfalfa empleada como referencia; la cual debe contar con humedad disponible abundante y sin problemas de deficiencias nutrimentales, afectaciones de plagas o enfermedades. La ETP es la máxima cantidad de agua que puede perderse desde una capa continua de vegetación que cubre todo un terreno, cuando la cantidad de agua suministrada al suelo es ilimitada (^{Ortíz-Solorio, 1987}). La evapotranspiración potencial de referencia se ajusta a la evapotranspiración del cultivo mediante un factor de cultivo denominado Kc. La ETP expresa así, la capacidad evaporadora de la atmósfera en un lugar y época específicas del año. La ETP sólo se ve afectada por parámetros climáticos y no tiene en cuenta las características del cultivo , tales como el índice foliar, resistencia estomatal, altura de la vegetación, entre otros; ni por factores del suelo (^{Allen et al., 1998}). Analizar la distribución espacial de la ETP actual y pronosticar su evolución como resultado del cambio climático, representa un primer paso crítico en la estimación de las necesidades futuras de agua de los cultivos. Los resultados de este análisis permitirán planificar, diseñar y programar mejor los sistemas de riego (^{Garatuza-Payan et al., 1998}), así como en sistemas de agricultura de secano que depende exclusivamente de las condiciones naturales para producir algún fruto o alimento.

Medir la ET en campo es difícil y costoso, requiere de equipo especializado que es complicado de distribuir en todo el país. Por lo que, al ser la ET un parámetro climático, es común su estimación a partir de datos obtenidos en estaciones u observatorios meteorológicos. Existen numerosos métodos para estimar la ET, desde los basados en temperatura, hasta otros que consideran radiación y física atmosférica. Los métodos basados en temperatura sólo requieren información sobre temperatura y dependen de la suposición, generalmente fiable, de que ésta es un indicador de la potencia evaporativa de la atmósfera (^{McKenney y Rosenberg, 1993}). Aunque estos métodos pueden ser útiles cuando no se dispone de datos sobre otros parámetros meteorológicos, tales como humedad relativa, radiación solar y velocidad del viento, se ha observado que las estimaciones basadas en la temperatura no son del todo fiables para estudiar la demanda evaporativa a largo plazo (^{McKenney y Rosenberg, 1993}; ^{McAfee, 2013}). Otros métodos para estimar la ETP consideran variables adicionales, los más conocidos y aplicados son los métodos de Blaney-Criddle, Hargreaves, Thornthwaite y el de Penman-Monteith. Los dos últimos han sido ampliamente utilizados en México para análisis en escala nacional y local (Estrada-Berg et al., 2002¹; ^{Monterroso-Rivas y Gómez-Díaz, 2004}; ^{Gómez-Díaz y Monterroso-Rivas, 2008 2}). La ecuación Penman-Monteith (PM) requiere información de humedad relativa, radiación neta, velocidad del viento y temperatura (^{Allen et al., 1998}). Este método ha sido recomendado durante mucho tiempo por FAO para estimar ETP y ahora es ampliamente aceptado como el método de mejor rendimiento (^{Ortega-Farias et al., 2009}; ^{McAfee, 2013}; ^{Wang et al., 2015}).

La ^{FAO (1978)} define el periodo de crecimiento (PECRE) como el número de días durante el año en que el cultivo tiene disponibilidad de agua y temperatura favorable para su desarrollo, en el cálculo se utiliza la precipitación (P) y la ETP; el inicio del PECRE se presentará en los primeros meses del año cuando la lluvia sea igual que la mitad de la ETP, y el final del PECRE cuando nuevamente se alcance la misma condición pero después del periodo de lluvias. Al PECRE definido, se le puede restar el número de días con temperaturas mínimas o medias que no son favorables para el crecimiento de las plantas, comúnmente temperaturas medias inferiores a 6.5 °C, para así ajustar el PECRE por temperatura (^{Ortíz-Solorio, 1987}).

México es un país ubicado en la región tropical y subtropical del hemisferio norte, muy poblado, con recursos hídricos sometidos a alta demanda por los sectores agropecuario, industrial, urbano y turístico. Los efectos del cambio climático se han manifestado como una secuencia de desastres hidrometeorológicos (inundaciones o sequías) con graves consecuencias sociales, ecológicas y económicas (^{Montes-Rojas et al., 2015}). A pesar de la vulnerabilidad del país al cambio climático, los estudios que han abordado su impacto en los recursos hídricos y agrícolas son escasos, pero cada vez más frecuentes. En su mayoría, son específicos de sitios o cultivos (^{Garatuza-Payan et al., 1998}; ^{Muñoz-Arriola et al., 2009}; ^{Santillán-Gutiérrez et al., 2013}) o técnicos (^{Er-Raki et al., 2010}, ²⁰¹³; ^{Martín-Clemente et al., 2015}).Se han hecho pocos intentos para estimar la espaciación y tendencias temporales de la ET por región, y menos para todo el país, como consecuencia del cambio climático. El objetivo de esta investigación fue estudiar la distribución espacial de la ET y el PECRE en las condiciones presentes, así como en las condiciones futuras que creará el cambio climático, para contar con elementos técnicos suficientes que permitan recomendar acciones de adaptación en la producción agrícola nacional.

Materiales y Métodos

El proceso se dividió en tres etapas: primero se obtuvo la evapotranspiración potencial (ETP), después el PECRE y finalmente se aplicaron las proyecciones de cambio climático, los cuales se describen a continuación:

Áreas de influencia climática (AIC). Son áreas con comportamiento similar en variación climática y su descripción se tomó de ^{Gómez et al. (2008)}. Para su definición se requiere información mensual de la distribución espacial de la P y generar modelos de regresión para temperatura. Las AIC han mostrado ser una herramienta espacial eficaz en el estudio del clima regional (^{CONAFOR-UACH, 2013}; ^{Gómez-Díaz y Monterroso-Rivas, 20082}; ^{SEMARNAT, 2009}). ^{Gómez et al. (2011)} reportaron 594 995 poligonales o AIC para todo México a escala 1:250 000 con información del periodo 1970-2000, las que se utilizaron como base para el presente análisis de variables climáticas, así como para los escenarios de cambio climático.

Estimación de evapotranspiración de referencia (ET₀). El cálculo de ET₀ se hizo con base en la fórmula Penman-Monteith recomendada por FAO (^{Allen et al., 1998}) y que ha mostrado representar adecuadamente las condiciones del país (Ventura-Ramos, 2011³) de acuerdo con la siguiente Ecuación (1):

donde: ET ₀ es la evapotranspiración de referencia (mm día^-1); Rn es la radiación neta en la superficie del cultivo (MJ m^-2 día^-1); G es el flujo de calor del suelo (MJ m^-2 día^-1)); T es la temperatura media del aire a 2 m de altura (°C), u ₂ es la velocidad del viento a 2 m de altura (m s^-1); e _s se refiere a la presión de vapor a saturación (kPa); e _a la presión actual de vapor (kPa); e _s -e _a es el déficit de presión de vapor; Δ es la pendiente de la curva de presión de vapor (kPa °C^-1) así como γ es una constante psicrométrica (kPa °C^-1). Para todas las AIC y para la cobertura nacional se calculó la evapotranspiración potencial (ETP) mensual según fórmula 1, multiplicando ET₀ por el número de días del mes.

Periodo de crecimiento (PECRE). De acuerdo con ^{FAO (1978)}, el PECRE es el número de días en el año en que las condiciones de humedad y de temperatura son favorables para el desarrollo de los cultivos. La duración del PECRE se puede estimar mediante un balance de humedad entre la P y la evapotranspiración. El inicio del periodo de crecimiento está basado en el comienzo de la estación lluviosa y se obtiene cuando P = 0.5 ETP. Es decir, cuando la cantidad de lluvia es igual o mayor a la mitad de la ETP se satisfacen las necesidades de agua para la germinación y crecimiento de los cultivos (^{Ortíz-Solorio, 1987}). Por su parte, el fin del periodo de crecimiento será cuando se vuelve a cumplir que la lluvia es igual a la mitad de la ETP. Al considerar el total de ETP, es posible estimar el periodo húmedo (PH), que se define como el intervalo de tiempo en el cual la P es mayor a la evapotranspiración potencial (P > ETP). Cuando existe PH, no solamente se satisfacen las demandas de la ETP de los cultivos a una completa o máxima cobertura, sino también el déficit de humedad en el perfil de suelo (^{Ortíz-Solorio, 1987}). El PECRE y el PH fueron estimados para las zonas agrícolas del país, esto es, extrayendo las clases agrícolas de la cartografía de uso de suelo y vegetación de ^{INEGI (2015)} en su serie V.

Escenarios de cambio climático. Se aplicaron los escenarios de cambio climático obtenidos de ^{Fernández-Eguiarte et al. (2015)} para cinco modelos: HadGEM2-ES, GFDL_CM3, MPI-ESM-LR, CNRMCM5 y REA; tres horizontes de tiempo: cercano (2015-2039), medio (2040-2069) y lejano (2070-2099); además de dos escenarios radiativos RCP (Representative Concentration Pathway): 4.5 y 8.5 W m^-2. Los modelos y horizontes de tiempo se seleccionaron por ser ampliamente usados en México y porqué hace posible la comparación de los resultados (^{Cavazos et al., 2013}; ^{INECC-SEMARNAT, 2012}, ²⁰¹⁸; ^{INECC, 2013}; ^{SEMARNAT, 2014}). Lo anterior implicó trabajar con 28 escenarios de cambio climático en total. En cada una de las AIC con uso agrícola se reemplazaron los valores de temperatura y P por las proyecciones de cambio climático y se recalculó la ETP así como el periodo de crecimiento para obtener los escenarios de cambio climático. Todos los procesos se realizaron con el sistema de información geográfico ArcMap (^{ESRI, 2016}) lo que permitió gestionar las bases de datos y realizar todos los procesos.

Resultados y Discusión

Escenario actual de evapotranspiración potencial (ETP). La estimación de ETP para toda la superficie de México se presenta en la Figura 1a. Ésta se ubicó en el rango de 460 mm anuales, en las zonas de alta montaña del Pico de Orizaba hasta 2130 mm anuales en el norte del estado de Sinaloa; es decir, una diferencia de 1670 mm entre ambos valores extremos. En la mayoría del territorio nacional (67%) se registró un rango de 1200 a 1600 mm anuales, en 7% del territorio la ETP fue mayor a 1800 mm y en 4% menor de 1000 mm. El restante 19% de la superficie del país es posible encontrar rangos de ETP de 1000 a 1200 mm anuales, así como 1600 a 1800 mm anuales. El promedio nacional es del orden de 1280 mm de evapotranspiración con desviación estándar de 218 milímetros.

Figura 1: Evapotranspiración de referencia ETP según escenario actual (a) y escenarios de cambio climático al horizonte lejano 2069-2099 y RCP8.5: (b) MPI; (c) REA; (d) HADGEM; (e) GFDL y (f) CNRM.  

Figure 1: PET reference evapotranspiration according to current scenario (a) and far-horizon climate change scenarios 2069-2099 and RCP8.5: (b) MPI; (c) REA; (d) HADGEM; (e) GFDL and (f) CNRM.  

El uso de las AIC en un sistema de información geográfico ayudó a mejorar el trazo de la cartografía actual de ETP en México, y permitió confeccionar mapas más detallados. ^{INEGI (2004)} reportó cartografía de ETP elaborada a escala 1:1 000 000, cuyo propósito es de exploración y referencia únicamente. En la presente cartografía es posible identificar valores desde 100 mm y hasta poco más de 1400 mm de ETP anual, lo cual constituye una gran ventaja y mayor exactitud en la predicción. ^{Maderey (1990)} estimó la ET real en rangos que van de menos de 100 mm y hasta 1500 mm anuales. Ambas cartografías son de referencia nacional (^{INEGI, 2004}; ^{Maderey, 1990}) y son complementados por los presentes resultados que reportan ETP en rangos similares.

Horizonte cercano de cambio climático (2015-2039). En ambos escenarios RCP4.5 y RCP85 disminuye la superficie con ETP en menos de 1000 mm según todos los modelos de cambio climático, desde 4% actualmente hasta 0.3% ±0.06%. En contrate, la superficie con rango de ETP entre 1400 a 1600 mm anuales aumenta en promedio 5%, según todos los escenarios de 40% actualmente a 44% ±2%. La ETP en la clase mayor a 2000 mm aumenta en poco menos de 2 millones de hectáreas, al pasar de 0.28% actualmente a 1.3%±0.34%, en comparación con el mismo rango del escenario base (Figuras 2 y 4). El valor más bajo de ETP empieza en 947 mm según el modelo más drástico. Por su parte, el valor más alto es 2560 mm según el modelo más extremo.

Los resultados muestran que al considerar el cambio climático la ET tiende a aumentar, principalmente por el incremento de las temperaturas ambientales globales, ya que provocan mayor evaporación de humedad desde el suelo, a la vez la humedad relativa tiende a disminuir al incrementarse la capacidad de retención de humedad del aire, por el aumento de la temperatura y cambios menores en la humedad real. Todo ello, por consiguiente, incrementa la demanda evapotranspirativa. Los rangos menores a 1000 mm anuales son los que mostrarán mayores cambios, debido a mayor exposición a temperaturas más altas con respecto a las actuales. El efecto del aumento de la temperatura deberá estudiarse por época del año, ya que cada estación genera cambios que deben contextualizarse según los sistemas de producción locales. Por ejemplo, en un ejercicio regional, ^{Liu et al. (2013)} estudiaron las tendencias en ET sobre las cuencas de drenaje del Golfo de México a largo plazo (1901-2008); esa es una zona que ha experimentado, durante ese período, cambios significativos del uso de la tierra hacia una agricultura comercial y aumento sustancial de la temperatura, en casi 1 °C. Los resultados de la simulación en esa área de estudio, indicaron una disminución estadísticamente significativa de ET durante la temporada de invierno, que fue causada casi por igual por la tendencia de calentamiento y el cambio de uso de la tierra.

Horizonte medio de cambio climático (2040-2069). En este horizonte, el área con ETP menores a 1000 mm de ETP anuales también tiende a disminuir, ya que pasa de 4 a 0% ±0.01%. El rango 1400 a 1600 mm disminuye de 40 a 35% ±5.6% y el rango mayor a 2000mm aumenta considerablemente con cambio de 0.28% actualmente hasta 3.1% ±1.2%. Aunque solamente el modelo MPI sugiere un menor aumento, hasta 1.62% de la superficie nacional (Figuras 2 y 4). El comportamiento de los escenarios es consistente con lo encontrado para el de corto plazo, esto es, aumento en la necesidad evapotranspirativa en todo el país. Conviene resaltar que la superficie con clases de ETP que actualmente son menores a 1600 mm aumenta considerablemente a clases con valores superiores. En el horizonte medio de cambio climático fue posible identificar los efectos combinados de cambio en temperatura y de P sobre la ETP. El aumento en temperatura resultó ser consistente en todo el país, mientras que para la P se observa aumento o disminución según zona o región. En algunos casos se espera que llueva muy cerca de lo observado actualmente, pero concentrado en menor tiempo. Así, serán más días los que falte humedad, pero con excesos concentrados en otros días, incluso del mismo mes (^{Harmsen et al., 2009}). La ETP refleja esta combinación particularmente en regiones áridas donde se podrán tener repercusiones sobre la cantidad de agua para riego que cubra la mayor demanda hídrica de la producción agrícola (^{Seager et al., 2007}).

Horizonte lejano de cambio climático (2069-2099). Los cambios en este horizonte de tiempo son más intensos y drásticos (Figura 1b, c, d, e y f ). La ETP anual en el rango de menos de 1000 mm se observa que desaparece en todos los escenarios y modelos. En el rango 1400 a 1600 mm se ubica 33.7% (9.4% de la superficie nacional (de 40% actual). El rango de más de 2000 mm aumenta considerablemente en relación al escenario base (Figura 2), al cambiar de 0.28% actualmente hasta 17.55% v± 5.9% de la superficie nacional. Los resultados son consistentes con lo reportado por el IPCC recientemente (^{IPCC, 2014a}), donde se confirma el calentamiento inequívoco del sistema climático mundial que se ha producido desde finales del siglo XIX. Un planeta más cálido se traducirá en mayores demandas de humedad por el suelo y cultivos. El reporte también predice que de continuar las emisiones humanas de gases de efecto invernadero con la actual tendencia provocará un mayor calentamiento global que probablemente superará 1.5 a 2 °C a finales del siglo XXI. El reporte indica que los incrementos estimados para México son mayores en la parte más continental del territorio que corresponde a la mesa del norte. Dado que la ETP no es sólo una función de la temperatura, sino también de la humedad relativa, la radiación solar y la velocidad del viento; el cambio en cualquiera de estos factores (aislado o integrado) en el horizonte lejano debe considerarse para conocer la influencia del aumento de la temperatura en el potencial de ETP. Como ya se indicó anteriormente, se estima una disminución de la humedad relativa y con ello se potencia el incremento de la ETP (^{McAfee, 2013}; ^{McKenney y Rosenberg, 1993}).

Figura 2 Superficie nacional ocupada (%) y rango de ETP (mm) actual y con cambio climático.  

Figure 2: National occupied area (%) and range of ETP (mm) current and climate change scenarios. 

Período húmedo y período de crecimiento (PECRE). El PECRE se estimó para todo el país (Figura 3) y para las zonas con superficie agrícola de México, es decir, para poco más de 32.5 millones de hectáreas. En el Cuadro 1 se presentan los resultados de la superficie correspondiente a cada periodo en el escenario base, para el horizonte lejano (2069-2099) y para RCP8.5, esto es, un aumento cercano a 4.4 °C hacia el 2100. Para mejor referencia en producción agrícola se muestra la superficie proyectada y porcentaje de cambio, en períodos de 90 días para PECRE y periodo húmedo. Así, el periodo de crecimiento que abarca prácticamente todo el año (> 275 días) está presente en 9.1% de la superficie agrícola nacional.

Figura 3: Duración del periodo de crecimiento (días) de acuerdo con condiciones actuales o base.  

Figure 3: Length of growing period (days) according to current conditions or base year.  

Los PECRE según escenarios del horizonte lejano de cambio climático aumentan en el rango menor a 180 días como consecuencia de disminuir los mayores a 181 días. El periodo de crecimiento menor a 180 días ocupa poco más de 42% de la superficie nacional y se espera que aumente otro 30%. En el caso del PH también se observa consistencia, las zonas del país que presentan menos de 90 días tienden a aumentar de 13 a 31%, en tanto que disminuye según todos los escenarios de cambio climático y en lugares con más de 91 días (14 a 31%). Los resultados también muestran algunas regiones del país que no presentan PECRE; sin embargo, se realiza actividad agrícola bajo condiciones de riego y humedad agregada.

La región sureste proyecta cambios que serán drásticos con relación a lo actual, la duración del PH podrá disminuir, ya que las fechas de inicio y final se estrechan según todos los modelos. Algunas zonas del sur o sureste del país que actualmente muestran un PECRE mayor a 200 días del año, realizan actividades con cultivos perennes como caña de azúcar, café, aguacate y otros frutales de importancia económica. Si bien en estas regiones los requerimientos hídricos de los cultivos son cubiertos, el riesgo será problemas de exceso de humedad, que pueden afectar negativamente a los cultivos y su producción. Sin embargo, en el noreste del país se observan cambios drásticos particularmente por el adelanto del final del PECRE, que es en promedio 30 días con relación a las condiciones actuales; es decir, el PECRE se acorta en breve. La región occidente del país muestra que la distribución del PECRE y PH será de menor tiempo para el desarrollo de cultivos de ciclo largo e incluso podría llegar a imposibilitar su cultivo en algunas áreas.

Las diferencias en el comportamiento de PECRE y ETP en las diversas regiones del país se explican por los factores climáticos que las determinan. La incidencia de radiación ha mostrado que puede ser motor de la variabilidad en la estimación de la ETP en el país, como lo han señalado ^{Huo et al. (2013)}. El cambio en la temperatura ambiental propicia cambios (^{McAfee, 2013}). Además de la temperatura, se ha encontrado que el cambio en la ETP es sensible a los cambios en humedad relativa del ambiente (^{Reddy, 1995}; ^{McKenney y Rosenberg, 1993}). Incluso, en lugares con evidencia de degradación de tierras y climas semiáridos, donde la disminución en la humedad relativa propicia aumento en la ETP casi igual al alza de temperatura (^{Li et al., 2012}). La velocidad del viento, que en el país cambia a lo largo del año, es un factor que define la ETP. En algunas regiones áridas de China se ha descrito que al disminuir la velocidad del viento disminuye significativamente la ETP (^{Nam et al., 2015}); por consiguiente al aumentar su velocidad aumenta la ETP. El cambio en la ETP puede deberse a las diferencias entre las temperaturas máximas y mínimas diarias (oscilación térmica). El aumento en temperaturas mínimas acorta la oscilación y en consecuencia eleva la evaporación del suelo (^{IPCC, 2014c}). De esta forma, la importancia de las variables meteorológicas que definen las tendencias de la ETP y PECRE en el país varía tanto temporal como espacialmente (Figura 4).

Figura 4: Evapotranspiración de referencia ETP según escenario (a) actual y de cambio climático RCP4.5 horizonte lejano 2069-2099: (b) MPI; (c) REA; (d) HADGEM; (e) GFDL y (f) CNRM.  

Figure 1: PET reference evapotranspiration according to a) current scenario and climate change scenarios RCP4.5 far horizon 2069-2099: (b) MPI; (c) REA; (d) HADGEM; (e) GFDL and (f) CNRM. 

Otros resultados relevantes son las fechas de inicio y fin del PECRE y PH. Las primeras son importantes dado que son usadas como indicador para empezar la actividad agrícola. También, son usadas como indicador de impacto del cambio climático. En el Anexo 1 se muestran los resultados para cada entidad del país.

Inicio de periodo de crecimiento (PECRE). Aquellas entidades que muestran comportamiento muy similar a su situación actual son 11: Baja California, Baja California Sur, Coahuila y San Luís Potosí en el norte del país; Hidalgo, Puebla, Tlaxcala, Estado de México y Morelos en el centro, así como Guerrero y Oaxaca en el sur. Sólo para las áreas agrícolas del sur de la Ciudad de México se encontró que sería posible adelantar el inicio del PECRE en una semana. Los estados que podrán experimentar impacto por el retraso del inicio del PECRE en una a dos semanas son 16: Chihuahua, Durango, Sinaloa, Tamaulipas y Zacatecas en el norte; Jalisco, Michoacán, Nayarit, Aguascalientes, Guanajuato y Querétaro en el occidente, mientras que en el sureste toda la península de Yucatán, Chiapas y Tabasco. Las entidades donde las proyecciones indican más de dos semanas en el retraso del inicio del PECRE son Nuevo León y Colima.

Final de periodo de crecimiento (PECRE). Los resultados del Anexo 1 muestran que al considerar el escenario de cambio climático hay cinco entidades que no muestran cambio en el final del PECRE: Baja California Sur, Sonora, Coahuila, Michoacán y San Luís Potosí. Los estados que muestran consistencia en que se adelantará de una a dos semanas el final del PECRE de acuerdo al escenario de cambio climático son 13: Baja California, Nuevo León, Tamaulipas, Jalisco, Hidalgo, Tlaxcala, Aguascalientes, Guanajuato, Querétaro, Zacatecas, Ciudad de México, Chiapas y Guerrero. Por su parte, los escenarios que proyectan más de dos semanas de anticipación en el final del PECRE son también para 13 estados: Chihuahua, Durango, Sinaloa, Colima, Nayarit, Puebla, Veracruz, México, Morelos, Campeche, Quintana Roo, Yucatán y Oaxaca.

El efecto combinado de inicio tardío y finalización anticipada (hasta dos semanas en ambos) se proyecta para algunas regiones de siete entidades: Tamaulipas, Zacatecas, Jalisco, Aguascalientes, Guanajuato, Querétaro y Chiapas. Por su parte, el efecto combinado de cambio en más de dos semanas tanto en inicio como final estaría presente en una sola entidad, Colima. Este será el estado que podrá experimentar mayor impacto al reducir drásticamente su PECRE. Sin cambio en ambas fechas, se encontrarían tres entidades: Baja California Sur, Coahuila y San Luís Potosí. Los otros estados experimentarían cambio significativo solo en inicio o solo en final del PECRE.

Los resultados son semejantes a los encontrados en otros estudios. Por ejemplo, ^{Zarazúa-Villaseñor et al. (2011)} reportaron que la temperatura en las áreas agrícolas de México se ha incrementado desde la década de 1990, lo que aunado a la disminución de la P en las zonas de cultivo, provocan reducción en los períodos de crecimiento^{. Hatfield et al. (2011)} y ^{Ojeda-Bustamante et al. (2011)} también reportaron incrementos en la ETP, balance hídrico menos favorable, así como períodos de crecimiento más cortos en zonas tropicales y subtropicales del país. Para el noroeste del país, ^{Lobell et al. (2005)} aplicaron el mismo concepto de PECRE entre otros métodos para evaluar el impacto del cambio climático en la producción de trigo y observaron una disminución del PECRE por el aumento de las temperaturas nocturnas.

Por lo general, se considera que el aumento de las temperaturas conducirá a mayor demanda evaporativa (^{Reddy, 2015}). Sin embargo, una atmósfera más cálida en conjunto con otros cambios en variables climáticas requiere mayor esfuerzo local para comprender su magnitud e implicaciones sobre la producción agrícola. Estimar la ETP futura representa un desafío adicional a la estimación de información meteorológica actual. Los factores básicos para operar la ecuación que ha mostrado mejor desempeño en el país, esto es la ecuación de Penman-Monteith, deberán considerarse en las simulaciones de los Modelos de Circulación General de la Atmósfera. También, es posible explorar métodos certeros de reducción de escala para las salidas de esos modelos, como aquellos métodos estadísticos de reducción de escala (SDSM) acompañados de calibraciones y regresiones con mediciones in situ y con variables atmosféricas cuantificadas.

Por último, se requieren esfuerzos locales y detallados que permitan establecer medidas de adaptación al cambio climático en la producción agrícola. Los cambios de la ETP y PECRE, aquí mostrados, pueden ser detonantes de otras condiciones que afectan a los cultivos como sequías, ondas de calor e incidencia de plagas o enfermedades. Tradicionalmente se ha sugerido para ese efecto, el cambio en las fechas de siembra regularmente de retraso, pero se requieren más estudios para orientarla según cultivo y región en el país. Otra adaptación que se recomienda frecuentemente como medida de adaptación, es el uso de variedades tolerantes o resistentes (^{Hellin et al., 2014}) pero poco se sabe sobre el comportamiento futuro de la variable que se desea atender.

Conclusiones

Se estimó la distribución espacial de cuatro variables clave para la producción agrícola en el país: la evapotranspiración potencial (ETP), la duración del periodo de crecimiento (PECRE), así como las fechas de inicio y final de este último. Las ventajas mostradas en este estudio son: 1) actualiza la cartografía y su resolución espacial detallada, 2) aplica escenarios de cambio climático que muestran el impacto que se observará sobre las variables en el país, y 3) tiene utilidad para iniciar con la planeación futura del uso agrícola del agua. Los modelos de cambio climático analizados sugieren modificaciones considerables de la principal época de producción de cultivos, esto es, los meses de verano que son importantes en el país. Las consecuencias de lo estudiado sugieren la necesidad de intensificar los esfuerzos y la investigación para reducir a nivel local el impacto de los cambios, así como garantizar los mismos rendimientos que se observan actualmente en las regiones y municipios del país.

Declaración de Ética

No aplica.

Consentimiento para Publicación

No aplica.

Disponibilidad de Datos

Los conjuntos de datos utilizados y analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

Conflicto de Intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.

Fondos

No se declaran para la investigación reportada.

Contribución de los Autores

A.I.M.R. y J.D.G.D. por igual conceptualizaron el manuscrito, diseñaron la metodología, prepararon el borrador original y revisaron la edición final.