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Introducción
El clima es tal vez el factor que más influye en la selección de las áreas más propicias para el establecimiento de los viñedos y el tipo de vino que se obtendrá (White et al, 2006; Gladstones, 2011; Anderson et al, 2012). Entre las variables climáticas, la temperatura en forma de índices sencillos o complejos, es la que más comúnmente ha sido utilizada para comparar y clasificar las diferentes regiones vitícolas (Tonietto y Carbonneau, 2004; Jones et al, 2010). Las temperaturas medias durante el ciclo de crecimiento del cultivo de la vid, consideradas como las más adecuadas para la producción de uvas con fines de elaboración de vinos de alta calidad, fluctúan entre 20 y 22 °C (Gladstones, 2002; Jones et al, 2010). Sin embargo, se prevé que debido al aumento en las temperaturas causado por la emisión antropogénica de gases de invernadero (IPCC, 2007), el patrón de ubicación geográfica de regiones vitícolas con esas características se vea modificado, lo que ha traído consigo la realización de estudios para visualizar el futuro potencial de esas áreas y las posibles alternativas de mitigación al cambio climático (White et al, 2006; Jones et al, 2010; Diffenbaugh et al, 2011).
Baja California posee la única porción en México con clima tipo mediterráneo, cuyas características principales son lluvias en invierno y veranos secos y cálidos (Davis et al., 1996). En esta región ubicada en el Noroeste del estado, se producen los vinos de mayor calidad en México. Se estima que 90% de los vinos mexicanos se obtienen de frutos producidos en alrededor de 3 000 ha de viñedos establecidos en los valles agrícolas de Guadalupe, San Vicente, Santo Tomás, Ojos Negros, Las Palmas y Ejido Uruapan (Sepúlveda, 2009). La calidad de los vinos regionales puede ser atribuida en buena proporción, a la temperatura media ambiente de 19.8 °C que se presenta en el período de abril a octubre (ciclo de crecimiento de la vid Vitis vinifera L.), y a la temperatura media de 20.4 °C del mes de septiembre (Ruíz et al, 2006), época de maduración de los frutos.
En la literatura estos valores son considerados favorables para la formación de pigmentos en uvas tintas, lo que mejora la calidad de la cosecha (Jackson et al, 1978; Gladstones, 2002). Otro factor climático importante en la región es la mínima presencia de lluvias durante la maduración del fruto, lo que reduce la posibilidad de rajaduras del fruto y pudriciones del racimo causadas por hongos como Botrytis, cuyo daño demerita la calidad de los frutos (Bettiga et al., 2013). Las temperaturas favorables ya mencionadas, pueden verse modificadas por los previsibles efectos del cambio climático tal como ha sido documentado en otras regiones vitícolas del mundo (Nemani et al, 2001; Jones, 2005; Soar et al, 2008; Tomasi et al, 2011).
Lo anterior cambiaría el potencial vitícola de los valles donde actualmente se desarrolla la industria vitivinícola, lo que a su vez tendría un impacto importante sobre la situación socioeconómica de la población que depende de esta actividad agroindustrial. Para diseñar e implementar medidas de adaptación al cambio climático, es necesario generar primero información sobre los posibles escenarios que se pudieran presentar en la región, como resultado de los impactos de este fenómeno. El objetivo del presente trabajo fue estimar los efectos del cambio climático sobre el potencial vitícola del estado de Baja California, incluyendo sus regiones vitivinícolas actuales.
Materiales y métodos
Si bien las áreas vitivinícolas de Baja California se ubican en la porción Noroeste del Estado, correspondiente a la región con clima tipo-mediterráneo (31° 10' y 32° 35' latitud norte y los 116° 15' y 117° 5' de longitud oeste), se consideró importante analizar todo el territorio, con el fin de explorar la posibilidad de ubicar nuevas áreas potenciales.
Para la caracterización climática se trabajó con los datos diarios de 55 estaciones climatológicas convencionales manejadas por la gerencia estatal de la CONAGUA en B C, las cuales se encuentran distribuidas a lo largo y ancho del estado. El número de años con datos de cada estación fue variable. Sin embargo, en la mayor parte de ellas se cuenta con información de más de 25 años. Los datos colectados de cada estación fueron: temperaturas máximas y mínimas, mismos que fueron depurados y normalizados por medio de métodos estadísticos en el INIFAP para crear una base de datos confiables. El siguiente paso fue calcular las estadísticas climatológicas básicas para cada una de las estaciones consideradas en el estudio.
Índices climáticos
Para la caracterización y definición del potencial vitícola de Baja California, se utilizaron cuatro índices de temperatura los cuales se describen a continuación.
Grados días de desarrollo (GDD): es un índice de la acumulación de calor, comúnmente utilizado para definir la aptitud de una región para el cultivo de la vid (Diffenbaugh et al, 2011; Hall y Jones, 2014). Se basa en la observación de que las plantas de vid inician su crecimiento activo en la primavera cuando la temperatura media del aire alcanza por cinco días consecutivos los 10 °C (Amerine and Winkler, 1944).
De acuerdo con este método los GDD se calculan como se muestra a continuación:
Donde: Tm= temperatura media diaria (°C).
En el presente estudio, los GDD fueron calculados a partir de una imagen de temperatura media del período abril-octubre, época en que ocurre el ciclo de crecimiento de la vid en la Costa de Ensenada. Una vez calculados los GDD para las diferentes regiones del estado, se procedió a su clasificación tomando como base el sistema de regiones vitícolas propuesto por Amerine and Winkler (1944) , el cual considera cinco clases de condiciones vitícolas basadas en el estilo y calidad de vinos que pueden ser producidos en un clima dado. En la región climática I (< 1 370 GDD) las variedades de maduración temprana alcanzan alta calidad. En región II (1 371-1 650 GDD) la mayoría de las variedades tempranas e intermedias producen vinos de buena calidad, con cuerpo de ligero a medio y buen balance. La región III (1 651-1 930 GDD) posee un clima adecuado para alta producción de vinos de estándar a buenos de cuerpo-completo seco, a vinos de mesa dulces. La región IV (1931-2205 GDD) es favorable para altos rendimientos y vinos dulces, y generalmente es inferior para vinos de mesa. Región V (> 2 205 GDD) produce generalmente vino de mesa de relleno o vinos fortificados, o es mejor para variedades de uva de mesa o uva pasa.
Período libre de heladas (PLH): para el cálculo del período libre de heladas, el cual nos da los días o meses disponibles para la estación de crecimiento de la vid, se utilizó el método propuesto por Snyder et al. (2005) . Los cálculos se hicieron considerando una probabilidad de heladas de 90%. La temperatura mínima usada como valor crítico en los cálculos fue de 0 °C, ya que a esta temperatura se presentan daños a los brotes de las plantas en la primavera.
Para obtener la imagen de PLH se utilizó el siguiente modelo:
Donde: PLH= Período libre de heladas (días); Tioa= temperatura mínima media del período octubre-abril (°C).
Los datos de PLH fueron agrupados en las siguientes categorías:A) < 135 días; B) 136-155 días; C) 156-175 días; D) 176-195 días y E) > 195 días libres de heladas.
Horas frío (HF): Los árboles frutales caducifolios como la vid, requieren de un periodo de reposo en el invierno donde las bajas temperaturas influyen sobre los porcentajes de brotación en la primavera (Kliwer y Soleimani, 1972; Botelho et al, 2007). Debido a que no se cuenta con datos
colectados cada hora, sino una vez en el día, las horas frío fueron calculadas con las temperaturas mínimas promedio diarias registradas en cada estación en el período comprendido de noviembre a febrero, de acuerdo con el método de Da Mota (1983), citado por Ortíz (1987) en el cual se utiliza la siguiente ecuación:
Donde: HF= horas frío acumuladas en el período invernal; Tm= temperatura media de los meses de noviembre a febrero.
Para obtener el total de HF acumuladas en el año se sumaron los subtotales de HF obtenidos para cada uno de los cuatro meses. Las HF fueron clasificadas en cuatro clases: 1) < 50 HF; 2) 51-150 HF; 3) 1 51-250 HF y 4) > 250 HF.
Temperatura máxima media del período abril-octubre (TMM). Para el análisis de áreas potenciales para el cultivo de la vid, se consideró como un parámetro de importancia los valores de temperatura máxima del período abril-octubre. Se definió que regiones con temperaturas superiores a 32 °C no eran aptas para el cultivo de la vid, basado en reportes que señalan que el límite de temperatura máxima para los procesos metabólicos de la vid se ubica entre 30 y 32 °C (Coombe, 1987; Gladstones, 2002).
A partir de matrices de los parámetros climáticos formadas de la base de datos diarios, se generaron imágenes temáticas correspondientes a cada parámetro. Las imágenes se generaron en formato raster por medio de procesos de interpolación geográfica y mediante el sistema IDRISIAndes (Eastman, 2006). Los métodos incluyeron la aplicación de un modelo lati-alto-térmico para la temperatura (Medina et al, 1998). De esta forma se obtuvieron imágenes temáticas de temperatura máxima y temperatura mínima mensuales, a partir de las cuales se obtuvieron algunas otras variables estacionales o anuales, mediante procesos de álgebra de mapas en el sistema IDRISI.
Identificación de las regiones climáticas vitícolas de Baja California
Como primer paso para llegar a la identificación de las regiones climáticas vitícolas de Baja California, se utilizó un procedimiento de regionalización agroecológica cualitativa binaria, esto es de dos estratos:
Los parámetros y estratos considerados se describen en el Cuadro 1.
Cuadro 1 Variables y criterios utilizados para determinar regiones climáticas vitícolas en Baja California.
En base a lo presentado en el cuadro anterior, se excluyeron las áreas con menos de 1 307 GDD y aquellas con más de 2 205. Esto porque el primer valor indica que el calor que se acumula en el período abril-octubre es insuficiente para lograr frutos con suficiente azúcar pero si con alta acidez; mientras que el segundo muestra que la región acumula tanto calor que los frutos pueden llegar a tener altos contenidos de azúcar, pero poca acidez, lo que los hace poco favorables para la elaboración de vinos de mesa con buena calidad. Del parámetro PLH se excluyeron las regiones con menos de 135 días libres de heladas, debido a que este es un período muy corto para permitir el crecimiento de cualquier cultivar de vid; en otras palabras el riesgo de daños por heladas en las plantas en esas regiones es muy alto.
En HF fueron excluidas regiones con menos de 150 horas frío, ya que los cultivares de vid requieren acumular en el invierno al menos esa cantidad de frío. En el parámetro de temperaturas máximas fueron eliminadas las regiones con valores mayores a 32 °C, por ser ésta la temperatura límite para una adecuada actividad fotosintética de la vid, además de los riesgos de daños que pueden sufrir los frutos en las etapas de envero a maduración. Finalmente, se eliminaron las áreas ocupadas por centros urbanos y cuerpos de agua.
Una vez excluidas las áreas con parámetros climáticos no aptos para la vid, se procedió a realizar una estratificación de ambientes con base en la combinación de PLH y GDD. Los estratos considerados para estos dos parámetros se describen en el Cuadro 2.
El procedimiento se llevó a cabo en el sistema Idrisi Andes mediante el módulo de álgebra de mapas, ejecutando un análisis multi-criterio que implicó procesos de reclasificación de imágenes de parámetros y la sobreposición de las imágenes reclasificadas. Una vez delimitadas las regiones climáticas, se procedió a estimar las superficies ocupadas por cada una de ellas mediante el comandoAREA del sistema IDRISI Andes. Los mapas se generaron con un nivel de detalle de 180 x 180 m (3.24 ha), y se utilizó un mapa de elevación digital con resolución de 90 x 90 m (0.81 ha). Finalmente, los mapas se editaron con proyección cónica de Lambert a través del sistema ArcGis.
Cambio climático y el potencial vitícola de Baja California
Para simular los efectos del cambio climático sobre el potencial vitícola de las regiones identificadas, se utilizó el sistema de información de cambio climático (SICC) del INIFAP (Ruiz et al, 2010); el cual está basado en la utilización de un modelo ensamble y proporciona valores climáticos ponderados con 10 modelos de circulación general (mpi_echam5, miub_echo_g, csiro_mk3_0, csiro_ mk3_5, cccma_cgcm3_1, giss_model_e_r, ncar_ccsm3_0, miroc3_2_hires, mri_cgcm2_3_2a, ukmo_hadcm3). Con el sistema mencionado se estimaron los GDD, PLH, HF y las regiones climáticas vitícolas para las décadas 2011-2020, 2031-2040 y 2051-2060, considerando el escenario de emisiones de gases efecto invernadero A2 (IPCC, 2007). El manejo de esta información se realizó a través del sistema Idrisi Andes con imágenes en formato raster.
Resultados y discusión
Índices climáticos
GDD. En la Figura 1 se muestran los GDD acumulados del día primero de abril al 30 de octubre, calculados en base al método deAmerine and Winkler (1944) . Se observa que en la situación presente (período 1961-2010) en el estado se pueden encontrar las cinco regiones vitícolas descritas por estos autores. Como era de esperarse, las regiones donde menos GDD se acumulan se localizan en las partes más altas del estado, como es el caso de las Sierras de San Pedro Mártir ubicada al oeste de San Felipe y Juárez al este de Ojos Negros, donde las temperaturas son más bajas. En esos lugares la altitud sobre el nivel medio del mar sobrepasa los 1 000 m. En contraste las regiones desérticas ubicadas a mucha menor altitud y al este del estado, tienen una gran acumulación de GDD (> 2 205 °C).
Figura 1 GDD (°C) acumulados en el período de abril a octubre en las condiciones actuales, y tres escenarios futuros en Baja California.
El análisis de los mapas elaborados permite vislumbrar el impacto que el cambio climático puede tener sobre los GDD en las diferentes regiones del estado. Se observa que a través de los tres escenarios futuros, los GDD aumentarán en todo el estado, con el resultado de que para 2051-2060, solo las regiones de mayor altitud y algunas áreas costeras del Oeste del estado, acumularán valores de GDD menores a los 2205, el límite máximo sugerido para obtener frutos de buena calidad para la elaboración de vinos (Winkler et al., 1972; Gladstones, 2005). De acuerdo a lo expuesto, los valles vitícolas donde actualmente se producen vinos de calidad como Guadalupe, Santo Tomás, San Vicente y Ojos Negros, quedarán después del año 2051 ubicados de acuerdo a la clasificación de Amerine and Winkler (1944) , en la región vitícola V, esto es, donde las condiciones climáticas no serían favorables para obtener vinos de calidad.
PLH. El mapa de PLH (Figura 2) muestra la clasificación de las cinco regiones de B C, como era de esperarse las regiones con mayores altitudes sobre el nivel del mar, ubicadas en o cercanas a las sierras de San Pedro Mártir y Juárez indicadas por el color blanco, tienen un PLH menor a 135 días, lo que limita su viabilidad para el cultivo de la vid. Por el contrario las regiones donde se ubican los valles vitícolas, como Guadalupe, Santo Tomás y San Vicente tienen PLH mayores a 195 días, lo que permite el cultivo de la vid con riesgos mínimos de daños por heladas.
Figura 2 PLH de noviembre a febrero en las condiciones actuales, y en tres escenarios futuros en Baja California.
HF. Los datos obtenidos permiten concluir que en las condiciones actuales y en los tres escenarios futuros, las principales áreas vitivinícolas del estado tendrán una acumulación de HF superior a las 250 (Figura 3). Dado que la mayoría de las variedades de vid para vino requieren menos de 250 HF para lograr una buena brotación en la primavera (Weaver and Iwasali, 1977; Botelho et al., 2007), se puede concluir que de manera general este factor no debe ser una limitante para el cultivo de la vid en B C.
Figura 3 HF acumuladas en el período de noviembre a febrero en las condiciones actuales, y en tres futuros escenarios en B. C.
TMM. En el escenario 1961-2010, se observa que las TMM en el periodo de abril a octubre, las regiones con valores superiores a 32 °C, e identificadas en la Figura 4 con color verde intenso, se localizan en la franja desértica-costera del este del estado, e incluyen en el norte al Valle de Mexicali, y en el Sur el límite de estado. Debido a sus altas temperaturas, toda esa porción queda descartada en el presente trabajo como área con potencial para el cultivo de la vid para vino. Como se aprecia en los tres escenarios siguientes, las áreas con TMM superiores a los 32 °C, aumentan con el paso del tiempo, lo que implica una reducción importante de las áreas con potencial para el cultivo de la vid para vino en B. C. De acuerdo con el escenario 2051-2060, el área comprendida entre la costa noroeste del estado y las sierras con alturas superiores a los 1 000 m (señaladas con el color azul claro), serían las que conservarían el potencial para la actividad vitivinícola.
Cambio climático y potencial vitícola
La interacción entre las variables climáticas y bioclimáticas, permitió identificar 20 regiones climáticas vitícolas en B C, las cuales se muestran en la Figura 5. En el escenario 1961-2010, las regiones productoras de los mejores vinos de México como el Valle de Guadalupe (Francisco Zarco), Santo Tomás, y San Vicente, se encuentran ubicadas dentro de las regiones vitícolas III y IV de Amerine and Winkler (1944) con una acumulación de GDD de entre 1 1651 y 1 930, y con un periodo libre de heladas de más de 195 días, lo que permite desarrollar cultivares de vid tanto de ciclo corto como largo. También la porción Oeste del Valle de Ojos Negros, se ubica dentro de esta clasificación, mientras que la parte Este queda clasificada en la región II con menos de 155 días libres de heladas. Lo cual significa que solo cultivares de ciclo corto a intermedio podrían ser establecidos en esa parte.
En el escenario 2011-2020, estas regiones conservarían las características ya mencionadas, con excepción de la porción Este de San Vicente que pasaría a la región vitícola V, esto es ya no sería apta para producir vinos de mesa de calidad. En el siguiente escenario (2031-2040), los Valles de Guadalupe, Santo Tomás y San Vicente Premium, quedarían clasificados en la V región vitícola con un PLH superior a los 195, lo anterior como consecuencia del aumento en la temperatura. El valle de Ojos Negros seguiría conservando la clasificación IV, con excepción de la parte norte que tomaría la clasificación V.
Finalmente en el último escenario considerado (2051-2060), los cuatro valles ya mencionados quedarían clasificados en la región V con un PLH superior a los 195 días. De acuerdo con estas últimas predicciones, dentro de 37 años las actuales regiones vitícolas de Baja California donde se producen los mej ores vinos de México, dej arían de serlo para convertirse en áreas no aptas para vinos de mesa de calidad. Su aptitud sería entonces para producir frutos para elaborar vinos de mesa de relleno o vinos fortificados, así como para variedades de uva de mesa o uva pasa. Lo anterior podría cambiar si se encuentran nuevos cultivares o clones que se adapten a las condiciones de mayores temperaturas, se apliquen nuevas prácticas de manejo de las plantas, se modifique el diseño de los viñedos, o se realicen ajustes en los procesos de vinificación como ha sido sugerido por algunos autores (Jones et al., 2005; Holland and Smit, 2010; Duchené et al, 2014; Viguié et al., 2014).
Por otra parte, el análisis de los mapas permite identificar las áreas que bajo los efectos del cambio climático podrían convertirse en las nuevas regiones productoras de vinos de calidad en el estado de B C, Las imágenes muestran que en el largo plazo (2051-2060), las regiones aledañas a las sierras de Juárez y San Pedro Mártir, así como partes de los Valles de Ojos Negros y la Trinidad tendrían condiciones adecuadas para el cultivo de la vid cuyo propósito fuera la elaboración de vinos de mesa. Esta misma condición sería para la franja costera que va desde el sur de la Ciudad de Ensenada hasta San Vicente.
Conclusiones
Los escenarios obtenidos permiten prever que a futuro (2051-2060), en las regiones vitivinícolas actualmente en producción de Baja California, existirá un aumento en la acumulación de los grados días de desarrollo y las temperaturas máximas medias (> 32 °C), mientras que la acumulación de horas frío y el período libre de heladas se mantendrán sin cambios. Debido a lo anterior, estas regiones dejarán de tener las temperaturas adecuadas para producir vinos de alta calidad, a menos que se encuentren nuevos cultivares o clones que se adapten a las condiciones de mayores temperaturas, se apliquen nuevas prácticas de manejo de las plantas, se modifique el diseño de los viñedos, o se realicen ajustes en los procesos de vinificación.
En contraste, debido a un aumento del período libre de heladas, las regiones aledañas a las sierras de Juárez y San Pedro Mártir, así como partes de los Valles de Ojos Negros y la Trinidad tendrían condiciones adecuadas para el cultivo de la vid con propósito de elaboración de vinos de mesa.
Por último se encontró que la región de la franja costera que va desde el sur de la Ciudad de Ensenada hasta San Vicente, mantendrá sin cambios significativos sus características de temperaturas propicias para el cultivo de la vid
