Cambio climático en la zona aguacatera de Michoacán: análisis de precipitación y temperatura a largo plazo*

Climatic change in the avocado-producing area of Michoacán: long-term precipitation and temperature analysis

Luis Mario Tapia Vargas^1§, Antonio Larios Guzmán¹, Ignacio Vidales Fernández¹, Martha Elena Pedraza Santos² y Víctor Luis Barradas³

² Facultad de Agrobiología. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Paseo Lázaro Cárdenas esq. Berlín. Uruapan, Michoacán. C. P. 60170. (marelpesa@yahoo.com.mx).

³ Instituto de Ecología, UNAM. Circuito exterior, Ciudad Universitaria, D. F., México. C. P. 04510. (vbarrada@ecologia.unam.mx).

* Recibido: febrero de 2011
Aceptado: julio de 2011

Resumen

Actualmente en la zona aguacatera de Michoacán, se percibe un incremento de temperatura y temporales de lluvia erráticos. El objetivo de este trabajo fue evaluar las condiciones de precipitación y temperatura, a partir de una línea base de 1963 a 1972 y compararlas con la situación actual de 2001-2010. Se utilizaron datos de temperatura (mínima y máxima) y precipitación, de la serie 01-01 -1963 al 31-12-2010, de la estación climática Barranca del Cupatitzio del Campo Experimental Uruapan del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). La línea base 01-01-1963--31-12-1972 se comparó con el periodo 01-01-2001--31-12-2010. Los cambios de temperatura se evaluaron mediante modelos de regresión y sus respectivos análisis de covarianza. La precipitación de mayo-noviembre se evaluó mediante Xi² para los promedios de la sumatoria mensual de: 1) máximo número de días consecutivos con precipitación y su lámina (R_MAX); 2) máximo número de días secos sucesivos y total de días sin lluvia (M_SEC); 3) número y lámina de días con precipitación (R_MED); y 4) días y lámina con intervalos de precipitación 0-10, 20-30 y >30 mm (R_INT). Los resultados indicaron no hubo significancia para temperaturas máximas y mínimas con 24.1 y 9.3 °C (1963-1972) versus 24.4 y 9.8 °C (2001-2010) (t_(18,05)< 2.9). R_MAX no fue significativa (X_ic²= 0.04< X_it²_(1,05)= 3.85), al igual que M_SEC R_MED fue significativo (Xi_c²_{(1, 05)}= 4.2*) con 105 días efectivos y 1 513 mm para 1963-1972 contra 96 y 1858 mm de 2001-2010. R_INT fue altamente significativo (Xi_c²_{(2, 01)}⁼ 95.4**) con 1 003.2 mm de lluvia >30 mm en 2001-2010 contra 573 mm en 1963-1972. Se concluye que la presencia del cambio climático es evidente en la región de estudio, aun cuando no se manifieste en todos los parámetros climáticos.

Palabras clave: cambio climático, deforestación, escurrimiento, lluvia torrencial.

Abstract

Currently, in Michoacán's avocado-producing area, an increase in temperature and erratic rainstorms are perceived. The aim of this paper was to evaluate the precipitation and temperature conditions from a baseline of 1963 to 1972 and to compare them with the current situation of 2001-2010. Temperature's (minimum and maximum) and precipitation's data were used from the 01-01-1963 to 31-12-2010 series, of the Barranca del Cupatitzio's weather station of the Uruapan Experimental Field of the National Research Institute for Agriculture, Forestry and Livestock (INIFAP). The 01-01-1963--31-12-1972 baseline was compared with the period 01-01-2001--31-12-2010. Temperature changes were evaluated using regression models and their analysis of covariance. The precipitation of May-November was assessed by Xi² for averages of monthly sum of: 1) maximum number of consecutive days with precipitation and water quantity (R_MAX); 2) maximum number of consecutive dry days and total days without rain (M_SEC); 3) number and quantity of days with precipitation (R_MED); and 4) days and water quantity with precipitation intervals 0-10, 20-30 and >30 mm (R_INT). These results indicated no significance for maximum and minimum temperatures with 24.1 and 9.3 °C (1963-1972) versus 24.4 and 9.8 °C (2001-2010) (t₍₁₈,₀₅)< 2.9). R_MAX was not significant (Xi_c²= 0.04< X_it²_(1,05)= 3.85), just as M_SEC. R_MED was significant (Xi_c²₍₁, ₀₅₎= 4.2*) with 105 actual days and 1 513 mm for 1963-1972 against 96 and 1858 mm in 2001-2010. R_INT was highly significant (Xi_c²₍₂,₀₁₎= 95.4**) with 1 003.2 mm of rainfall> 30 mm in 2001-2010 against 573 mm in 1963-1972. It's concluded that, the presence of climate change is evident in the studied region even if it is not manifested in all the climatic parameters.

Key words: climate change, rain, deforestation, runoff.

INTRODUCCIÓN

El fenómeno del cambio climático global, es un problema de orden mundial que afecta el equilibrio ambiental y que es generado por el incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). De acuerdo con Ordoñez et al. (2001), este fenómeno tendría repercusiones particularmente graves para los ecosistemas naturales, coadyuvando a la pérdida y degradación de la riqueza biótica del planeta, la erosión de suelos, cambios en los patrones de evapotranspiración, contaminación de mantos acuíferos y otros fenómenos.

El cambio climático afectará todas las actividades humanas, tendrá un efecto importante en la productividad de la agricultura principalmente en áreas marginales (Conde et al., 2004). Thompson (1975), menciona que cambios drásticos del clima afectan la producción agrícola a la baja, mientras que cambios ligeros del clima incrementan el rendimiento de los cultivos. En este sentido Olmstead y Rhode (2011), predicen que las grandes planicies norteamericanas tendrán un incremento de las temperaturas normales de 3 a 4 °C y una mayor humedad, lo que contrarresta las tendencias de los siglos XIX y XX de clima más frío y seco, que propició la expansión del cinturón triguero de norteamérica. Shlenkler y Roberts (2009), mencionan que los umbrales de máximo rendimiento del maíz, soya y algodón en la franja productora de los Estados Unidos de América son de 29, 30 y 32 °C; sin embargo, ante el inminente incremento de temperatura las reducciones promedio de la producción serán de 30 a 82% en este siglo.

El cambio climático global también puede afectar al área aguacatera de Michoacán, ya que la producción depende de temperaturas frescas y regularidad de las precipitaciones (Tapia et al., 2007). Este fenómeno mundial provoca que el estado de Michoacán pierda anualmente el 1.8% de su superficie forestal (Bocco et al., 2000), que totaliza 1 421 307 ha que han sido convertidas al uso agrícola y pecuario (Sáenz et al., 2010). El cambio del uso de suelo se ha relacionado como factor principal de cambio climático por alteración de los flujos de energía (Barradas y Fanjul, 1986; Dale, 1997).

En la sierra purépecha, que incluye 20 municipios del estado, con una superficie de 1.1*10⁶ ha, hay 3. 6*10⁵ ha totalmente deforestadas dedicadas a cultivos básicos y pastizales y 1.1*10⁵ ha con plantaciones de aguacate; sin embargo, aún permanecen en esta región montañosa, 5*10⁵ ha con bosques de coníferas y latifoliadas, sujetas a una alta presión por parte de la tala ilegal, vandalismo, robo de madera, incendios y fruticultores (Tapia et al., 2008). La reducción de esta superficie de vocación forestal, puede afectar la captación de agua y cambios en la fenología y la hidrología en el cultivo del aguacate de Michoacán, principal actividad agrícola del estado, ya que significa 27.8% del PIB primario estatal (INEGI, 2008).

MATERIALES Y MÉTODOS

Este trabajo se desarrolló en el Campo Experimental Uruapan, en el estado de Michoacán, dependiente del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). El clima predominante en la región de acuerdo a la clasificación de Kóppen, es semicálido de tipo (A)Cb(w₂)(w)(i'), con abundantes lluvias en verano (García y Reyna, 1969).

Los datos de temperatura y precipitación se tomaron de la estación climática "Barranca del Cupatitzio", perteneciente al INIFAP ubicada al poniente de la ciudad de Uruapan en las coordenadas 19° 25' 43.19" latitud norte y 102° 05' 35.44" longitud oeste. La serie histórica es del 01 de enero de 1963 al 31 de diciembre de 2010, cuyo promedio general de las variables del clima, son los que se presentan en el Cuadro 1, en los que destaca la condición climática óptima para el cultivo de aguacate. El periodo de análisis podría representar la tendencia presente y futura pues de acuerdo con De Luis et al. (2001), con al menos 30 años de datos pueden obtenerse resultados confiables en aspectos relacionados con el cambio climático.

La línea base de análisis correspondió al periodo 01 de enero de 1963 a 31 de diciembre de 1972. El efecto del posible cambio climático se analizó en dos variables: temperatura y precipitación; es decir, si realmente ha habido cambios en las temperaturas registradas y si realmente ha existido también, cambios significativos en la distribución y cantidad de lluvias, en la zona aguacatera de Michoacán. Los datos registrados del 01 de enero de 2001 al 31 de diciembre de 2010, fueron utilizados para determinar diferencias estadísticas de las temperaturas máximas medias (T_MAX) y mínimas medias (T_MIN), para la época seca (enero-mayo).

Los datos de precipitación para los mismos periodos de 10 años, pero para el ciclo húmedo (mayo-noviembre) se utilizaron para evaluar las diferencias de la precipitación anual, en cuanto al promedio de la sumatoria del máximo número mensual de: días consecutivos con lluvia y su lámina (R_MAX), número y lámina de días con registro de lluvia (R_MED), días secos consecutivos y número de días secos (M_SEC), y por último, número de días y cantidad en los intervalos de precipitación 0-10, 20-30 y >30 mm (R_INT.

Se utilizó el programa estadístico y sistema de información para caracterizaciones agroclimáticas (SICA) versión 2.5 (Medina y Ruiz, 2003), para obtener las normales climáticas y las variables mencionadas a excepción R_MED, R_INT, que se obtuvieron directamente en una hoja de cálculo con operadores lógicos y macros. Las variables relacionadas con la temperatura, se compararon en ambos periodos para determinar diferencias en las pendientes de las curvas de temperaturas T_MAX y T_MIN (Ott, 198 8) de los modelos de cada periodo, de acuerdo con la expresión:

Donde: Sp= estimación combinada del error de las dos ecuaciones con n-2 + n-2 grados de libertad; b₁, b₂= pendientes de regresión para las ecuaciones de los periodos 1 y 2, respectivamente; SS₁, SS₂= suma de cuadrados del modelo de regresión de las ecuaciones 1 y 2, respectivamente. Se efectuó la prueba de homogeneidad de varianza de los errores de los modelos de regresión en cada tratamiento, para respaldar las comparaciones entre los coeficientes del modelo.

Donde: f_o= frecuencia observada; f_e= frecuencia esperada. Las variables de precipitación en ambos periodos de estudio, se evaluaron mediante la construcción de tablas de contingencia.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el Cuadro 2 se muestran los promedios climáticos de ambos periodos de registro. Se puede apreciar un ligero incremento en las temperaturas medias mensuales, así como en la precipitación mensual. Sin embargo, desde este análisis simple, no hay una base sólida para argumentar un cambio en las condiciones del clima.

En el Figura 1 se muestran las temperaturas máximas y mínimas registradas en ambos periodos de estudio en la estación seca. Se aprecia que las líneas de tendencia son muy similares, por lo que los modelos podrían tener semejantes pendientes y ordenadas. No obstante, se alcanza a notar una diferencia mínima entre las líneas con registros más altos para el periodo 2001-2010, lo cual podría indicar que en la última década se han registrado temperaturas ligeramente más altas que en el periodo 1963-1972.

El análisis estadístico de la precipitación pluvial, indica que los promedios de las sumatorias del máximo número de días consecutivos con precipitación durante el ciclo, así como la lámina registrada en esos días (R_MAX), no son significativos (X_ic²= 0.04< X_lt²_(1,1,05)= 3.85), a pesar que se incrementó el número de días sucesivos con lluvia en el período 2001- 2010 a 49. 5, con respecto al periodo 1963-1972 de 43 días; mientras que la cantidad también fue mayor con 756.9 contra 686.1 mm, respectivamente. Esto indica claramente que la afirmación que antes llovía durante más días consecutivos carece de fundamento, incluso en lo que va del siglo, se tiene una mayor cantidad de días consecutivos con lluvia, aunque no es significativa.

Un resultado similar se encontró con el promedio de la sumatoria del máximo número consecutivo de días secos y el número de días sin lluvia (M_SEC). La diferencia de los valores respectivos para 1963-1972 de 61.8 y 109 contra 44.4 y 118.6 para 2001-2010, no es significativa (X_ic²= 3< X_it²₍₁,₀₅)= 3.85); por tanto, la percepción que actualmente se tienen más días consecutivos sin lluvia en la época húmeda, o más días sin lluvia no es real y es similar a la registrada hace 40 años; no obstante, un promedio de 9.6 días más sin lluvia en la actualidad, puede ser un motivo de preocupación sobre el entorno ambiental de deforestación que se está promoviendo. Grandes áreas sin cubierta vegetal por encima de 2 400 msnm, dedicadas a cultivos básicos o pastizales, pueden significar la diferencia de una mayor perturbación climática (Tapia et al., 2008).

La suma promedio de los días efectivos de lluvia, así como la lluvia fue de 105.2 días y 1 513.8 mm en el periodo 1963-1972, presenta una diferencia significativa (X_ic²= 4.2> X_it²_(1,05)= 3.85*), con respecto a lo registrado para el periodo 2001-2010 con 96 días y 1 858.7 mm (Cuadro 4). Estos valores indican de manera clara que actualmente los días de lluvia efectiva han disminuido en casi 10, con relación a los que se tenían hace 40 años; sin embargo, la cantidad de precipitación para el ciclo de lluvias ha aumentado. No obstante, esto que podría interpretarse como benéfico, en realidad puede ser desventajoso por el daño que puede causar un incremento de la precipitación con ocurrencia en menos tiempo.

Esta problemática ha sido documentada por diferentes autores como Marques et al. (2007), que indican que la intensidad de lluvia se correlaciona directamente con la erosión del suelo, empero, la cobertura vegetal puede actuar como un factor de protección contra una mayor intensidad de lluvia, desafortunadamente, la deforestación creciente y sin control en la Región Purépecha es un factor que contribuye a una mayor tasa de erosión.

También se analizó la intensidad de la precipitación en 24 h; mientras que en 1963-1972 se tuvieron en promedio 55.6, 36.7 y 12.3 días, con promedios de 268.4, 667.2 y 573.0 mm para las intensidades <10, 10 a 30 y >30 mm (Cuadro 5), respectivamente. En el periodo 2001-2010, se presentaron 41.6, 36.2 y 18.2 días, los cuales no fueron significativos (Xi_c²_{(2, 05)}= 2.844< Xi_t²_{(1, 01)}= 9.21), con respecto a los de 1963-1972. Aunque esta información carece de efecto, se aprecia un incremento en más días con lluvias superiores a 30 mm y menos días con lluvias inferiores a < 10 mm. No obstante, las cantidades de precipitación en el periodo 2001-2010 de 193.9, 654.9 y 1 003.2 mm, fueron altamente significativas (Xi_c²_{(2, 05)}= 95.4> Xi_t² _(1,01)= 9.21), indicando que actualmente la intensidad de la precipitación en 24 horas es mayor. La precipitación con más de 30 mm día-¹, ha aumentado casi 100%, mientras que las de baja intensidad se han reducido en 30%.

Este fenómeno, para las condiciones actuales de deforestación con pérdidas de bosque de más de 10 000 ha año-¹ en la Sierra Purépecha de Michoacán (COFOM, 2003), es desastroso pues se acentúan los efectos hidrológicos dañinos de erosión, escurrimiento y detrimento de los acuíferos que bordean al eje neovolcánico de Michoacán. Actualmente solo en la Sierra Purépecha, hay cerca de 350 000 ha deforestadas de uso agrícola de temporal y pastizales (Tapia et al., 2009), que ante un incremento significativo de la intensidad de lluvia, los efectos de erosión y escurrimiento podrían incrementarse significativamente (Tapia et al., 2001).

El incremento de la precipitación encontrada en esta región de 14.4 mm día-¹ (1963-71) a 15.4 mm día-¹ (2001-2010), concuerda con lo reportado por otros autores como Costa y Foley (2000), quienes mencionan que el cambio climático produce incremento de la lluvia de 0.28 mm día-¹. Es claro que la deforestación sostenida de la Sierra Purépecha, ha empezado a propiciar un cambio significativo en las características de la precipitación, actualmente llueve menos días pero con mayor cantidad en 24 h (Cuadro 5). El incremento en la intensidad de la precipitación se ha asociado a un incremento de la temperatura, la atmósfera al calentarse es capaz de albergar mayor cantidad de agua, por lo que al llover, llueve con mayor intensidad.

El cambio de la cobertura forestal de la Sierra Purépecha ha sido hacia uso frutícola en 120 000 ha, a cultivos básicos en 350 000 ha y a pastizales en 30 000 ha; sin embargo, el deterioro ambiental producido por los cultivos básicos y los pastizales es 10 veces mayor en la capacidad erosiva de la precipitación y con escurrimientos de más de 100 mm contra sólo 10 mm en frutales como el aguacate (Tapia et al., 2009).

CONCLUSIONES

El cambio climático en la Sierra Purépecha es un hecho ya demostrable, los datos climáticos permiten afirmar que no existe un aumento de las temperaturas máximas y mínimas, ya que el incremento registrado es marginal y no es significativo.

El total de días con lluvia en la actualidad (2001-2010), es estadísticamente menor en 8.8 días al del periodo de 1963 a 1972, más aún la lámina de lluvia en este siglo ha aumentado significativamente de 1 513.8 mm (1963-1972) a 1 858.7 mm (p< 0.05). En relación con la lluvia en días sucesivos, son estadísticamente iguales en ambos periodos, no se ha presentado variación ni en los días sucesivos de lluvia ni en la lámina de lluvia de esos días.

El indicador de cambio climático más claro detectado es que la intensidad de lluvia en 24 h, se ha incrementado de manera significativa ya que ahora se tienen 18.2 días con lluvia >30 mm contra 12.3 que había en 1963-1972, y la lámina se ha incrementado significativamente de 573 a 1 003.2 mm (p< 0.01).

La combinación de menor cubierta vegetal y mayor intensidad de lluvia propiciada por el cambio climático, hace deducir que se pueden esperar mayores daños ambientales, económicos y sociales, en la Sierra Purépecha de Michoacán.

AGRADECIMIENTOS

LITERATURA CITADA

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