Variación y cambio climático en la vertiente del Golfo de México. Impactos en la cafeticultura*

Change and climate change in the slope of the Gulf of Mexico. Impacts on coffee production

Rebeca Granados Ramírez^1§, Ma. de la Paz Medina Barrios² y Vicente Peña Manjarrez³

¹ Universidad Nacional Autónoma de México- Departamento de Geografía Física, Instituto de Geografía. Cd. Universitaria. C. P. 04510, Coyoacán, México, D. F. Tel. 01 (55) 56224335. Ext. 45477. Fax 01 (55) 56162145. §Autora para correspondencia: rebeca@igg.unam.mx.

³ Perito Ambiental en ECO Environmental Consulting. Tel. 01 (722) 2788797. (vpenam62@hotmail.com).

* Recibido: junio de 2013
Aceptado: febrero de 2014

Resumen

Las evidencias que confirman las repercusiones negativas que provocan las variaciones del clima sobre la producción agrícola, son cada vez más recurrentes. Para explicar, desde una perspectiva ambiental, la reducción en las superficies cosechadas, asociada a los cambios fisiológicos, además de la mayor incidencia de plagas y enfermedades en las plantaciones de cafetos; se han formulado diversas hipótesis, las cuales se enfocan principalmente en: retrasos y adelantos del período húmedo; en prolongados períodos de lluvias torrenciales o de sequía; o bien, en las alteraciones en la insolación efectiva. Dichos cambios, que en forma particular afectan a la cafeticultura nacional, son motivo de preocupación, debido a que ponen en riesgo los mercados y, por ende, a la economía local, regional e internacional. Con base en lo anterior, en este trabajo se identifican y analizan los efectos del cambio climático sobre la producción cafetalera, en la vertiente del Golfo de México, en el estado de Veracruz; se extrajeron las anomalías en las variables temperatura y precipitación de los modelos de circulación general conocidos como Hadley, Echam y GFDL; mismos que fueron analizados mediante los climogramas de Thornthwaite. Los resultados obtenidos permiten constatar que existirán cambios; los climas según Thornthwaite migraran de semicálidos a cálidos en 2080, debido a que los modelos escenificaron aumento de +4.6 °C y disminución de precipitación de -5.5%; fluctuaciones que tendrán repercusiones en el desarrollo fenológico, presencia de enfermedades y plagas y, por ende en la producción.

Palabras clave: cambios fisiológicos, climogramas, producción cafetalera, rendimientos.

Evidence confirming the negative effects that cause climate variability on agricultural production are increasingly recurrent. To explain, from an environmental perspective, the reduction in harvested areas, associated with physiological changes in addition to the increased incidence of pests and diseases in coffee plantations, several hypotheses have been formulated, which focus primarily on: delays and advances of the wet period, in prolonged periods of drought or torrential rains, or in changes in the effective stroke. Such changes, in particular affecting national coffee production, are of concern, because they threaten markets and hence the local, regional and international economy. Based on the above, this paper identifies and analyzes the impacts of climate change on coffee production, on the slope of the Gulf of Mexico, in the state ofVeracruz were extracted anomalies in temperature and precipitation variables models general circulation known as Hadley, Echam and GFDL; same were analyzed using the Thornthwaite climate graphs. The results obtained confirm that there will be changes, climates according to Thornthwaite semiwarm migrate to warm in 2080, because the models staged +4.6 °C increase and precipitation decrease -5.5%; fluctuations will impact on the phenological development, presence of pests and diseases and therefore in production.

Keywords: physiological changes, climate graphs, coffee production yields.

Introducción

Son diversas las evidencias, de que algunos fenómenos meteorológicos, son cada vez más extremos y dañan la producción agrícola, pecuaria y forestal. Como explicación de las constantes reducciones en las superficies cosechadas, producción y rendimientos en los últimos años, se han formulado varias hipótesis, donde se involucra principalmente las variaciones en los elementos del clima, tales como: retrasos y/o adelantos del período húmedo, períodos de prolongada sequía, lluvias torrenciales, presencia de heladas y ondas de calor excepcionales, entre otros.

Las variaciones climáticas han existido siempre, en diversas regiones de la tierra; actualmente dichos cambios causan preocupación ya que sus efectos, se traducen en pérdidas de cultivos y su respectivo impacto en el mercado local, regional, nacional e internacional (Kumar y Parikh, 2006).

Los productores de café en Centroamérica y México, en su gran mayoría son pequeños agricultores con menos de 5 ha de tierra en producción, este sector productivo se ha visto sacudido en los últimos años por eventos climáticos extremos, que han evidenciado una alta vulnerabilidad del sector, entre otros, en México en 1997 el huracán Paulina causó pérdidas de 8% en la producción cafetera mexicana; Colombia bajó su producción de 11.1 a 7.9 millones de sacos en el 2009 debido a un aumento de lluvia de 40% por el fenómeno de La Niña (Castellanos, 2011).

El comportamiento del clima incide de modo directo sobre el medio natural y prácticamente en todas las parcelas cultivadas por el hombre. De tal manera, que hoy en día los estudios sobre clima no sólo lo consideran como parte del sistema natural, sino también como parte de un sistema que incluye lo económico y lo social (Sánchez etal, 2011). El café es el producto agrícola más relevante en el comercio internacional, donde las fluctuaciones de precios en la década pasada, tuvieron un efecto sustancial en la producción, hoy el clima también contribuye a dichas alteraciones (Pérez y Echánove, 2006).

Concretamente, América Latina posee una elevada vulnerabilidad ante eventos climáticos extremos, mismos que se agudizarán ante el cambio climático. La Convención Marco sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas, 1992 (UNFCC) lo define como un cambio en el clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima. Los escenarios son una descripción coherente, de un posible estado futuro del mundo; no es un pronóstico ya que cada escenario es una alternativa de cómo se puede comportar el clima.

De tal manera, se tiene como hipótesis que la producción de café se verá afectada negativamente por el cambio climático; se presentarán aumentos considerables en la precipitación y temperatura; los cuales no serán tolerados por el café, ya que sobrepasan los requerimientos agroclimáticos permisibles.

Materiales y métodos

Producción de café en la Vertiente del Golfo

La introducción del café en la Región de Córdoba, Veracruz, data del año 1808, hoy en día su cultivo se ha extendido a toda la república. En 2011, la superficie sembrada ocupó 760.974.05 hectáreas; los estados de Chiapas, Veracruz, Oaxaca y Puebla concentran 88% de la producción, 84% del área sembrada y 83% de los productores nacionales (SIAP. 2013) (Figura 1).

La Vertiente del Golfo está conformada por diversos municipios, que poseen actividades agrícolas ampliamente representadas, siendo el café el producto que presenta una importante extensión. En 2011 el DDR "Coatepec"; ocupó 36 166 ha. con significativa producción y valor de la producción: 69 041 toneladas y 451 283 miles de pesos respectivamente (SIAP. 2013).

A partir de información bibliográfica se integraron los requerimientos agroclimáticos del café, igualmente se actualizaron y ordenaron las bases termo-pluviométricas normales (escenario base) correspondientes al periodo histórico (1960-2010) información climática proporcionada por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN, 2012).

Para ambos horizontes fueron calculados el índice de efectividad de la precipitación e índice de eficiencia de la temperatura y ordenados para su análisis por medio de climogramas de Thornthwaite, los cuales caracterizan los tipos de climas y esquematizan las condiciones del balance de agua; representan la síntesis gráfica del clima y facilitan su comparación (Elias y Castellvi, 2001).

Los climogramas de Thornthwaite son una herramienta de análisis que permite cuantificar y observar los cambios mensuales y sus tendencias hacia condiciones más cálidas o húmedas; junto con los climas escenificados son variables a considera dentro de la planeación agrícola.

Variación climática en la Vertiente del Golfo

Las primeras anotaciones del clima en las plantaciones de café, mostraban que no existían estaciones secas y no se especificaba de eventos extremos. En la actualidad las condiciones pluviométricas han presentado cambios, Barradas et al. (2011) realizaron análisis de los datos de precipitación pluvial y niebla en diversas estaciones climáticas, localizadas en la zona productora de café, los registros mostraron disminución de precipitación en la época invernal y respecto a la niebla concluyen que frecuentemente es localizada a niveles más bajos. Por otro lado, las estaciones ubicadas en las regiones aledañas a las plantaciones cafetaleras tienden al aumento de las temperaturas máximas y mínimas y a una disminución de la precipitación (Juárez et al, 2005).

Escenarios de cambio climático

La evaluación de los efectos que tendría el clima global, se lleva a cabo mediante los Modelos de Circulación General (MCG); los escenarios se construyen a partir de los registros de emisión reportados por el "reporte especial de escenarios de emisiones" (SRES); las emisiones de gases de efecto invernadero dependerán del desarrollo socioeconómico. Se reconocen dos grandes familias de escenarios: los A que describen un mundo futuro con alto crecimiento económico mientras que los B el crecimiento es más moderado. En cuanto al carácter del crecimiento económico se tiene: con tendencia a la globalización (escenario 1) o si el desarrollo será más a nivel regional (escenario 2). En conjunto se tienen las combinaciones: A1, A2, B1 y B2.

El Programa Veracruzano ante el Cambio Climático (PVCC, 2013) contiene proyecciones para las décadas 2020, 2050 y 2080, a partir de los Modelos de Circulación General Hadley, Echam y GFDL y del regional Precis se consideraron los escenarios socioeconómicosA2 y B2 (Gobierno del estado de Veracruz, 2009). Específicamente para el centro de Veracruz Palma et al. (2008) analizaron los escenarios futuros con los modelos CCC y GFDL-R30, donde las temperaturas medias anuales pronosticadas por ambos modelos mostraron, que debido a la duplicación del dióxido de carbono, el aumento será mayor o igual a 2 °C en las temperaturas medias anuales; en cuanto a precipitación el modelo CCC proyecta disminución y el GFDLR30 incrementos anuales.

Es un hecho contundente que la Tierra se está calentando; situación que causa gran preocupación, por los impactos en los procesos bióticos que puede afectar el potencial productivo, al modificarse las condiciones de clima favorables para el desarrollo de un cultivo. Gay et al. (2006); Villers et al. (2009) Universidad de Veracruz, (2009) han extraído escenarios con diversas modelos, para analizar la situación del cultivo de café; mediante gráficas ombrotérmicas y un modelo econométrico, mismos que sugieren aumentos en la temperatura y alteraciones en la precipitación; con sus consecuentes impactos en la producción.

Condiciones Termopluviométricas favorables para el café

La mejor temperatura media anual para que el cafeto se desarrolle y produzca bien se encuentra entre 16° y 22 °C, con poca oscilación térmica; la fructificación requiere de temperaturas de 26 °C durante el día y 20 °C en la noche. La maduración exige temperaturas de 22 °C en el día y 17 °C en la noche. Según Hernández (1989) el fruto del cafeto madura más lentamente cuando la temperatura es más baja. Temperaturas medias inferiores a 14° C así como superiores a 30 °C causan daños permanentes, perjudicando notablemente la cosecha. De acuerdo con Díaz et al. (2001) la temperaturas y las condiciones de temporal son los dos elementos del clima que interactuando condicionan la adaptación y producción de los cultivos. Bajo este criterio es posible determinar la aptitud del cultivo del café en la región centro de Veracruz (Cuadro 1).

Resultados

El estado de Veracruz por latitud se ubica dentro de la región tropical y se encuentra bajo la influencia de sistemas tropicales y extratropicales y por la orientación norte-sur de los sistemas montañosos, hace que este se exponga a la penetración de las masas de aire húmedo provenientes del Golfo de México. Durante el verano existe influencia de las masas de aire tropical, las ondas del este, las depresiones, tormentas tropicales y huracanes; en el invierno se encuentra bajo el dominio de masas de aire polar procedentes del norte del continente.

Climograma de Thornthwaite

La climatología de Thornthwaite, caracteriza los tipos de climas y permite entender mejor la compleja interacción entre factores físicos y biológicos (cultivos). Thornthwaite empleo cifras directas de temperatura y precipitación para definir las fronteras entre tipos de clima, además consideró necesario emplear variables más complejas, que permitieran resumir la acción recíproca entre la vegetación y la atmósfera; por medio de estudios de correlación, obtuvo el índice de efectividad de la precipitación (I) y el índice de la eficiencia de la temperatura (I') con las siguientes formulas:

Los índices obtenidos y ajustados para nuestro país marcan las fronteras entre los diferentes tipos de clima. Se toma en cuenta la humedad, su distribución, la temperatura y la variación de ésta a través del año Cuadro 2 y 3.

En el climograma de Thornthwaite, cuando los elementos del clima varían, los gráficos difieren, los climas fríos se ubican a la izquierda, los cálidos a la derecha, los húmedos arriba y los secos abajo; con gran extensión horizontal es un signo de continentalidad y una gran extensión vertical indica gran variación estacional en las condiciones hídricas (Campos,2005).

Los datos mensuales obtenidos por los diferentes modelos presentaron importantes cambios con respecto a las condiciones climáticas normales. En todos los escenarios se indican aumentos de temperatura y cambios en la precipitación. En Jalcomulco el clima normal fueclasificado como C(r)A'(b') semiseco cálido, con invierno benigno; el modelo GFDL escenificó condiciones contrastantes dando lugar a un clima B(r)A(c') húmedo, sin estación seca, cálido y muy extremoso; en este modelo se espera aumento de +4 °C, al pasar de temperatura media anual de 24.3 a 28.3 °C.

En Las Vigas de un clima actual B(r)C(a') húmedo sin estación seca y frío; se espera para 2050 según el modelo Hadley condiciones semi-secas, el invierno se caracterizará totalmente seco, semi-frío C(i)B'3(a'), debido a que la temperatura aumentará en 4.1 °C y la precipitación se reducirá en 247.6 mm.

Particularmente Bella Esperanza y Teocelo (19° 26' latitud norte - 96° 52' latitude norte y 19° 23' longitud oeste - 96° 58' longitud oeste, respectivamente) en el municipio de Coatepec y Teocelo son estaciones localizadas en la zona cafetalera. La estación Teocelo según la clasificación climática de Thornthwaite presenta clima B(r)B1'(a') con temperatura media anual de 19.8 °C y precipitación de 2 094.6 mm.

La temperatura y precipitación mensual escenificados presentaron cambios. Para 2050 modelo Hadley, escenario A2 la temperatura aumentará en 2.6 °C, de marzo hasta octubre serán superiores a 22 °C. Respecto a la precipitación esta disminuye en los primeros meses del año, para presentar un aumento en los meses calientes (superiores a 300 mm) de junio a septiembre (Figura 2). En el climograma se observa el desplazamiento de los elementos climáticos hacia la derecha, no siendo suficiente el aumento para clasificarse como totalmente cálido.

Esta misma estación con el modelo Hadley A2 horizonte The behavior ofthe temperature and precipitation in the Bella 2080 reportó aumento de +4.6 °C y disminución de Esperanza station before theA2 scenario ECHAM model has precipitación de -5.5% pasando de 2 094 a 1 983 mm lluvia; lo que dio lugar a que el climograma migrara de los húmedos semicálidos B(r)B1(a) a climas húmedos cálidos B(r)A(a). La reducción de la precipitación será en la temporada caliente (agosto) fenómeno conocido también como sequia intraestival (Figura 3).

El comportamiento de la temperatura y precipitación en la estación Bella Esperanza ante el escenario A2 modelo ECHAM posee cambios ligeros y moderados para 2050 2080 respectivamente. En los 50's el aumento escenificado de temperatura con respecto a las normales será de +1.1 °C; en cuanto a la precipitación será de +5%, asi según la clasificación de Thornthwaite no habrá cambios significativos permanecerá como clima húmedos semicálido sin cambios térmicos invernales bien definidos B(r)B'1(a'). (Figura 4). 

Bella Esperanza en 2080 reportó según el modelo HadleyA2 aumento de temperatura de +3.6° C, lo que dio lugar a que el climograma migrara hacia los climas cálidos y en cuanto a precipitación el aumento será de+15%. Así tenemos que de climas B(r)B'1(a') clima húmedos semicálido sin cambios térmicos invernales bien definidos. Se escenifica para 2080 como B(r)A'(a') clima húmedo, cálido, sin cambio térmico invernal bien definidos; se clasificó como cálido al pasar de 21.1 a 24.7 °C (Figura 5).

Los cambios fenológicos en los cultivos están determinados por las condiciones imperantes de temperatura y precipitación. Los rangos climáticos de potencial alto del cafeto son temperaturas 14-28 °C y precipitación 1 4002 300 mm; las temperaturas y precipitaciones mayores o menores a las señaladas, dan lugar a cambios en la capacidad bioquímica, en biomasa y en la tasa de pérdida de tejido; en términos generales a una regular y deficiente producción de café.

Las condiciones climáticas actuales de Teocelo y Bella Esperanza son favorables para la producción de café. Sin embargo los modelos de cambio climático analizados mostraron que existirán alteraciones, que producirán disminución en la producción y calidad.

Conclusiones

Los agrosistemas más sensibles a la variación de los elementos del clima son aquellos en condiciones de temporal, así los cambios en la temperatura y precipitación, puede afectar el potencial productivo de las especies cultivadas al modificarse las condiciones del clima favorables para su desarrollo. El aumento en temperatura de 1 °C puede considerarse reducido, sin embargo, en términos de procesos biológicos da lugar a cambios en los ciclos estacionales (duración del periodo de crecimiento e inicio del periodo de crecimiento) y de la vida (etapas fenológicas) que incluyen retención o caída prematura de las hojas, cambios en las fechas de floración y maduración o cosecha, mismos que tienen incidencia en la calidad, peso y volumen del café.

El análisis realizado mediante climogramas de Thornthwaite evidenció que las condiciones climáticas base son diferentes a los tipos climáticos escenificados a 2050 y 2080. Ahora bien, si estas variaciones se tornan permanentes, como lo proyectan en general los modelos de cambio climático aplicados en la región cafetalera, mismos que sugieren que existirán anomalías en la temperatura y precipitación; se presentaran alteraciones en las superficies aptas para la cafeticultura.

El cambio climático más probable y extremo, según el análisis realizado con los climogramas de Thornthwaite es el ascenso de la temperatura del aire de 4.6 °C en cuanto a la precipitación pluvial la altercación es menor, en algunos casos se escenifica una disminución del -5.5%; estos cambios afectarán ciertos períodos de vida de las plantas cultivadas y aparición de plagas, situación que repercutirá en la productividad de la región cafetalera de la Vertiente del Golfo.

Las condiciones húmedas escenificadas propiciaran la aparición de plagas, hongos y enfermedades, para lo cual se deben promover campañas de control y el manej o del cultivo mediante el combate de maleza para evitar la propagación e infestación masiva.

Debido a los incrementos de la temperatura escenificados en la Vertiente del Golfo, se deben elegir variedades de café que demanden menos agua y sean tolerantes a los aumentos de temperatura.

Los excedentes de precipitación, en algunos meses, dan lugar al anómalo desarrollo de las flores y frutos, aparición de plagas, enfermedades y daños mecánicos, para este último se promueve el café de sombra cuyos árboles funcionan como una protección, entre otros.

Como alternativa de adaptación el gobierno del estado de Veracruz promueve la introducción del estrato arbóreo y dar paso al café de sombra, mismo que ofrece una gama importante de servicios ambientales como son: la captura de agua, la conservación del suelo, la captura de carbono, así como la conservación y protección de diversos grupos biológicos como son plantas (árboles, epífitas, etc.), aves, insectos y anfibios, principalmente.

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