Sequera i pèrdua de collita (Agronomia mediterrània, 14/2022)

En termes de seguretat alimentària i de sostenibilitat dels usos de sòl, aigua i energia, la qüestió gira bàsicament al voltant de quatre collites: el blat de moro, l’arròs, la soja i el blat. És pensant en això que Monia Santini, Sergio Noce, Marta Antonelli i Luca Caporaso, de la Divisió d’Impactes en l’Agricultura, Boscos i Serveis Ecosistèmics (IAFES) del Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC), de Vetèrbe, han realitzat una valoració exhaustiva sobre com les sequeres, amb el seu patró complex, tenen un impacte negatiu en aquestes quatre collites a escala global. En un article a Scientific Reports analitzen conjuntament la magnitud i freqüència tant de la variabilitat del clima com de la collita entre el 1981 i 2016. Consideren sequeres de diferent durada i abast al llarg de les temporades agrícoles. La collita més vulnerable és el blat, i això té un impacte crític a l’Europa Oriental, l’Orient Mitjà i l’Àsia Central.

Mas d'Avall, davant del Castell d'en Bardou - Elna//embedr.flickr.com/assets/client-code.js

Les quatre grans collites

Monia Santini és directora de la Divisió IAFES del CMCC. És qui ha dissenyat la recerca, conduït les anàlisi i redactat i revisat l’article.

Luca Caporaso és físic atmosfèric a la IAFES del CMCC, a més d’investigador del Centre de Recerca Conjunt de la Comissió Europea, amb seu a Ispra. Contribuí al disseny de la recerca i revisà l’article.

Sergio Noce, graduat en ciències forestals i ambientals i especialitzat en geotecnologies ambientals, ha contribuït a la visualització dels resultats i a la revisió de l’article.

Marta Antonelli, especialista en producció i consum sostenible d’aliments, participà en la discussió de resultats i la revisió de l’article.

L’article fou tramès a Scientific Reports el 3 de juny. Després d’una revisió fou acceptat el 24 de març, i publicat el 6 d’abril.

Dacsa, arròs, soja i blat no tan sols suposen una part important de la producció agrícola mundial sinó que són crucials per garantir la seguretat alimentària. Aquestes collites són la base de l’alimentació humana, bé directament, o a través de l’alimentació d’animals de granja, amb el que comporta de petjada ecològica en termes d’usos del sòl, de consum d’aigua i d’emissions de gasos d’efecte hivernacle. A banda, aquestes collites són la base per a la producció de biocombustible (panís, arròs, blat) i de bioetanol (soja): la promoció d’aquests usos és essencial per reduir la dependència dels combustibles fòssils i això ja ocupa ara un 13% de les terres agrícoles.

Per conèixer l’impacte del canvi climàtic en el rendiment d’aquestes importants collites, Santini et al. proposen quantificar òptimament els efectes del clima sobre la producció històrica. Sobre aquesta qüestió existeix una extensa bibliografia, però és d’especial rellevància entendre com els diferents atributs de les sequeres (magnitud, freqüència, durada i època de l’any) impacten el rendiment de les collites des d’una perspectiva global.

Santini et al. han triat com a període de referència el va del 1981 al 2016. Utilitzen l’índex de precipitació i evapotranspiració estandarditzades (SPEI) per estimar l’aparició de sequeres. Per avaluar la variabilitat en el rendiment de les collites utilitzen un altre índex estandarditzat (SYI). L’SPEI recull el balanç mensual de precipitació i d’evapotranspiració potencial. L’SYI recull balanços anuals de la temporada agrícola. En la comparació entre SPEI i SYI, tenen cura d’excloure l’efecte de les dinàmiques a llarg termini (escalfament global, augment del CO2, ús de fertilitzants, innovacions tecnològiques, etc.).

Dades i mètodes

Les dades sobre la superfície cultivada de panís, arròs, soja i blat s’ha extret de la base de dades “Harvested Area and Yield for 175 Crops year 2000”. Aquestes dades es corresponen al període 1997-2003.

Les dates de sembra i de collita per a cada cultiu s’han extret de Crop Calendar Dataset. Aquestes dates fan referència a set sistemes diferents de cultiu: la temporada principal i segona per al panís i l’arròs, la sembra d’hivern i de primavera per al blat, i un únic sistema per a la soja.

Les dades de precipitació i d’evapotranspiració potencial deriven de Climate Research Unit Time Series (CRU-TS) 4.03. CRU-TS4.03 abasta del 1901 al 2018. En triar únicament un període de 36 anys (1981-2016), Santini et al. volen reduir l’efecte de l’escalfament global sobre l’evapotranspiració, i centrar-se més aviat en la variabilitat interanual de la precipitació.

Les dades de rendiment de collita deriven del Global Dataset of Historical Yield (GDHY), el qual abasta del 1981 al 2016, combinant estatístiques de censos agrícoles amb dades obtingudes per imatges de satèl·lit.

L’associació entre rendiment de collita i variabilitat climàtica

Les quatre collites i els set sistemes de cultiu analitzats presenten una forta associació entre el rendiment obtingut i la variabilitat climàtica observada durant el període de cultiu.

En el cas de la temporada principal panís, són els vuit mesos anteriors al mes de la collita els que tenen un major impacte sobre el rendiment. Més de dos mesos d’una humitat per sota del normal s’associen amb un rendiment per sota del normal. En aquest sentit una sequera de menys de 3 mesos que tingui lloc més de 4 mesos abans de la collita ja presenta un impacte considerable.

La segona temporada del panís es concentra en les àrees subtropicals d’Amèrica i d’Àfrica. En aquest sistema de cultiu, sequeres de més de 2 mesos esteses fins a 5-6 mesos abans de la collita, tenen un impacte en el rendiment. Això vol dir que fins i tot el període anterior a la sembra és rellevant en la segona temporada de panís.

En la temporada principal de l’arròs, sequeres de 3 mesos que conclouen 4 mesos abans de la collita tenen un impacte en el rendiment. Que el mes de la collita i l’anterior siguin més eixuts del normal afavoreix el rendiment.

La segona temporada d’arròs es concentra al sud-est d’Àsia i, en menor mesura, a l’Amèrica Central i de l’Àfrica Central. En aquest sistema de cultiu sequeres breus però intenses al principi de la temporada són les que tindrien més impacte negatiu en el rendiment. Contràriament, un període de tres mesos més humit del normal sobre la primera meitat de la temporada s’associa a rendiments més elevats.

Pel que fa a la soja, sequeres llargues (5-8 mesos) que abastin els 8 darrers mesos abans de la collita tenen un impacte negatiu sobre el rendiment. Sequeres de 3-4 mesos tenen especial impacte negatiu si coincideixen o precedeixen la sembra. Sequeres d’1-2 mesos tenen més impacte negatiu quan són a mitja temporada. Períodes més humits del normal poc després de mitja temporada afavoreixen el rendiment.

Pel que fa al blat de primavera, condicions de sequera de 3-7 mesos afecten negativament el rendiment si abasten el període posterior a la sembra. Sequeres d 1-2 mesos tenen impacte negatiu sobretot si afecten el període central de la temporada. Un parell de mesos més humits passat el període central de la temporada tenen un efecte afavoridor sobre el rendiment. En el mes anterior a la collita, fins i tot sequeres breus poden generar un impacte negatiu.

Pel que fa al blat d’hivern, les sequeres més pernicioses són les que afecten la segona meitat de la temporada (fins a 3 mesos abans de la collita) o les que són més duradores (7-8 mesos). Períodes d’eixutesa de 2-3 mesos que afectin el mes de la collita tenen un impacte negatiu. La part central de la temporada també és sensible a períodes d’eixutesa (negativament) o d’humitat (positivament).

La susceptibilitat de diferents països

En la temporada principal de panís, és l’hemisferi occidental el que presenta susceptibilitats de mitjanes a molt altes. Aquesta susceptibilitat alta abasta 268.000 km2 de cultius (el 24%), i es concentra especialment a l’oest de Sud-Amèrica, a l’Àfrica Sub-Sahariana i a l’Europa sud-oriental.

En la temporada principal d’arròs, els països més susceptibles es concentren a l’Àfrica Sub-Sahariana, a l’Àsia Sud i Sud-oriental i, en menor terme, als Estats Units i Austràlia. Un total de 208.000 km2 (el 20%) són els més afectats.

En la segona temporada de panís i arròs, els països més susceptibles a sequeres complexes són els de l’Àfrica Central i els de les Illes del Carib. Les zones més afectades són 200.000 km2.

Els països més susceptibles a sequeres pel que fa a la collita de soja són a Amèrica del Nord, al sud de Sud-Amèrica, al sud d’Àfrica i a l’Europa meridional. Les terres més exposades ocupen 460.000 km2, més de 2/3 de la tota la superfície.

El blat de primavera és especialment susceptible a patrons complexos de sequera en l’Àsia Central, en les zones orientals de l’Àfrica central i austral, als Estats Units i a Austràlia. Resulten exposats el 50% dels 600.000 km2 ocupats per aquest cultiu.

El blat d’hivern es troba altament exposat a sequera en la Regió Mediterrània. Les zones més susceptibles són 2/3 dels 1.000.000 km2 ocupats per aquest cultiu.

Dels països que combinen els dos sistemes de cultiu de blat, els més susceptibles són els de l’Àsia Central, Orient Mitjà i Europa Oriental.

Considerant-hi totes quatre collites, les Amèriques, l’Àfrica Sub-Sahariana i l’Europa meridional i oriental serien les regions de més alta vulnerabilitat.

Patrons de sequera i rendiments de collita

Blat, soja i panís presenten, doncs, una alta vulnerabilitat a la sequera. En el cas de l’arròs, el règim de temperatura sembla més rellevant, cosa lògica si atenem que és un cultiu de regadiu.

En general, els estadis reproductius (floració) i fructificadors són més susceptibles a la sequera que els primers estats vegetatius. No obstant, l’acumulació de dèficits hídrics al llarg de tot el desenvolupament es manifesta en el rendiment de la collita. En el cas del blat d’hivern es deixen notar fins i tot els dèficits hídrics dels 90 dies anteriors a la sembra.

Santini et al. mostren especialment preocupació per la vulnerabilitat alguns dels principals països productors:
– Argentina pel blat de moro i per la soja.
– Canadà pel blat de moro.
– Romania pel blat de moro.
– Estats Units per la soja.
– Paraguai per la soja.
– Índia per la soja.
– Tailàndia per l’arròs.
– Myanmar, per l’arròs.
– Filipines per l’arròs.

En les dècades recents s’ha experimentat una tendència d’augment de les terres crònicament exposades a la sequera. Àrees de producció gra presenten una tendència a la sequera, en particular a països en desenvolupament.

Santini et al. observen en el període estudi una sèrie de pics de susceptibilitat a la sequera:
– en els anys 1983 i 1984, pel que fa al blat de moro i l’arròs. És un període consecutiu de El Niño i La Niña.
– en el 1989 pel que fa al blat d’hivern. És un període consecutiu de El Niño i La Niña.
– en el 1992 pel que fa al blat de moro, l’arròs i la soja. És un període coincident amb El Niño.
– en el 2000 pel que fa al blat de moro. És un període coincident amb La Niña.
– en el 2003 pel que fa al blat de moro i el blat d’hivern. És un període coincident amb El Niño.
– en el 2008 pel que fa al blat. És un període consecutiu de El Niño i La Niña.
– en el 2011 pel que fa a l’arròs. És un període consecutiu de El Niño i La Niña.
– en el 2015 pel que fa a l’arròs. És un període coincident amb El Niño.

En el futur s’espera un augment simultani de la freqüència, durada i magnitud de sequeres a totes les escales temporals. Això implicaria una major susceptibilitat de les grans collites globals. Les regions mediterrània es troben entre les més afectades per aquest canvi climàtic. Aquesta perspectiva s’acompanya, a més, d’un augment de la demanda d’aliments, degut al creixement demogràfic i a la urbanització. L’impacte sobre la seguretat alimentària, el comerç internacional i la volatilitat de preus i línies d’aprovisionament fan preveure un augment de la conflictivitat, de la incertesa vital i de les migracions.

Santini et al. consideren que una anàlisi més completa hauria de contemplar altres índexs de sequera més enllà de les precipitacions (com ara la humitat del sòl). Disposar de dades estatístiques i meteorològiques més robustes ajudaria a afinar la modelització. També caldria considerar la interacció d’altres factors (plagues i patògens; pràctiques d’irrigació).

Lligams:

Complex drought patterns robustly explain global yield loss for major crops. Monia Santini, Sergio Noce, Marta Antonelli & Luca Caporaso. Sci. Rep. 12: 5792 (2022).

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: