Los modelos agrícolas son las herramientas fundamentales en estudios de impacto climático en la agricultura.
Precisamente, la agricultura es uno de los sectores económicos más amenazados por el Cambio Climático y la variabilidad climática.
El impacto negativo es significativamente mayor en regiones con agricultura de autoconsumo, con bajos insumos y gran dependencia del clima, como el cereal de secano.
Sin embargo, los efectos negativos del Cambio Climático y la variabilidad climática también se sufren en regiones con agricultura dirigida a la exportación. Esta agricultura posee generalmente altos niveles de desarrollo y mayor resiliencia climática. En estos casos el impacto climático se centra en una disminución de la relación costes-beneficios. Particularmente, la variabilidad climática y los eventos climáticos extremos concentran la mayor parte del riesgo.
Uno de los problemas más importantes que enfrenta la agricultura mundial es la menor disponibilidad de recursos hídricos.
El regadío es el mayor usuario del agua, con cerca del 70% del consumo total. El área bajo riego aumenta constantemente y el riego es imprescindible para alcanzar altos rendimientos, en muchos cultivos y regiones.
En estas circunstancias, aumentar la eficiencia de los sistemas de riego es un imperativo.
La agricultura necesita más que ningún otro sector adaptarse al Cambio Climático y gestionar los riesgos climáticos, como los cada vez más frecuentes e intensos eventos extremos.
Por ejemplo, los análisis de impacto climático podrían indicar a los agricultores las ventajas de contratar seguros agrarios. También estimarían la posible disminución de los ingresos. Especialmente, los análisis podrían sugerir las modificaciones a introducir en el manejo del riego. En general, los estudios de impacto indicarían cómo mantener la rentabilidad. Todos estos análisis se basan en simulaciones con modelos agrícolas.
Modelos de simulación agrícolas
Los modelos agrícolas simulan el crecimiento de los cultivos, el uso del agua y otras variables que facilitan la comprensión de los procesos agrícolas y la toma de decisiones. Los modelos de simulación agrícolas pueden clasificarse en Empíricos, Funcionales y Mecanicistas.
Empíricos
- Obtenidos a partir de regresiones entre variables locales, meteorológicas, etc.
- Válidos solo para las condiciones y lugares en que fueron obtenidos.
- Requieren pocas variables, generalmente disponibles.
Funcionales
- Basados en leyes y relaciones semiempíricas.
- Utilizables en varias condiciones, previa calibración local.
- Utilizan información semi-detallada, disponible en muchos lugares.
Mecanicistas
- Basados en las leyes físicas del sistema suelo-agua-planta-atmósfera.
- Válidos para cualquier condición meteorológica y de suelos.
- Necesitan información detallada, generalmente no disponible.
Los modelos “mecanicistas” o de base física consideran las leyes físicas de todos los procesos involucrados en el crecimiento de los cultivos. Estos modelos simulan la evapotranspiración, la absorción de agua y nutrientes por las raíces, el movimiento del agua en el suelo y muchos otros procesos. Sin embargo por lo general son modelos complejos, que necesitan muchas variables para su funcionamiento.
También existen modelos empíricos, que utilizan generalmente relaciones estadísticas, difícilmente extrapolables a otras condiciones. Por último los llamados modelos “funcionales”, que combinan ambos enfoques. Los modelos «funcionales» resultan sencillos desde el punto de vista de su implementación, mientras conservan una base técnica adecuada. Estos modelos han sido los más utilizados.
Los modelos agrícolas más empleados en estudios de impacto climático han sido los modelos norteamericanos de DSSAT. No obstante, en Europa se ha empleado mucho el modelo CROPSYST. También deben señalarse el modelo mecanicista holandés WOFOST, utilizado regularmente por el JRC para pronósticos de cosechas en Europa. Otro modelo importante es el modelo funcional francés STICS.
DSSAT y CROPSYST han sido utilizando en varios estudios de impacto climático en la agricultura española, particularmente en cereales de secano. Los resultados están recogidos en el capítulo sobre impactos en el sector agrario de la Evaluación Preliminar de los Impactos en España por Efecto del Cambio Climático.
A pesar de que se han empleado mucho en estudios de impacto climático, los modelos funcionales tienen limitaciones en análisis de riesgos en recursos hídricos y particularmente en riego.
Desde el punto de vista del movimiento del agua en el suelo, los modelos DSSAT se basan en el “método de cascada”, una simplificación que ignora otros aportes como la ascensión capilar y la escorrentía.
El método de la cascada no puede utilizarse en casos donde el acuífero esté relativamente cercano, ni en estudios de impacto de lluvias excesivas. En esos casos deberían emplearse los llamados modelos agro-hidrológicos, basados en las ecuaciones de Richards, como el holandés SWAP.