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RECURSOS HÍDRICOS, ESTACIONALIDAD Y CAMBIO CLIMÁTICO: UN DESAFÍO PARA LA AGRICULTURA CHILENA NICOLÁS BAMBACH O.1,2, FRANCISCO MEZA D.1 1
CENTRO INTERDISCIPLINARIO D E CAMBIO GLOBAL . PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA D E CHILE. CICG-­‐UC. 2
MAGISTER EN RECURSOS NATURALES, FACULTAD DE AGRONOMIA E INGENIERÍA FORESTAL. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE. En climas Mediterráneos y semiáridos, la agricultura de riego es el mayor consumidor de recursos hídricos superficiales y subterráneos. En Chile, un 53,3% de las tierras de cultivo se encuentran bajo riego (INE, 2007), las cuales se concentran en la zona centro y centro-­‐sur. La agricultura de riego explica una parte sustancial del producto interno bruto del sector y constituye la principal fuente de ingresos y alimentos para una parte importante de la población rural. Debido a esto, es relevante para la sustentabilidad y la vida de los sistemas humanos la evaluación de los impactos que las condiciones climáticas futuras pueden tener sobre la productividad agrícola, tanto en sistemas bajo riego como en el secano, y el uso de los recursos (ej. uso de suelo y agua), convirtiéndose en la pieza clave de información para investigadores del área agrícola y encargados de políticas públicas. Los impactos del cambio climático en la agricultura, serían por una parte el efecto directo del clima sobre el crecimiento y desarrollo de los cultivos (impacto en rendimientos), determinado por la influencia de la temperatura, precipitación, radiación solar y el dióxido de carbono atmosférico. Por otra parte, los cambios climáticos pueden afectar la demanda de agua de riego, considerando que un aumento de precipitaciones cercano a la temporada, puede reducir la demanda, como un aumento de la productividad podría aumentarla (Schlenker et al., 2007). A su vez, la oferta de recursos hídricos para el riego se podría ver afectada, problemática que constituye el centro de la discusión de este artículo. La zona central de Chile (32-­‐36 º Sur) es caracterizada por un clima Mediterráneo, con inviernos suaves y húmedos, y veranos cálidos y secos. El verano esta casi permanentemente afectado por el bloqueo de una alta presión ubicada en el sudeste del Pacífico, en el caso del invierno (mayormente concentrado entre Mayo y Septiembre) los vientos del oeste pueden alcanzar la región y generar sistemas frontales y precipitaciones orográficas (Rütllant et al.,1991). La precipitación en altas altitudes (sobre 2.500 m.s.n.m) fluctua entre los 500 (mm/año) en la zona norte semiárida y los 2.500 (mm/año) en los 36º Sur. La isoterma 0ºC disminuye su rango de altitud desde los 4.000 m.s.n.m. en los 32º Sur a 3.000 m.s.n.m. en los 36º Sur. (Carrasco et al., 2005). Esto permite la presencia de una importante área de glacieres de montaña en esta región (Rivera et al., 2000). 1 Una dimensión importante de la estacionalidad es la relación entre el tiempo y la disponibilidad del agua. Cambios en el clima y la estacionalidad pueden afectar drásticamente la distribución temporal y cantidad de precipitación, escurrimiento y caudal, que pueden manifestarse como escasez o exceso en relación a los patrones históricos de distribución espacial y temporal. El clima de Chile continental hacia finales del siglo XXI, simulado por el modelo regional PRECIS, presenta cambios significativos en temperatura y precipitación, en todos los escenarios proyectados (CONAMA, 2007), los que tendrían un impacto en el volumen y estacionalidad de la oferta hídrica (Barnet et al., 2005). El aumento en temperaturas proyectado, provoca una disminución en la capacidad de almacenamiento de agua en la zona andina, considerando que la isoterma de 0°C sufre un alza de altura. Desde 1975, la variación de la línea de nieve muestra un calentamiento medio de la troposfera con un incremento en la elevación de la isoterma 0ºC de 122 ± 8 m en inviernos, y 200 ± 6 m en verano (Carrasco et al., 2005). En relación a las precipitaciones, la zona central del país presenta una tendencia a la disminución del volumen anual (CONAMA, 2007). Cabe destacar, que las precipitaciones, la evapotranspiración y el escurrimiento, son flujos del ciclo hidrológico que no varían aisladamente desde una cuenca a otra ni tampoco desde una región a otra, sino más bien son parte de una amplia matriz de intercambio de flujos hídricos que se extienden en el globo. De este modo, la estacionalidad de caudales varía ampliamente desde un río a otro, puesto que se encuentra influenciada por el ciclo local de precipitaciones, el ciclo local de demanda por evaporación, el período de acumulación de nieve (cualquiera sea), los tiempos de viaje del agua desde la fuente de escurrimiento, por el almacenamiento sub-­‐superficial, los canales de riego y las prácticas de manejo, entre otros factores. (Dettinger et al., 2000). La acumulación de nieve en Los Andes Central es la primera fuente de los caudales de Chile Central. Los registros de acumulación de nieve entre 1951-­‐2005 revelan que existiría una marcada variabilidad interanual, la cual estaría fuertemente correlacionada con el régimen de precipitaciones y temperatura de la zona de Chile Central. Una alta acumulación de nieve está asociada generalmente a eventos Niño en el Pacífico Tropical, pero solo 5 de 10 años de baja acumulación coinciden con eventos Niña (Masiokas et al., 2006). Durante el mismo periodo, la ocurrencia del fenómeno del Niño afectó directamente el escurrimiento de agua (Waylen y Caviedes, 1990). Esto se observó sistemáticamente en el norte del Glaciar Echaurren (33º 35’ Sur), donde se midió un balance de masa positivo en los años Niño, como un balance de masa negativo durante los eventos de La Niña (Escobar et al., 1995). El conocimiento de las fuerzas que manejan el retroceso general de glaciares en la región es limitado, sin embargo, estudios recientes concluyen que el retroceso de glaciares en los Andes Central es un fenómeno que se encuentra explicado principalmente por el calentamiento de la atmósfera y la reducción en precipitaciones ocurrido en los últimos 150 años. (Le Quesne et al., 2008). En la zona 2 central de Chile los glaciares se concentran en la Cuenca del Aconcagua, Maipo, Cachapoal y Tinguiririca. En base a algunos estudios se estima que en esta zona, entre 1955 y 2006, el área de glaciares se ha 2
reducido en más de 200 km . Se espera que gran parte de los pequeños glaciares desaparezcan, con importantes consecuencias en el almacenamiento y disponibilidad de agua en la zona central de Chile (Bown et al., 2008). Los Cambios Climáticos observados, estiman una mayor frecuencia de episodios cálidos asociados al fenómeno del Niño, persistencia e intensidad, que ha sido evidenciado desde la mitad de la década de los 70’, comparado con los 100 años anteriores (Christensen et al., 2007). Potenciales cambios en la frecuencia, intensidad y persistencia de climas extremos (olas de calor, fuertes precipitaciones, y sequias) y en la variabilidad climática (El Niño – ENSO) están emergiendo como determinantes claves de los futuros impactos y vulnerabilidad. Cabe destacar que un incremento en temperaturas no necesariamente implica una reducción de los caudales en cualquier lugar, que sería lo esperado considerando el aumento de la demanda de agua por evapotranspiración. En la zona mediterránea, la evapotranspiración potencial presenta un pronunciado ciclo anual mínimo (máximo) en invierno (verano). En cuencas relativamente bajas, un incremento en temperatura conlleva a un mayor ingreso de agua líquida durante el invierno, lo que incrementa la humedad del suelo, y por tanto la disponibilidad de agua por escurrimiento superficial (Vicuña et al., 2008). En la Cuenca del Maipo, se puede observar que los Caudales Medios diarios del Río Colorado en Junta Río Maipo (890 m.s.n.m.) presentan un aumento promedio mensual al comparar los períodos 3
1962-­‐1981 y 1982-­‐2001 de 6.15 m /s , lo que estaría explicado por un aumento en altura de la precipitación líquida en invierno y un mayor temperatura durante todo el año (Figura 1). 3 70
Caudal Medio Mensual (m3/s)
60
50
40
30
20
10
0
1962-­‐1981
1982-­‐2001
Figura 1. Caudal medio mensual Río Colorado (m3/s) El comportamiento observado de los ciclos hidrológicos en la zona central de Chile, hace pensar que en el mediano corto plazo observaremos: -­‐
Un leve incremento de la oferta hídrica en Ríos alimentados por grandes glaciares. -­‐
Una disminución de la oferta hídrica en Ríos alimentados por glaciares medianos y pequeños. -­‐
Un retroceso generalizado de glaciares por causa del calentamiento global. -­‐
Cambios en la estacionalidad de caudales, explicado por la desaparición de glaciares pequeños, y la ocurrencia de eventos del Niño más frecuentes, persistentes e intensos. El incremento en la variabilidad climática y de eventos climáticos extremos, resultado del cambio climático global, se presentan como una amenaza para la agricultura y los ecosistemas dependientes del agua. Los cambios en la disponibilidad de agua no solo afectarían a la agricultura desde los potenciales impactos por problemas de estrés hídrico, si no también se esperan consecuencia sobre el medio ambiente por una reducción en la calidad de las aguas (contaminación) que afecta la productividad de los ríos, y la diversidad y distribución de especies (Quinn et al., 2001). La agricultura en Chile necesita desarrollar una capacidad de adaptación que le permita ajustarse a los cambios climáticos, incluyendo la variabilidad climática y fenómenos extremos, para moderar el daño 4 potencial esperado, para tomar ventajas de oportunidades, o atenuar las consecuencias. Los cambios en el régimen hídrico de la zona, requieren del desarrollo de estrategias de adaptación, basadas en la planificación flexible. En general las principales estrategias se enfocan en el desarrollo tecnológico, aumento de la superficie de riego, y mejoramiento genético (Rosenzweig et al., 2004). El diseño de planes flexibles debería considerar 5 componentes fundamentales: -­‐
Consideraciones de Escala Espacial y Temporal: Planes a menores escala espacio temporal tenderán a ser más flexibles que planificaciones a escalas mayores. Un sistema compuesto de un diseño central con varios niveles de planificación a partir de un eje programático, debiesen permitir una mayor capacidad de adaptación. -­‐
Trabajo Interdisciplinario y Multisectorial: La complejidad de los sistemas naturales requiere de soluciones integradas, que permitan la confluencia desde distintas perspectivas para abordar las temáticas de estudio, que permitan ofrecer soluciones que minimicen consecuencias adversas para la sociedad y el medio ambiente. -­‐
Consideraciones Legales y Políticas: La planificación debe enmarcarse en un contexto de políticas estrategias orientadas al uso sustentable de los recursos, las cuales estén respaldadas por leyes que aseguren una política estratégica por sobre visiones ideológicas. -­‐
Investigación y Desarrollo: Los Centros de Investigación y transferencia tecnológica deben ser capaces de reconocer las necesidades actuales y futuras de la sociedad, para desarrollar investigación y tecnología de acuerdo a los desafíos que se presentan en un contexto de importantes cambios. -­‐
Educación y Comunicación: El conocimiento de los actuales Cambios Globales, junto a las políticas de prevención, adaptación y mitigación, deben ser comunicados a los diferentes sectores de la sociedad, para que estos puedan entender su rol y sean participes de las medidas para enfrentar el futuro. Así también, la educación juega un rol clave para la construcción de una sociedad consciente del mundo en el que se desenvuelve. En general, las políticas para enfrentar los actuales Cambios Globales que tienen un impacto sobre la estacionalidad, deben enfocarse en tres ejes: Prevención, Adaptación y Mitigación (Parry et al., 2007), según se observa en la siguiente figura. 5 Prevención (Acciones de anticipación al riesgo)
Adaptación (Capacidad de ajustarse a los cambios)
Mitigación
(Reducción o diminución del riesgo)
• Sistema de alertas tempranas.
• Preparación y educación en eventos extremos.
• Mejoras en la capacidad de predicción.
• Descentralización de información útil para la planificación.
• Mejora en instituciones confiables y flexibles.
• Planificación y Ejecución de obras de infraestructura.
• Ordenamiento Territorial
• Políticas de Manejo del Recurso Hídrico
• Desarrollo de Capacidades y Tecnología
• Reducción de Gases de Efecto Invernadero
• Procesamiento de desechos
• Reforestación
• Control de Erosión
Figura 2. Estrategias de Prevención, Adaptación y Mitigación. (Fuente: Elaboración de los autores) En Chile, la prevención, preparación, respuesta y recuperación ante los impactos del cambio climático, son prioritarias para el Estado. En este contexto, el Plan Nacional de Cambio Climático impulsado recientemente por la Comisión Nacional de Medio Ambiente, estará concentrado en generar una línea base de información sobre escenarios de impactos y opciones de adaptación en sectores considerados claves en el quehacer nacional. Entre éstos, los recursos hídricos, por su transversalidad hacia todos los demás sectores; la minería, el sector silvoagropecuario y otras industrias y servicios relevantes. (CONAMA, 2008) En el caso del sector silvoagropecuario, el fortalecimiento de la capacidad de adaptación requiere del desarrollo de políticas de uso sustentable del recurso hídrico, que disminuyan al máximo las ineficiencias en su uso. Por otra parte, se debe incentivar la construcción de obras de infraestructura que permitan manejar adecuadamente el recurso, en escenarios extremos. Además, los esfuerzos para mejorar la capacidad de adaptación del sector deben focalizarse, según la vulnerabilidad de los diferentes actores del sistema, para lo cual sería recomendable construir mapas de vulnerabilidad en relación al tamaño de los productores y el tipo de cultivo que desarrollan. Además las estrategias nacionales de manejo de recursos hídricos en el contexto del cambio climático, debiesen considerar las complejas relaciones ecológicas que determinan la relación de oferta y demanda de agua, como recurso clave para la vida. 6 AGRADECIMIENTOS El presente artículo se originó a partir de la participación de los autores en el Coloquio Internacional “Estacionalidad y Recursos Hídricos en el Hemisferio Occidente”, organizado por el Instituto Interamericano para la Investigación del Cambio Global (IAI), el Instituto Argentino en Nivología y Glaciología (IANIGLA), y el Centro Nacional para la Investigación Atmosférica de Estados Unidos (NCAR). Agradecemos a todos quienes con su trabajo y discusión durante el Coloquio, contribuyeron a la elaboración de este artículo. Este trabajo está bajo el marco del proyecto de investigación: “Climate Change and Irrigated Agriculture”, con el apoyo del Inter-­‐American Institute for Global Change (IAI-­‐SGP-­‐HD #003) el cual es financiado por Nacional Science Foundation (Grant GEO-­‐0642841). 7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Barnett T.P., Adam J.C. and Lettenmaier D.P. ,2005. Potential impacts of a warming climate on water availability in snow-­‐dominated regions. Nature, 438, 303-­‐309. Bown F., Rivera A., Acuña C., 2008. Recent glacier variations at the Aconcagua basin, central Chilean Andes. Annals of Glaciology, 48, 43-­‐48. Carrasco, J.C., Quintana, J., Casassa, G., 2005. Changes of the 0 °C isotherm and the equilibrium line altitude in central Chile during the last quarter of the 20th century. Hydrol. Sci. J. 50, 6, 933–948. 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