Disponibilidad hídrica y seguridad

alimentaria de cara al cambio climático. Caso de

estudio: Valles Centrales de Oaxaca, México

Autores:

M. en C. Edwin Antonio Ojeda Olivares

Ing. Ana Gabriel Ramírez Lavariega

4to Foro de Ingeniería civil:

Aplicación de la Ingeniería a la

conservación

del recurso agua.

Introducción

SEGURIDAD ALIMENTARIA

CAMBIO CLIMÁTICORECURSO HÍDRICO

La seguridad alimentaria existe cuando todaslas personas en todo momento tienenacceso físico o económico a alimentosnutritivos, inocuos y suficientes parasatisfacer las necesidades dietéticas y de supreferencia para una vida activa y saludable.

Del consumo total de agua, el 80% estádestinado a los cultivos de riego; aunado aesto la demanda de agua se ha triplicadodesde 1950. (Hanjra & Qureshi, 2010)

Importante variación estadística en elestado medio del clima o en suVARIABILIDAD, que persiste durante unperíodo prolongado (normalmentedecenios o incluso más) (IPCC, 2001)

Objetivos

GENERAL• Analizar los efectos que tendrá el cambio climático en la seguridad

alimentaria en los Valles Centrales de Oaxaca.ESPECÍFICOS• Calcular la disponibilidad hídrica en los Valles Centrales de Oaxaca,

bajo escenarios climáticos para un horizonte cercano 2050.• Ubicar localidades vulnerables al cambio climático en cuanto a

recurso hídrico y seguridad alimentaria se refiere.• Calcular los niveles de producción de maíz bajo escenarios de

cambio climático.

Antecedentes

Ericksen en 2008 encontró que las tendencias actuales deproducción de alimentos es la intensificación de cultivos, laexplotación a gran escala de los cultivos con la contratación demano de obra en todo el mundo.

Sin embargo, lo problemas con estos sistemas de producción sonel incremento en la demanda de agua para riego, incremento enla contaminación de los productos agrícolas, pérdida de sueloademás de una gran demanda energética

Antecedentes

INTERNATIONAL FOOD POLICY RESEARCH INSTITUTE (IFIPRI) en 2009analizó algunos escenarios propuestos, (1) el modelo de NCAR(Centro Nacional de los Estados Unidos para la InvestigaciónAtmosférica, por sus siglas en inglés) y (2) el modelo del CSIRO deAustralia (Organización de Investigación Científica e Industrial de laMancomunidad Británica o “Commonwealth”, por sus siglas eninglés). Estos escenarios prevén una disminución en losrendimientos de producción en los cuatro principales cultivos: maíz,arroz, trigo y soya. Lo que trae como consecuencia el aumento en losprecios y evidentemente la disminución en la capacidad de suadquisición.

AntecedentesOtro estudio realizado en China por Wang en 2010; propone un modelodinámico, en el cual analiza cómo afectan a la seguridad alimentaria,factores como El Precio De Los Alimentos, Y El Cambio Climático. Wanganalizó datos de 27 provincias de China, en un periodo de 1985-2007.Dentro de las variables que estudió en su modelo fueron: Consumo percápita de alimentos (kg/persona), índice de precio al menudeo dealimentos, ingreso per cápita de los residentes rurales (yuan), zonas dedesastre (10, 000 hectáreas), superficie sembrada (10,000 acres) y elahorro de los residentes urbanos y rurales. Sin embargo en suspredicciones encontró que el mayor impacto en la seguridadalimentaria estaba dado por los factores del cambio climático; y elaumento de precios no fue significativa su aporte a la seguridadalimentaria.

Área de estudio

El área de estudio llamada subcuenca Alto Atoyaccubre una extensión de 5,940 km2 de los cualesaproximadamente 1,130 km2 conforman la zona deextracción (CNA, 2009). Se analizó una sección deaproximadamente 3910.36 km2, cubre un total de116 municipios.

Área de estudio

SEGURIDAD ALIMENTARIA EN MÉXICO

Desde épocas prehispánicas, la base de la alimentación de México hasido el MAÍZ; en la actualidad esto ha prevalecido, haciendo uso delmaíz en diferentes formas para su consumo. La producción dealimentos en México siempre se ha visto limitada por la escasez deprecipitaciones y el riesgo por las frecuentes SEQUÍAS, y ahora estáamenazado por los CAMBIOS CLIMÁTICOS asociados con elcalentamiento global y la transformación regional del USO DEL SUELO.

La producción promedio de maíz es muy bajo, cerca de las 2toneladas por hectárea, pero en condiciones de riego puedenllegar a tener una productividad mayor a las 10 ton/ha y entierras de secas pueden llegar a tener una productividadcercana a media tonelada por hectárea (Appedini & Linerman,1994).

Metodología

Uso de sueloInformación climatológica

Balance Hídrico: Cálculo de la disponibilidad hídrica

Escenarios de cambio climático

Identificación de zonas convulnerabilidad en la disponibilidaddel recurso hídrico

Cálculo de niveles deproducción de maíz

Cálculo de la reducción en losniveles de producción comoresultados del cambio climático.

MetodologíaUSO DE SUELO. FUENTE, Instituto Nacional deEstadística y Geografía (INEGI)

Información climatológica. FUENTE, Sistema Meteorológico Nacional (SMN)

Metodología

EST NOMBREPprom

(mm/año)

Tprom

(oC)

COORDENADAS

(LAT/LONG)

20151San Francisco

Telixtlahuaca774.4 19 17º18’00”N, 96o54’00”O

20034 Etla 753.5 19.7 17º12’26”N, 96o47’59”O

20079 Oaxaca 746 21.3 17º04’59”N, 96o42’35”O

20044 Jalapa del Valle 761.6 18.9 17º03’57”N, 96o52’42”O

20118San Miguel

Ejutla671.9 20.9 16º34’46”N, 96o44’14”O

Ppromedio : 741mm/año

Tpromedio: 19.96 oC

Metodología

Los modelos de circulación utilizados fueron: MPI-ESM-LR, INM, NorESM1, CanESM2, CNRM-CM5, BCC-CSM1-1, IPSL-cm5a-Ir, GISS-E2-R, MIROC.-esm-chem, MIROC-esm, MIROC5, MOHC, MRI-CGCM3, GFDL-CM3, CSIRO-MK3-6

MetodologíaBALANCE HÍDRICO:Entradas=SalidasPrecipitación= Escorrentía superficial+ Evapotranspiración Real+ Infiltración + Retención de la vegetación

USO DE SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

Procesamiento de la información

Creación de imágenes rasters

Metodología

Escorrentía superficial :El coeficiente de escorrentía es el factor que determina que

porcentaje de la precipitación se fluirá en forma de escurrimiento superficial. Este

parámetro esta dado en función del uso y tipo de suelo, y su cálculo esta dado a través de

la aplicación de métodos indirectos (CNA, 2000).

𝐶𝑒 =𝐾 𝑃 − 250

2000, 𝐾 ≤ 0.15

𝐶𝑒 =𝐾 𝑃 − 250

2000+(𝐾 − 0.15)

1.5, 𝐾 ≥ 0.15

Dónde: Ce: Coeficiente de escurrimiento, P: Precipitación en mm/año, K: Factor que depende del uso y tipo de suelo.

Metodología

TIPO

DE

SUELO

CARACTERISTICAS

ASuelos permeables, tales como arenas

profundas y loess poco compactos

B

Suelos medianamente permeables, tales

como arenas de mediana profundidad:

loess algo más compactos que los

correspondientes a los suelos A;

terrenos migajosos.

C

Suelos casi impermeables, tales como

arenas o loess muy delgados sobre una

capa impermeable, o bien arcillas.

USO DE SUELOTIPO DE SUELO

A B C

Barbecho, áreas incultas y

desnudas0,26 0,28 0,30

CULTIVOS:

En Hilera 0,24 0,27 0,30

Legumbres o rotación de pradera0,24 0,27 0,30

Granos pequeños 0,24 0,27 0,30

PASTIZAL

% del suelo cubierto o pastoreo

Más del 75% - Poco 0,14 0,20 0,28

Del 50 al 75% - Regular 0,20 0,24 0,30

Menos del 50% - Excesivo 0,24 0,28 0,30

BOSQUE:

Cubierto más del 75% 0,07 0,16 0,24

Cubierto del 50 al 75% 0,12 0,22 0,26

Cubierto del 25 al 50% 0,17 0,26 0,28

Cubierto menos del 25% 0,22 0,28 0,30

Zonas urbanas 0,26 0,29 0,32

Caminos 0,27 0,30 0,33

Pradera permanente 0,18 0,24 0,30

Selección del Factor que depende del uso y tipo de suelo, K

Metodología

EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL

Metodología

Procesamiento de la información

Metodología

VULNERABILIDAD HÍDRICA AL CAMBIO CLIMÁTICO:

Variables que incluye en el Índice de marginación social:1) Grado de analfabetismo2) Educación primaria terminada3) Drenaje sanitario4) Acceso a energía eléctrica5) Servicios de agua potable6) Nivel de hacinamiento7) Porcentaje de viviendas con piso de tierra8) Localidades con población menor a 5000 habitantes9) Ingreso económico

MetodologíaNORMALIZACIÓN DE VARIABLES

𝐼𝐸𝑆𝑐𝑐 = 1 −𝑉𝐸𝑆𝑐𝑐

𝑉𝐸𝑆𝐻

𝑍𝑖 =𝑋𝑖 − 𝑋𝑖𝑚𝑖𝑛

𝑋𝑖𝑚𝑎𝑥 − 𝑋𝑖𝑚𝑖𝑛

Dónde:

Zi, Índice normalizado,

Xi min: menor valor de la serie

Xi max: máximo valor de la serie

Xi: valor que se desea normalizar

Dónde:

IEScc es índice de escurrimiento superficial ante el CC,

adimensional.

VEScc volumen de escurrimiento Superficial ante el CC, mm/año,

VESH, volumen de escurrimiento Superficial histórico, mm/año.

Metodología

Metodología

Procesamiento de la información

Resultados

MUNICIPIOS CON VULNERABILIDAD HÍDRICA AL CAMBIO CLIMATICO.1) Magdela Mixtepec2) Magdalena Teítipac3) Oaxaca de Juárez 4) San Bartolomé Quialana5) San Lucas Quiaviní6) San Miguel Mixtepec,7) San Miguel Tilquiápam, 8) San Pablo Cuatro Venados9) San Pedro Mártir,10) Santa Inés del Monte11) Santa María Peñoles12) Santiago Matatlán.

Zonas de Recarga Hídrica

ResultadosPRODUCCION ANUAL DE MAIZ PARA LOS MUNICIPIOS VULNERABLES

ResultadosPRODUCCION ANUAL DE MAIZ PARA LOS MUNICIPIOS VULNERABLES

ResultadosPRODUCCION ANUAL DE MAIZ PARA LOS MUNICIPIOS VULNERABLES

Como podemos ver en losgráficos en el año 7 (2009), seobserva una caída muypronunciada, revisando losucedió en ese año, hubo 13ciclones tropicales (de loscuales 5 alcanzaron laintensidad de tormentotropical), 4 huracanesmoderados y 4 huracanes decategorías 3, 4 y 5. Lo queafectó seriamente laproducción de maíz de eseaño

ResultadosREDUCCION DE LA PRECIPITACIÓN ANTE EL CAMBIO CLIMÁTICO

Resultados

Resultados

en 2013 Broa- Rojas, E. y col. Estudiaron el uso eficiente de la producción de maíces en Morelos, ello determinaron que

EL USO DE RIEGO POR GOTEO AUMENTA EL RENDIMIENTO DE MAÍZ por m3 de agua utilizada. Encontraron

que el rendimiento va de 0.68 kg maíz/m3 agua a 1.4 kg maíz/m3 agua. Lo que ayudaría a mejorar las condiciones de cultivo del maíz, y ayudando a un ahorro significativo de agua. Como el encontrado por Bahena y

Tornero (2007) que obtuvieron un AHORRO SIGNIFICATIVO DE AGUA de hasta un 90.2% del uso de agua de riego

Resultados

Conclusiones

• El cultivo de maíz en los valles centrales Oaxaca es un cultivo muy vulnerable, yaque depende casi en su totalidad de la temporalidad de la estación lluviosa, lacual está destinada a cambiar debido a los efectos del cambio climático.

• Según lo encontrado se esperan reducciones en la producción de maíz deaproximadamente 79%, esto debido a la disminución en un 39%, del recursohídrico; estos resultados nos indican que la seguridad alimentaria de los VallesCentrales de Oaxaca puede verse amenazada, principalmente en estosmunicipios que se identificaron como vulnerables, dentro de ellos destaca lacapital Oaxaca de Juárez.

ConclusionesEs necesario un monitoreo más detallado en los principales municipios para vercómo están siendo afectados actualmente, con el objetivo de tener suficienteinformación que nos permita tomar medidas adecuadas.

Es necesario la utilización de técnicas que permitan una producción sostenible,tanto desde el punto de vista de cultivo como uso eficiente del agua, tales comolos sistemas de riego por goteo que permiten tener resultados eficientes tanto enla producción como en la cantidad de agua utilizada.

Este estudio es solo un escenario posible de lo que podría suceder en un futurocercano y no debe interpretarse como una PREDICCIÓN, ya que como se dijoanteriormente el clima es un factor incierto que envuelve muchas incertidumbresconsigo, pero si puede utilizarse como una herramienta de gestión para mitigar losefectos negativos del mismo.

Algunas soluciones a la seguridad

alimentariaEventos climáticos, como las sequías, las inundaciones o las olas de calorconducen no sólo a la pérdida de la vida, sino también la pérdida a largo plazode los medios de vida a través de la pérdida de activos productivos , el deteriorode la salud y la infraestructura destruida (Vermeulen & col. 2012).

Antes las sequias debemos poner atención a los sistemas de riego máseficientes como los son los sistemas de riego por goteo, sumado a esto el usode energías limpias como lo es la energía solar y el uso de sistemas de bombeocon energía solar que pueden ayudar a reducir aumentar la productividad de lascosechas.

Algunas soluciones a la seguridad

alimentaria

Dado que ya estamos inmersos en este cambio climático, es necesario que setomen acciones con respecto a la seguridad alimentaria. Mbow y col. en 2014reportaron una práctica muy interesante, que se está realizando sobre uso desuelo que analizaron en África, llamado “AGROFORESTERÍA”, en este trabajo seexplican los beneficios de su uso. Además de estar garantizando la seguridadalimentaria, se estaría dando una estrategia para la mitigación del cambioclimático; y ayudaría a compensar con las emisiones de los otros países.

Algunas soluciones a la seguridad

alimentariaPor otro lado, la agricultura debe también PODER ADAPTARSE A LASINUNDACIONES, como lo mencionan Eakin & Appedini en 2008, en el estudio quehicieron en el valle de México; en el cuál explican que las inundación se haincrementado a lo largo de los años; así como no se puede estar seguros de cuálesserán los cambios que ocurrirán, se deben tomar acciones para promoveractividades agrícolas como lo hacían en años anteriores en el Valle de México, enlos cuales los productores se dieron cuenta de que los terrenos se inundaban;entonces OPTABAN POR CULTIVOS DE TRIGO EN INVIERNO YA QUE ESTE CULTIVOREQUIERE EL TERRENO HÚMEDO PARA SU CRECIMIENTO. Entonces pues, ennuestras manos está buscar nuevas formas de agricultura, dado que estamosobservando que los sistemas actuales de producción no están siendo eficientes

Bibliografía

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION