Impacto del cambio climático en la seguridad alimentaria de climas tropicales. Aplicación a la Demarcación Hidrográfica de Manabí - Ecuador

Abstract

[ES] Se espera que el cambio climático aumente las precipitaciones y la temperatura en las zonas tropicales de la costa ecuatoriana. El aumento de la temperatura también aumentará la evapotranspiración, por lo tanto, el futuro balance hídrico en la costa ecuatoriana tendrá una ligera variación. Los cambios en los patrones de precipitación y la evapotranspiración producirán un aumento significativo en los requerimientos de agua para los cultivos actuales, por lo que se espera un desequilibrio en los sistemas de recursos hídricos entre los recursos naturales y las demandas de agua lo que compromete la seguridad alimentaria. Esta investigación presenta los cambios futuros en los requerimientos de agua de los principales cultivos de la Demarcación Hidrográfica de Manabí mediante la identificación del impacto del cambio climático en los recursos hídricos y establece medidas de adaptación mediante un modelo gestión de recursos hídricos para garantizar la disponibilidad de agua y por ende la producción agrícola. El efecto del cambio climático en los recursos hídricos de la Demarcación Hidrográfica de Manabí, en la región costera del Ecuador, se evaluó en las cuencas de los ríos Chone y Portoviejo en el período 1964 - 2012 mediante el Modelo Hidrológico Agregado de Témez y el uso de doce proyecciones climáticas con corrección de sesgo, a partir de dos modelos de circulación general AR5, dos escenarios RCP 4.5-8.5 y tres períodos, a corto (2010-2039), a mediano (2040- 2069) y a largo plazo (2070-2099). Los modelos CCSM4 y ECHAM6 indican una intensificación progresiva de la temperatura a corto, mediano y largo plazo en todos los escenarios, siendo el RCP4.5 más ligero y el RCP8.5 más severo. En las cuencas de estudio, se observan aumentos de lluvia de menos del 5%, de acuerdo con el modelo climático CCSM4 en el escenario RCP4.5, mientras que en los escenarios RCP8.5 hay un aumento de hasta 29% a largo plazo. Según el modelo ECHAM6, se proyectan aumentos en la precipitación de hasta 36% a largo plazo. Ambos modelos coinciden con el aumento de las variables en la estación seca, mientras que en la estación húmeda se proyecta una ligera disminución con el modelo CCSM4 y un aumento con el modelo ECHAM6. Los cálculos de ETP de los métodos Thornthwaite (ETP Th) y Penman Monteith (ETP P-M) muestran resultados similares en el clima actual. Sin embargo, bajo el cambio climático, el método Thornthwaite da resultados significativamente más altos con respecto al método Penman Monteith. Basado en ETP Th, el modelo CCSM4 muestra una reducción en la aportación de -8%, mientras que el modelo ECHAM6 indica un aumento hasta un 16%. Los resultados basados en ETP P-M indican un aumento en la aportación de 25% y 30% acorde a los modelos CCSM4 y ECHAM6 respectivamente. Esta investigación muestra que, en las regiones tropicales, los sistemas de recursos hídricos actualmente viables podrían volverse insostenibles en escenarios de cambio climático. Para garantizar el suministro de agua en el futuro se requieren medidas adicionales como las reglas de operación del embalse y la mejora de la eficiencia del riego del sistema de 0,43 a 0,65; lo que implica mejorar el sistema de distribución y aplicación.

[CA] S'espera que el canvi climàtic augmenta les precipitacions i la temperatura a les zones tropicals de la costa equatoriana. L'augment de la temperatura també augmentarà l'evapotranspiració, per tant, el futur balanç hídric a la costa equatoriana tindrà una lleugera variació. Els canvis en els patrons de precipitació i l'evapotranspiració produiran un augment significatiu en els requeriments d'aigua per als cultius actuals, per la qual cosa s'espera un desequilibri en els sistemes de recursos hídrics entre els recursos naturals i les demandes d'aigua el que compromet la seguretat alimentària. Aquesta investigació presenta els canvis futurs en els requeriments d'aigua dels principals cultius de la Demarcació Hidrogràfica de Manabí mitjançant la identificació de l'impacte de l'canvi climàtic en els recursos hídrics i estableix mesures d'adaptació mitjançant un model gestió de recursos hídrics per a garantir la disponibilitat de aigua i per tant la producció agrícola. L'efecte de l'canvi climàtic en els recursos hídrics de la Demarcació Hidrogràfica de Manabí, a la regió costanera de l'Equador, es va avaluar en les conques dels rius Chone i Portoviejo en el període 1964-2012 mitjançant el model hidrològic agregat de Témez i l'ús de dotze projeccions climàtiques amb correcció de biaix, a partir de dos models de circulació general AR5, dos escenaris RCP 4.5-8.5 i tres períodes, a curt termini (2010-2039), a mitjà termini (2040- 2069) ia llarg termini (2070-2099). Els models CCSM4 i ECHAM6 indiquen una intensificació progressiva de la temperatura a curt, mitjà i llarg termini en tots els escenaris, sent el RCP4.5 més lleuger i el RCP8.5 més sever. A les conques d'estudi, s'observen augments de pluja de menys de el 5%, d'acord amb el model climàtic CCSM4 a l'escenari RCP4.5, mentre que en els escenaris RCP8.5 hi ha un augment de fins el 29% a llarg termini. Segons el model ECHAM6, es projecten augments en la precipitació de fins el 36% a llarg termini. Segons el model ECHAM6, es projecten augments en la precipitació de fins el 36% a llarg termini. Tots dos models coincideixen amb l'augment de les variables en l'estació seca, mentre que a l'estació humida es projecta una lleugera disminució amb el model CCSM4 i un augment amb el model ECHAM6. Els càlculs de ETP dels mètodes Penman Monteith i Thornthwaite mostren resultats similars en el clima actual. No obstant això, sota el canvi climàtic, el mètode Thornthwaite dóna resultats significativament més alts pel que fa a l'mètode Penman Monteith. Aquest estudi mostra que, en conques tropicals, l'ús de Thornthwaite pot donar resultats excessius. Basat en ETP Th, el model CCSM4 mostra una reducció en l'aportació de -8%, mentre que el model ECHAM6 indica un augment fins a un 16%. Els resultats basats en ETP P-M indiquen un augment en l'aportació de 25% i 30% d'acord amb els models CCSM4 i ECHAM6 respectivament. Aquesta investigació mostra que, en les regions tropicals, els sistemes de recursos hídrics actualment viables podrien tornar insostenibles en escenaris de canvi climàtic. Per garantir el subministrament d'aigua en el futur es requereixen mesures addicionals com les regles d'operació de l'embassament i la millora de l'eficiència de l'reg de el sistema de 0,43-0,65; el que implica millorar el sistema de distribució i aplicació.

[EN] Climate change is expected to increase rainfall and temperature in the tropical areas of the Ecuadorian coast. The increase in temperature will also increase evapotranspiration therefore, future water balance on Ecuadorian coast will have a slight variation. Changes in precipitation patterns and evapotranspiration will produce an increase in the water requirements for current crops, so an imbalance in the water resources systems between natural resources and water demands is expected. This study present water resources management as an adaptation measure to climate change for reducing vulnerability in tropical areas. This research presents the future changes in the water requirements of the main crops of the Manabí River Basin District by identifying the impact of climate change on water resources and establishes adaptation measures through a water resources management model for the availability of water and therefore agricultural production. The effect of climate change on water resources was evaluated in the Chone and Portoviejo river basins in the period 1964 - 2012 by Lumped Témez Hydrological Model. and twelve bias-corrected climate projections from two AR5 General Circulation Models, two Representative Concentration Pathways, 4.5-8.5 scenarios, and three periods, short (2010-2039), medium (2040-2069) and long-term (2070-2099). The models CCSM4 and ECHAM6 indicate a progressive intensification of temperature in the short, medium and long-term term in all scenarios, being the lightest RCP4.5 and the most severe RCP8.5. In the study basins rainfall increases of less than 5% are observed, according to the CCSM4 climate model under RCP4.5 scenario, while in the RCP8.5 scenario there is an increase of up to 29% in the long term. According to the ECHAM6 model, increases in the resolution of up to 36% are projected in the long term. Both models coincide with the increase of the precipitation in the dry season, while in the wet season a slight decrease is projected with the CCSM4 model and an increase with the ECHAM6 model. The ETP calculations by Penman Monteith and Thornthwaite methods show similar results under the current climate. However, under climate change, Thornthwaite method gives results significantly higher regarding to Penman Monteith method. This study shows that, in tropical basins the use of Thornthwaite can give results excessive. Based on ETP Th, the CCSM4 model shows a reduction in streamflow in -8%, while the ECHAM6 model indicates an increase until 16%. The results based on ETP P-M indicate increase in streamflow in 25% and 30% according to CCSM4 and ECHAM6 models respectively. This research shows that, in tropical regions, currently viable water resources systems could become unsustainable under climate change scenarios. To guarantee the water supply in the future additional measures are required as reservoir operation rules and irrigation efficiency improvement of system from 0,43 to 0,65; which it involves improving the distribution and application system