Los árboles frutales detienen su crecimiento durante el periodo más frío del año para evitar daños. Para reanudar su crecimiento y para que la producción de fruta tenga éxito, necesitan acumular frío invernal. Se espera que el calentamiento global disminuya la disponibilidad de frío invernal, con un impacto potencialmente negativo en la viabilidad y el rendimiento de estos cultivos. Los cultivos estudiados serían viables en el futuro próximo, y dependiendo del lugar, siempre que se utilicen variedades con menores requerimientos de frío respecto de los actuales. Sin embargo, en algunas zonas estas variedades podrían no ser adecuadas en el futuro lejano, en el que la situación se agravaría; esto podría ocurrir en partes de algunas regiones actualmente muy productivas. En estos casos, la adaptación sería posible mediante el desplazamiento del cultivo a zonas adyacentes, junto con una cuidadosa selección de variedades en términos de requisitos de frío. En el estudio se han incluido recomendaciones de adaptación, con baja incertidumbre respecto a las proyecciones climáticas, utilizando variedades reales de cultivos leñosos, lo que facilita la interpretación y la aplicación sobre el terreno a los agricultores y técnicos agrícolas.

España se encuentra entre los mayores productores de fruta del mundo. Ocupa el primer lugar en la producción de aceitunas, que ocupan la mayor superficie entre los cultivos frutales con 2,52 millones de hectáreas y 6,55 millones de toneladas de producto, lo que supone alrededor del 31% del total de la producción mundial; ocupa el tercer lugar en la producción de melocotones y nectarinas, con 1,8 millones de toneladas, y el séptimo para las cerezas, con 0,11 millones de toneladas (FAOSTAT, 2018).

Los árboles frutales son bastante vulnerables a las bajas temperaturas. En los meses más fríos del año permanecen inactivos para evitar los daños causados por estas bajas temperaturas. Durante este periodo de descanso, llamado dormancia o dormición, los árboles detienen su crecimiento y modifican su fisiología celular. Para que las yemas salgan de esta endodormancia, es necesario acumular una determinada cantidad de temperaturas frías (es decir, sus necesidades de frío). Una vez cumplido el requisito de frío, las yemas se romperán en respuesta al calor (Lang et al., 1987). Este mecanismo es una forma de acoplar la fenología de los árboles frutales y el clima local para garantizar que los árboles no resulten dañados por las temperaturas frías: después de alcanzar un determinado umbral (el requisito de frío) se supone que las temperaturas excesivamente frías son menos frecuentes. Por lo tanto, la idoneidad espacial de una especie de cultivo leñoso depende de que se cumplan los requisitos de frío, entre otros factores. Las características específicas de las variedades de cultivo proporcionan una flexibilidad adicional a una serie de condiciones ambientales.

El objetivo de este trabajo es proporcionar una evaluación de las áreas de frío invernal seguras proyectadas para la España peninsular y las Islas Baleares, en un futuro próximo (2021-2050) y lejano (2071-2100) para cultivos y variedades específicas, y con una baja incertidumbre relacionada con las proyecciones climáticas. Para ello, se calcularon las proyecciones de acumulación de frío utilizando diferentes modelos para posteriormente calcular una métrica denominada frío invernal seguro (SWC; Luedeling et al. 2009) que permitió obtener los umbrales de acumulación de frío que se espera que se alcancen al menos el 90% de los años, situación que en principio mantendría la sostenibilidad económica de los cultivos. La obtención de un único valor SWC con alta confianza en cuanto a las proyecciones climáticas fue posible utilizando un índice (Rodríguez et al., 2019) que aplicado al conjunto de proyecciones climáticas permite obtener el nivel de confianza de que se satisfaga una hipótesis (H), siendo en este caso H que se consigue la acumulación de una cierta cantidad de frío. Posteriormente, se realizó una revisión bibliográfica de las necesidades de frío para romper el periodo de dormición de siete de los cultivos leñosos templados más importantes en España: almendro, manzano, cerezo, olivo, melocotón, ciruelo y vid. Con estos se definieron niveles de acumulación de frío que permitieron finalmente identificar las zonas, para cada cultivo, donde se proyectan las zonas de frío invernal seguro.

Los mapas que muestran una estimación de la producción española por cultivo leñoso considerada se han obtenido a partir de la información de producción provincial (categoría NUTS3 de Eurostat) de 2017, disponible en el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA, 2019), junto con la información de ocupación del suelo más actualizada disponible en el Sistema de Información de Ocupación del Suelo de España (SIOSE, 2018). El conjunto de datos disponible en el SIOSE proporciona información de alta resolución (a nivel de parcela) sobre la superficie del polígono y el porcentaje de la superficie asignada a las diferentes clases, siendo tres las clases adecuadas para la construcción de los mapas: olivo, vid y el cultivo leñoso no cítrico.

La mayoría de los cultivos (excepto el olivo y la vid, que estaban en su propia clase) se redujeron a la misma clase de cultivos leñosos no cítricos, lo que significa que algunas zonas pueden no reflejar las zonas exactas de producción de los cultivos. No obstante, la producción provincial es exacta, y los mapas resultantes reflejan una distribución general precisa de los cultivos considerados cuando se comparan con zonas muy productivas conocidas. Por lo tanto, los mapas resultantes mostrados en la Fig. 1 pueden utilizarse como una estimación actual sólida, representada por el año 2017, de la producción total actual y la distribución de los cultivos estudiados a escala nacional.

Fig. 1. Mapas de producción total anual estimada para el año 2017 (en miles de toneladas), calculada con la información disponible del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA, 2019) a nivel NUTS3. La información se ha reducido a nivel de celda de cuadrícula, utilizando los datos disponibles en el Sistema de Información de Ocupación del Suelo de España (SIOSE, 2018), distribuyendo proporcionalmente la producción provincial a cada superficie de clase de cultivo para el olivo (panel a) y la vid (panel b), y proporcionalmente a la superficie de clase de cultivo leñoso no cítrico para el melocotón (panel c), la manzana (panel d), la ciruela (panel e), la cereza (panel f), la almendra (panel g) y el total sumando los siete cultivos (panel h). Fuente: Agricultural Systems.

La disminución generalizada de las zonas seguras de frío invernal afectará más severamente al suroeste de España, a las zonas costeras mediterráneas y a los valles del Tajo y del Ebro, de acuerdo con Campoy et al. (2018a), Gabaldón-Leal et al. (2017), Rodríguez et al. (2019a) y Luedeling et al. (2011). Estas son precisamente las regiones con mayor producción en el país de los cultivos estudiados, evidenciando la relevancia de este y otros estudios similares para apoyar una adaptación efectiva al cambio climático de los cultivos leñosos.

En este estudio se ha puesto de manifiesto la importancia de la selección de variedades para la adaptación de los cultivos, siendo el cerezo el caso extremo entre los cultivos estudiados. Cabe destacar que las zonas seguras de frío invernal cambian mucho en función del nivel de exigencia de frío de la variedad.

En general, la disponibilidad de cultivares con bajos requerimientos de frío permitiría la viabilidad futura de los cultivos estudiados en las zonas actualmente más productivas. Sin embargo, se espera que bajo un escenario de altas emisiones de gases de efecto invernadero (y en consecuencia un mayor calentamiento global) se comprometa la viabilidad en algunos casos; por ejemplo, para el melocotón, la ciruela y la manzana. Esto concuerda con Funes et al. (2016), que encontraron dificultades para cumplir con los requisitos de acumulación de frío de la manzana en períodos futuros y escenarios de emisiones severos en el noreste de España, una zona productiva relevante para este cultivo.

En el caso de los cultivos de olivo y almendro, con una alta producción localizada en el sur de España, aunque se espera una reducción relativamente pequeña de la superficie adecuada para las variedades de bajo requerimiento de frío en un futuro próximo, los resultados sugieren que dichas zonas adecuadas para los cultivos se desplazarían hacia el norte. Aunque los resultados para el suroeste de Andalucía presentan más incertidumbre debido a la escasa validación de los modelos en esa región (véase Rodríguez et al., 2019a), las futuras áreas viables proyectadas en este estudio para el olivo están de acuerdo con Gabaldón-Leal et al. (2017) donde, dejando de lado diversas diferencias metodológicas, los autores también identificaron áreas vulnerables en las costas suroeste y sureste de la región para las variedades Arbequina y Picual.

La metodología seguida en este estudio facilita la comprobación de hipótesis tales como si se espera que se cumplan umbrales específicos de requerimientos de frío en determinadas zonas durante el 90% de los años, con una incertidumbre baja en lo referente a las proyecciones climáticas. Esto se traduce en la evaluación del impacto del cambio climático sobre la idoneidad de una zona determinada para el cumplimiento de determinados requerimientos frío varietales, lo que facilita las decisiones de adaptación.

Fig. 2. Requerimientos de frío para algunas variedades comunes y extremas (requerimientos muy bajos y altos) (cruces pequeñas negras), CR_low, CR_med y CR_high (círculos naranjas, amarillos y azules, respectivamente) y rango varietal de la especie (barras) para manzana, vid, melocotón, cereza, ciruela, almendra y olivo. Las necesidades de frío para la aceituna utilizando las unidades de frío De Melo-Abreu se muestran en el panel derecho y el resto se expresan como porciones de frío para el modelo dinámico, que se muestra en el panel izquierdo. (Para la interpretación de las referencias al color en la leyenda de esta figura, se remite al lector a la versión web de este artículo). Fuente: Agricultural Systems.

En este trabajo se han proporcionado por primera vez las áreas de frío invernal seguras para variedades representativas de cultivos leñosos en España, utilizando un índice para identificar un alto consenso en la evaluación de la viabilidad de los cultivos proveniente de las proyecciones climáticas.

El estudio, que discrimina entre diferentes categorías de variedades según sus necesidades de acumulación de frío, es especialmente interesante para los agricultores, quienes pueden planificar y realizar una adaptación de cara a conseguir un cultivo económicamente viable. También es interesante para los gestores políticos a la hora de tomar decisiones orientadas a la planificación y la seguridad alimentaria.

En un futuro próximo, la viabilidad de las variedades con requerimientos de frío medio y alto de los cultivos arbóreos analizados en las regiones españolas con una producción actualmente elevada se ve comprometida, mientras que las variedades con requerimientos de frío bajo serían en general viables.

En un futuro lejano, se prevé que la situación se agrave, siendo el ciruelo, el almendro y el manzano, seguidos del melocotón, los cultivos más afectados, y siendo el cerezo, el olivo y la vid los menos afectados en los lugares de mayor producción en España.

Sin embargo, la adaptación es posible mediante el cambio de cultivos a zonas adyacentes y una cuidadosa selección de variedades en términos de requisitos de frío. Estos resultados apoyan las decisiones de adaptación por parte de los agricultores y los técnicos agrícolas, facilitando la optimización de la elección de variedades que garanticen un frío invernal seguro con una baja incertidumbre climática para cada ubicación. No obstante, a pesar de los esfuerzos realizados en este estudio para mejorar la solidez y la fiabilidad de las proyecciones, sigue habiendo incertidumbre para algunas zonas y cultivos; por consiguiente, es necesario seguir experimentando en el campo e investigando para conocer y cuantificar mejor las necesidades de frío de los cultivos.

Por último, este estudio subraya la importancia de desarrollar estrategias de adaptación dinámicas en el tiempo, flexibles y locales en función de las proyecciones del futuro próximo. El desarrollo de nuevos cultivares con bajos requerimientos de frío también ayudaría a mejorar la viabilidad de los cultivos leñosos durante la segunda mitad del siglo XXI. También es importante recalcar que la mitigación del cambio climático surge como una necesidad imperiosa para evitar escenarios desfavorables y para limitar el impacto negativo de los futuros escenarios de mayor calentamiento en la producción de cultivos y la seguridad alimentaria.