Padrões geográficos no clima e na tecnologia agrícola

Padrões geográficos no clima e na tecnologia agrícola
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O impacto do aumento da temperatura devido às mudanças climáticas tem sido uma preocupação mundial para várias áreas de pesquisa. Entre os vários impactos potenciais das mudanças climáticas, aqueles que afetam o meio ambiente e a segurança alimentar.

A agricultura está entre as mais vulneráveis ​​às mudanças climáticas. Mais especificamente, os impactos estão relacionados ao encurtamento do período de crescimento e floração, juntamente com a redução do número e tamanho dos grãos, bem como o rendimento total. Consequentemente, em muitos países, a produtividade agrícola das culturas continua a diminuir no futuro. Assim, entender como a mudança climática pode afetar a agricultura está se tornando um passo fundamental para garantir a segurança alimentar global.

Dados de produtividade e áreas de presença de soja

A produtividade da soja para cada município brasileiro foi calculada pela razão entre a produção e a área colhida. Os valores de produtividade são dados em toneladas por hectare para o período de 1994-2010. Os valores de produção e área colhida foram obtidos utilizando o Sistema de Recuperação Automática IBGE banco de dados foi identificado um total de 2.304 municípios produtores brasileiros de soja nesse período.

Censo Agro

Os valores médios da produtividade da soja (ou seja, 1994-2010) são maiores na região centro-sul do Brasil. A distribuição da produtividade média da soja, quando comparada ao número de municípios produtores de soja, apresenta uma distribuição assimétrica com poucos municípios apresentando a maior produção. A produtividade de 597 municípios variou de 2,01 a 2,50 ton ha-1. Sete municípios localizados na região sul apresentam os maiores valores de produtividade média. Além disso, 174 dos 329 municípios com produtividade média, variando de 2,51 a 3,00 t ha-1, são encontrados no Paraná.

Os municípios da América Latina com produtividade média foram utilizados em ENMs. Assim, foram obtidos 2.493 registros de ocorrências distribuídos na Argentina, Paraguai, Bolívia, Equador, Venezuela e Brasil. Esses registros foram sobrepostos em um espaço de 2.842 com uma resolução de 0,5 ° x 0,5 ° cobrindo a região neotropical. A outra análise espacial foi restrita ao Brasil porque eles exigem registros da produção de soja para os municípios brasileiros.

Os esforços, como melhoria genética e escolha de cultivares, entre outros fatores, podem aumentar a produtividade e reduzir os efeitos climáticos sobre a produtividade. A partir dos dados da soja brasileira, não é possível determinar qual variedade foi plantada em cada município. Além disso, os dados de produtividade são temporais, mas as cultivares podem ter mudado ao longo dos anos.

ENMs, portanto, contemplamos todas as variedades usadas em cada município. Esses tipos diferentes e seus ajustes das condições climáticas locais foram usados ​​em ENMs. Portanto, as ENMs podem ser usadas para entender a produtividade atual dos municípios para a soja, no entanto, para cenários climáticos futuros, as ENMs devem ser avaliadas com cautela, uma vez que novas variedades podem surgir.

Atributos tecnológicos que afetariam a produtividade de uma cultura

Selecionamos 11 variáveis ​​que indicam que estamos usando nossas tecnologias em nossos modelos: 1) Indivíduos que trabalham em estabelecimentos agropecuários; 2) Número de equipamentos e implementos de máquinas agrícolas existentes na agricultura familiar; 3) Número de equipamentos e implementos de máquinas agrícolas existentes em instalações agrícolas não familiares; 4) Número de instalações agrícolas que utilizam energia elétrica; 5) Área de estabelecimentos agropecuários (hectares); 6) Número de estabelecimentos agropecuários com controle de pragas e / ou doenças de plantas; 7) Número de estabelecimentos agropecuários com recursos hídricos; 8) Número de estabelecimentos agropecuários que utilizam fertilizantes; 9) Número de estabelecimentos agropecuários que utilizam agrotóxicos; 10) Área de estabelecimentos agropecuários com uso de irrigação (hectares); 11) Número de estabelecimentos agropecuários com uso de irrigação. Os dados foram obtidos do IBGE para o ano de 2006 (censo mais atualizado do Brasil).

Modelos de nicho ecológico

Para modelar a adequação da soja, usamos dados climáticos escalonados para a mesma grade usada para os registros. Obtivemos as variáveis ​​bioclimáticas para o período pré-industrial usando simulações para meados do século XVIII estabilizadas ao longo de um período de 200 anos para representar as condições climáticas atuais. condições climáticas futuras para 2080-2100, uma média de 20 anos para o fim do século, foram baseadas nos cenários de emissões RCP4.5, que foram derivadas de quatro acoplados oceano-atmosfera Modelos de Circulação Geral.

Mapa

Estes foram os Climate System Model Comunidade (CCSM4), météorologiques Centre National de Recherches (C RMN), Ciências da Terra Marinha e Instituto Nacional de Tecnologia de Estudos Ambientais (MIROC-ESM) e do Instituto de Pesquisas Meteorológicas (MRI CGCM3). Os dados climáticos usados ​​em ENMs foram obtidos do banco de dados EcoClimate.

Para gerar ENMs, selecionamos variáveis. Sua colinearidade. As variáveis ​​climáticas utilizadas nos ENMs foram temperatura média anual, extensão da temperatura anual, precipitação no mês mais chuvoso, precipitação no mês mais seco e precipitação no trimestre mais quente. Além disso, usamos o pH do solo para a profundidade de 30-100 cm.

A acidez do solo é um dos maiores constrangimentos de produção de soja em solos brasileiros, como a acidez de solos de síntese podem afectar o crescimento e desenvolvimento da planta por interferência com a disponibilidade de muitos nutrientes necessários para as plantas ,: tais como o azoto, fósforo e potássio. Além disso, foi demonstrado que a variável pH melhora os ENMs para as espécies de plantas. O pH do solo foi tratado como uma variável contínua, usada como variável de restrição e mantida constante durante os períodos de tempo. Os valores de média e amplitude da variável podem ser encontrados na Tabela A no Arquivo S1.