Predicción de la distribución geográfica global de "Lolium rigidum" bajo condiciones de cambio climático

297 PREDICCIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA GLOBAL DE LOLIUM RIGIDUM BAJO CONDICIONES DE CAMBIO CLIMÁTICO Castellanos-Frías E.1, García De León D.1,2, Bastida F.3, González-Andújar J.L.1,2* 1Dept. de Protección de Cultivos, Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC), Av. Menéndez Pidal s/n. Campus Alameda del Obispo, Apdo. 4084,14080 Córdoba, España. 2Laboratorio Internacional de Cambio Global, LINCGlobal (CSIC-PUC), Santiago, Chile. 3Dept. de Ciencias Agroforestales, Universidad de Huelva, Carretera de Palos de la Frontera s/n., 21819 Palos de la Frontera, Huelva, España. *[email protected] 5HVXPHQLolium rigidum Gaud. (vallico) es una de las malezas más extendidas y perjudiciales en los cultivos de cereales de invierno. Un modelo bioclimático para esta especie fue desarrollado utilizando CLIMEX. El modelo fue validado con los registros de esta especie en Estados Unidos y Oceanía y utilizado para predecir la distribución potencial global de L. rigidum bajo el clima actual y dos escenarios de cambio climático. Las proyección en virtud de las condiciones climáticas actuales indican que L. rigidum no ocupa todo el área disponible para su expansión. Considerando los escenarios climáticos futuros, el área potencial de expansión aumentará 3,79% y 5,06% bajo los escenarios moderado y extremo, respectivamente. La proyección del modelo mostró un avance gradual de L. rigidum en Norteamérica, Europa, Sudamérica y Asia, mientras que en África y Oceanía se prevé una regresión. Estos resultados proporcionan ORVFRQRFLPLHQWRVQHFHVDULRVSDUDLGHQWL¿FDU\SRQHUGHUHOLHYHODVSRVLbles zonas de riesgo de invasión. 3DODEUDVFODYHCLIMEX, modelo bioclimático, cereales, modelo de distribución de especies. 6XPPDU\ Predicting global geographical distribution of Lolium rigidum under climate change.Lolium rigidum Gaud. (rigid ryegrass) is one of the most extended and harmful weeds in winter cereal crops. A bioclimatic model for this species was developed using CLIMEX. The model was validated with records from North America and Oceania and used Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural 298 to assess the global potential distribution of L. rigidum under the current climate and under two climate change scenarios. The projection under current climate conditions indicated that L. rigidum does not occupy the full extent of the climatically suitable area available to it. Under future climate scenarios, the infested potential area will increase 3.79% in the low-emission CO2 scenario and 5.06% under the most extreme scenario. The model projection showed a gradual advance of rigid ryegrass in North America, Europe, South America and Asia, whilst in Africa and Oceania it indicated regression. These results provide the necessary knowledge for identifying and highlighting the potential invasion risk areas. .H\ZRUGV CLIMEX, bioclimatic model, cereals, species distribution model. INTRODUCCIÓN 1XPHURVDVLQYHVWLJDFLRQHVKDQSXHVWRGHPDQL¿HVWRHOSRVLEOHLPpacto del cambio climático sobre los cultivos. Se prevé una reducción del 10 al 20% en la producción mundial de alimentos (IPCC, 2007). Al igual que los cultivos, las malas hierbas se verán afectadas por esos cambios FOLPiWLFRV*RQ]iOH]$QG~MDUDOWHUDQGRVXGLVWULEXFLyQJHRJUi¿FD actual y su relación de competencia con el cultivo. Predecir la futura disWULEXFLyQGHODÀRUDDUYHQVHHVXQWHPDGHOPi[LPRLQWHUpVHQDJULFXOtura para poder mitigar los efectos del cambio climático. Recientemente se ha incrementado el uso de modelos de nicho bioclimático (ej. CLIMEX, MAXENT, etc.) para predecir la distribución potencial de las plantas bajo diversos escenarios de cambio climático (Castellanos-Frias et al., 2014). Lolium rigidum Gaud. (vallico) es una de las principales malas hierbas de los cereales, llegando a producir pérdidas de cosecha de hasta un 83% en cebada cuando la infestación alcanza 1240 plantas m-2 (Izquierdo et al., 2003). Su origen se localiza en Oriente Medio, extendiéndose a la cuenca Mediterránea y desde allí a otras partes del mundo con clima similar. No existe ningún trabajo dirigido a estudiar cuál será el efecto del FDPELRFOLPiWLFRVREUHVXGLVWULEXFLyQJHRJUi¿FDDSHVDUGHVXLPSRUtancia económica. En este contexto, se plantea en el presente trabajo el estudio de los SRVLEOHVFDPELRVHQODGLVWULEXFLyQJHRJUi¿FDPXQGLDOGHLolium rigidum bajo diferentes escenarios de cambio climático. MATERIAL Y MÉTODOS (OLPSDFWRGHOFDPELRFOLPiWLFRVREUHODGLVWULEXFLyQJHRJUi¿FDGHL. rigidum se ha evaluado a través de un modelo de nicho ecológico. Para XV Congreso de la Sociedad Española de Malherbología. Sevilla 2015 299 ello, se ha empleado el programa informático CLIMEXTM 3.0.2. En él, por medio de un índice de idoneidad (EI) (Sutherst et al., 2007) se integran las características biológicas de la especie sobre el clima del territorio, y así, se evalúa lo adecuadas o inadecuadas que pueden ser esas condiciones climáticas para permitir su crecimiento y supervivencia. Este índice oscila ente 0 y 100, donde un valor de 0 indica que la zona no es adecuada para el crecimiento de la especie considerada y un valor de 100 indica una zona idónea para el crecimiento. El índice de idoneidad para el creciPLHQWRGHOYDOOLFRIXHGLYLGRHQWUHVFODVHV ]RQDQRDSURSLDGD ]RQDGHPDUJLQDO ]RQDDSURSLDGD\! ]RQDySWLPD/D información climática necesaria para desarrollar el modelo fue tomada de CLiMond (Kriticos et al., 2012). El modelo fue parametrizado con datos existentes (CABI, 2014) sobre la distribución actual de L. rigidum en Europa y validado estadísticamente (área bajo la curva, AUC; Elith et al., 2006) con datos independientes de Estados Unidos y Oceanía (CABI, 2014). Una vez validado, el modelo se utilizó para predecir la distribución geoJUi¿FDJOREDOGHL. rigidum en el año 2100 bajo dos escenarios de cambio climático (IPCC, 2007; Ciscar et al., 2009): El escenario CSIRO A2 (moderado) que describe un mundo de gran desigualdad regional basado en una población mundial en continuo incremento, crecimiento económico y tecnológico fragmentados y con emisiones medias-altas de CO2; y el escenario CSIRO A1B (extremo) que presenta un mundo de sostenibilidad económica, social y ambiental basado en un crecimiento poblacional progresivo pero menor al A2, desarrollo económico y tecnológico medios y emisiones medias-bajas de CO2. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La aplicación del modelo bajo las condiciones climáticas actuales prevé una distribución del vallico que se ajusta en gran medida a los registros PXQGLDOHVH[LVWHQWHV$8& /DDFWXDOGLVWULEXFLyQPXQGLDOGHL. rigidum ha sido estimada en 7,9 x10 6 km 2 . Siendo las áreas con clima Mediterráneo las óptimas para esta especie, con Europa y Oceanía preVHQWDQGRODVPD\RUHVVXSHU¿FLHVDGHFXDGDVSDUDHOFUHFLPLHQWRGHOYDOOLFR(OPRGHORIXHYDOLGDGRFRQORVGDWRVGH(VWDGRV8QLGRV$8&  \$XVWUDOLD$8&  Cuando consideramos el efecto del cambio climático, nuestros resultados predicen un incremento global de las áreas adecuadas para el crecimiento de L. rigidum de un 3,79% y un 5,06% bajo los escenarios A2 \$%UHVSHFWLYDPHQWH7DEOD(VHLQFUHPHQWRVHPDQL¿HVWDHQXQ desplazamiento global hacia zonas actualmente más frías del norte y del Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural 300 sur. En concreto, el área de invasión se incrementará, con relación a su actual distribución, en Norte América, Europa, Sur América. Tabla 1. Estimación del área adecuada para el crecimiento bajo condiciones actuales y bajo dos escenarios de cambio climático (A1B y A2) en 2100. Total Marginal Idónea Óptima Área(km2)%Área(km 2)%Área(km 2)% Área(km 2)% Clima actual 7,9x106 2,7 x10 61,5 x10 63,7 x10 6 CSIRO A1B 8,2x10 63,79 3,2 x10 618,51 1,9 x10 626,66 3,1 x10 6-16,21 CSIRO A2 8,3 x1065,06 3,1 x10 614,81 1,9x10 626,66 3,3 x10 6-10,81 Mientras que en África y Oceanía se prevé una regresión del área potencial de infestación (Fig. 1). En base a estas proyecciones se podrían GLVHxDUPHGLGDVGHSUHYHQFLyQ\FRQWUROGHVXH[SDQVLyQFRQHO¿QHYLtar nuevas invasiones de los cultivos cerealistas. A B Figura 1. Potencial distribución en 2100 de Lolium rigidum bajo dos escenarios de cambio climático, usando CLIMEX: (A) CSIRO A1By (B) CSIRO A2. Zona no apropiada ; zona marginal ;zona apropiada y zona óptima . XV Congreso de la Sociedad Española de Malherbología. Sevilla 2015 301 CONCLUSIONES El efecto del cambio climático puede suponer un incremento mundial GHODVXSHU¿FLHDGHFXDGDSDUDHOFUHFLPLHQWRGHL. rigidum. Expandiéndose desde el área que actualmente ocupa hacia las zonas polares, siendo Norte América, Europa y Sur América los continentes más afectados. AGRADECIMIENTOS (VWHWUDEDMRKDVLGR¿QDQFLDGRSRUORVIRQGRV)('(5\HO3ODQ1DFLRQDO de Investigación (I+D) del Ministerio de Economía y Competitividad (proyecto AGL2012-33736). BIBLIOGRAFÍA CABI (2014) Centre for Agricultural Bioscience International. URL www. cabi.org. CASTELLANOS-FRIAS E, GARCIA DE LEON D, PUJADAS-SALVA A, DORADO J & GONZALEZ-ANDUJAR JL (2014) Potential distribution of Avena sterilis L. in Europe under climate change. Annals of Applied Biology 165, 53-61. CISCAR JC, IGLESIAS A, FEYEN L, GOODESS GM, SZABÓ L, CHRISTENSEN OB et al.(2009) Climate change impacts in Europe: Final report of the PESETA research project. EUR 24093 EN-5&6FLHQWL¿FDQG 7HFKQLFDO5HSRUWV/X[HPERXUJ3XEOLFDWLRQV2I¿FHRIWKH(XURSHDQ Union. ELITH J, GRAHAM CH, ANDERSON RP, DUDÍK M et al. 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