FACULTAD DE CIENCIAS ECONOMICAS Y ADMINISTRATIVAS Maestría en Economía Trabajo de Grado

EFECTOS DEL CAMBIO CLIMATICO EN EL RENDIMIENTO DEL TRIGO, EL MAIZ Y EL ARROZ EN AMERICA LATINA.

Trabajo elaborador por: Oscar Hernán López López

Director: Martin Bermúdez Urdaneta

Bogotá D.C. Abril de 2015

RESUMEN El principal objetivo de esta investigación es analizar a gran escala el impacto del cambio climático en el rendimiento de cereales como el trigo, el maíz y el arroz, debido a los múltiples generadores se utilizó los contaminantes ambientales y los fertilizantes para evaluar el impacto y su contribución en los países de América Latina para un periodo comprendido entre 1990-2007, para 12 países. Se obtuvieron resultados interesantes que evidencian impactos en el análisis retrospectivo y se reafirmo la información de las discusiones. El documento está dividido así, en la sección I revisaremos la relevancia de la investigación, en la sección II evaluaremos las diferentes discusiones y posiciones acerca del cambio climático y su relación con la agricultura, en la sección III revisaremos los antecedentes de literatura, en la sección IV revisaremos las fuentes de datos, en la sección V se expondrá la metodología usada, en la sección VI revisaremos resultados de los impactos y finalmente en la sección VII concluiremos acerca de la investigación.

ABSTRACT The main topic of this document is to analyze the impact of Climate Change over the performance of the cereals as wheat, maize and rice, using sources as pollutants and fertilizers for to evaluate the impact and these contributions in the Latin American countries for the years 1990 - 2007, for 12 countries. The results are interesting because makes evident the results of the impacts in the retrospective analysis and confirms the information of the discussion. The document is organized in sections, the first section reviews the relevance of the research, the section II shows the discussion and positions about the Climate Change and his relation with the agriculture, the section III review the literature, in section IV show the sources of data, the section V expose the methodology used, section VI show the results of the impacts of the research and finally in section VII, I present the conclusions of the research.

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TABLA DE CONTENIDO

1. JUSTIFICACIÓN

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2. DISCUSIÓN SOBRE AGRICULTURA Y CAMBIO CLIMÁTICO

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3. ANTECEDENTES

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4. DATOS

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5. METODOLOGÍA

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6. RESULTADOS

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7. CONCLUSIONES

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REFERENCIAS

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ANEXOS

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I.

JUSTIFICACIÓN

El cambio climático es el reto más importante propuesto por científicos, organizaciones, instituciones gubernamentales y un conjunto de expertos de muchas áreas, que desde mediados del siglo XX han buscado innumerables formas de explicar, entender y proyectar los impactos más relevantes para un problema mundial con efectos de largo plazo que incluye relaciones complejas entre procesos climatológicos, ambientales, económicos, sociales, políticos e institucionales. En este sentido, también es un incentivo para políticos, científicos, organizaciones y por supuesto, economistas quienes buscan identificar los impactos, las variables relacionadas con este problema de orden mundial, proponer políticas, establecer medidas y generar soluciones que brinden caminos para la mitigación y adaptación al cambio climático. Según Rockström et Al. (2009), los problemas ambientales actuales del planeta y la forma en que se deben enfrentar se pueden comprender mejor a partir del concepto de “límites planetarios”. En su trabajo dentro del campo del desarrollo sostenible, se enuncian los nueve umbrales planetarios, que están interrelacionados, de los cuales existen tres problemas de orden global, en que ya se ha sobrepasado el umbral, debido a los cuales se pueden presentar eventos irreversibles para el desarrollo humano. El primero el cambio climático, evaluado con parámetros de concentración de dióxido de carbono y cambios en la fuerza radiactiva, el segundo la pérdida de biodiversidad, evaluado con la tasa de extinción de especies y el tercero el flujo biogeoquímico, impactado por el ciclo del nitrógeno y el fósforo. El principal objetivo de esta investigación es analizar a gran escala el impacto del cambio climático en el rendimiento de cereales como el trigo, el maíz y el arroz, debido a los múltiples generadores utilizaremos los contaminantes ambientales y los fertilizantes para evaluar el impacto y su contribución con los problemas mencionados como “límites planetarios” propuestos por Rockström y su relación con los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM) que actualmente evalúan las Naciones Unidas para ser relanzados a partir de 2015 como Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), garantizando la integración de principios de desarrollo sostenible dentro de las políticas y programas nacionales y reduciendo la pérdida de los recursos ambientales1. Colombia fue una de las naciones que lideró la propuesta el pasado mes de junio en la convención de Rio +20, para desarrollar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) a partir del año 2015, concepto que fue posicionado en la Cumbre y aprobado por la ONU, creando un reto para el país al ser el encargado de conducir esta iniciativa para el bienestar del mundo, razón por la cual el aporte investigativo se convierte en fuente productiva para el análisis de impacto y las fijación de metas que se plantearan para 2015.

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Gracias al Protocolo de Montreal, el consumo de sustancias que agotan la capa de ozono se ha reducido en un 98% desde 1986. Las emisiones mundiales de dióxido de carbono han aumentado en más del 46% desde 1990, con un incremento del 5% entre 2009 y 2010. ODM – 7: Garantizar la sostenibilidad del medio ambiente, Meta 7.A Incorporar los principios del desarrollo sostenible en las políticas y los programas nacionales y reducir la pérdida de recursos del medio ambiente, metas e Indicadores propuestos por Naciones Unidas. Disponible en: www.un.org.es

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La relevancia de investigar sobre cereales no sólo está en que son la base alimenticia de las civilizaciones, sino en su relevancia productiva en el PIB y en la generación de empleo que son un ingredientes importantes adicionales para la región, ya que según los datos del Banco Mundial para 2012 el promedio de los países utilizados en este estudio tienen un valor agregado agrícola de 8.9%, de los cuales cinco superan dicho promedio (Ecuador, Honduras, Paraguay, Uruguay y Bolivia) disminuyendo ampliamente frente al 17% en 1970, por otro lado la población empleada para 2011 relacionada con la producción agrícola, en promedio para los países en estudio alcanza el 20.23% con cinco países que superan esta cifra (Ecuador, Honduras, Paraguay, Perú y Bolivia), aumentando respecto al 11.9% de 1990. Existe evidencia para decir que no es válido medir el impacto ambiental o elaborar respuestas políticas dentro de las fronteras estrictamente nacionales, sino que hay una mayor cooperación internacional, con más investigación para hallar puntos de inflexión globales. Estas y otras ideas condujeron al concepto de límites planetarios, que fue presentado por primera vez en un artículo en la revista Nature en 2009 por Rockström, seguido por una versión más larga en Ecología y Sociedad después. Un equipo de 28 científicos presentó el concepto y nueve propuestas de límites planetarios. Siete de los nueve límites se cuantificaron y se propusieron valores específicos a los límites (Nykvist el Al, 2013). Este análisis retrospectivo busca evaluar la propuesta de un método económico que explique la relación entre el cambio climático y el rendimiento de alimentos. Para este estudio nos enfocaremos en los tres cereales principales, debido a su importancia en la base nutricional de los seres humanos y los animales para el periodo 1990-2007, lo que nos permite establecer herramientas para análisis futuros, llegando a ser de gran importancia para la mitigación de efectos perjudiciales para el mundo, el manejo de la seguridad alimentaria, los controles al cambio climático y la identificación de cambios en los factores que mitigan la producción de estos tres importantes productos para el desarrollo y sostenimiento del ser humano y para las matrices productivas de América Latina debido a su impacto en el PIB, el empleo rural que alcanza en promedio el 20% en la región, la pobreza que vive mucha de la población campesina y la nutrición. Normalmente 713 millones de toneladas (Mt) de granos2 de trigo son producidas anualmente, y proveen aproximadamente el 20% de energía y 25% de proteína requeridos por 7.1 millones de personas en el mundo; adicionalmente el trigo hace una contribución a la nutrición de los animales que entregan leche y carne a la dieta humana, lo que hace que cualquier ítem que afecte el costo del trigo o su rendimiento afectará a todas las sociedades (Lawlor y Mitchel, 2000). Por otro lado el arroz provee una porción sustancial de requerimientos de la dieta de cerca de 3.600 millones de personas (Horie et Al., 2000). El calentamiento global durante la última década oscila entre 1.8 y 6.4 grados centígrados, con una mayor probabilidad de mantenerse sobre 3 grados centígrados y el responsable es el ser humano con 90% de nivel de confianza (IPCC, 2007). En los próximos 20 años se espera un aumento de 0.2

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FAOSTAT, Dato oficial para el año 2013, equivalente a 713.182.914 toneladas.

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grados centígrados por década que pueden reducirse a la mitad dependiendo del control que se realice con el CO2, principal causante del efecto invernadero que alcanza un 60% (Figueroa y Redondo, 2007). Las relaciones entre el hombre y el clima incluyen quema de combustibles, uso de la tierra, agricultura, el incremento de los gases de efecto invernadero y los aerosoles, relacionados a parámetros de temperatura, precipitaciones, suelo, humedad y nivel del mar (IPCC, 1995). Esto se amplía al concepto conocido como sustentabilidad débil en el cual el medio ambiente es considerado un capital, pero es sustituible por capital de trabajo por lo que tienen efectos poco significativos en la senda de crecimiento a largo plazo, pero adicionalmente tenemos la contraparte que es la sustentabilidad fuerte, donde algunas funciones de interacción con la vida no puede ser sustituidas generando así capital critico que considera atributos como las funciones del sustento a la vida, la incertidumbre y la irreversibilidad. Los fertilizantes a base de nitrógeno, fosfato y potasio usados en cultivos agrícolas mejoran enormemente la fertilidad, pero generan eutrofización en los cuerpos de agua y sus organismos, ocasionando problemas de toxicidad con efectos cancerígenos (Bautista, 1999). Aunque el efecto de fertilización y el incremento del CO2, pueden tener efectos benéficos en algunos cultivos (Reddy y Hodges, 2000). Con la revolución verde entre el periodo 1970-1989 surgen con el objetivo de obtener mejores cultivos resistentes a condiciones adversas fundamentado en la capacidad tecnológica mejorando los rendimientos con el propósito de satisfacer la demanda mundial de alimentos salvaguardando la seguridad alimentaria, a través de fertilizantes, plaguicidas, riego y variedades mejoradas, lastimosamente ocasionando consecuencias duraderas, como la afectación sobre otros cultivos, el monocultivo, el uso excesivo de fertilizantes y plaguicidas afectando el medio ambiente, las fuentes de agua y el suelo (FAO, 1993; FAO, 2004). Según un informe del Banco Interamericano de Desarrollo la región de América Latina y el Caribe posee un tercio de los recursos de agua dulce del mundo, el 28% de las tierras agrícolas cultivables y el 36% de estas tierras están en promedio a unas seis horas de mercados locales. Además, la región registra la mayor exportación neta de alimentos del mundo. La región de América Latina y el Caribe es rica en tres de los ingredientes más importantes para la producción agrícola: tierra, agua y hábitat natural. La agricultura familiar representa el 80 por ciento de todas las fincas en América Latina y el Caribe y ocupa el 35% de la tierra bajo cultivo, contribuye el 40% de la producción y genera el 64% del empleo relacionado con la agricultura (BID, 2014).

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Gráfico 1. Evolución de la Producción de Trigo, Maíz y Arroz en América Latina

Fuente: FAOSTAT, FAO 2013

La agricultura en América Latina y el Caribe agrupa alrededor de 60 millones de personas en la agricultura familiar, de las cuales un 65% se encuentra en Sudamérica, un 35% en México y Centroamérica. De estos el 60% de las unidades familiares vive en importantes niveles de pobreza y niveles bajos de escolaridad, además en la mayoría de los países la agricultura familiar contribuye a más del 50% del empleo agropecuario (Salcedo, De la O y Guzmán, 2014). Más de la mitad de los alimentos producidos en América Latina y el Caribe proviene de los 14 millones de pequeños agricultores de la región, de los cuales, según el Fondo Internacional de Desarrollo Agrícola (FIDA), una cuarta parte de la población rural de la región aún vive con menos de US$2/día, con una fuerte concentración de pobreza extrema (US$1,25/día) en las zonas rurales (BID, 2014). Es por esta razón que desde el punto de vista económico se evidencia la importancia de evaluar el rendimiento de los tres granos principales, con el objetivo de valorar los impactos e identificar efectos alternos que afectan la sociedad y sus características en la búsqueda de la calidad de vida.

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Gráfico 2. Producción por país de Trigo, Maíz y Arroz en América Latina 2013

Fuente: Elaboración propia a partir de los datos de producción de trigo, maíz y arroz para el año 2013 de FAOSTAT.

Según los datos de la FAO, la producción de trigo para el año 2013 alcanzó los 713 millones de toneladas, de los cuales el 16.5% es producido en América y el 3.1% corresponde a América Latina y el Caribe, por otro lado la producción de maíz alcanzó las 1.017 millones de toneladas de las cuales el 15.1% corresponde a América Latina y el Caribe y finalmente la producción de arroz alcanzó los 746 millones de toneladas con un 3.5% de participación en América Latina y el Caribe. De los cereales evaluados en este documento correspondiente a América Latina, se produce el 8.2% de 2.476 millones de toneladas en el mundo y equivale al 30.1% de la producción del continente, por tanto es de vital importancia hacer un examen retrospectivo, para comprender los efectos del cambio climático en los años anteriores y así prepararnos para enfrentar cambios futuros que permitan obtener los mejores rendimientos para satisfacer la necesidad de la población mundial. II.

DISCUSIÓN SOBRE AGRICULTURA Y CAMBIO CLIMÁTICO

Muchos estudios han examinado la influencia del CO2, las precipitaciones y la temperatura en los cultivos base de las dietas de diversos países. Estos estudios han encontrado efectos positivos y negativos en la producción y rendimiento de cereales y otros cultivos a lo largo de las dinámicas de cambio climático. En China por ejemplo, estudios econométricos usando el enfoque Ricardiano han encontrado análisis con efectos positivos y negativos presentando relaciones entre las cosechas con variables como temperatura y precipitaciones en las granjas (Xiong et al., 2008; Lobell et Al., 2008; Liu et Al., 2001). El enfoque Ricardiano, muestra la relación entre productividad y clima para estimar los impactos de las variables climáticas sobre variables agrícolas, incorporando la productividad, usando variables económicas proxy, como ingreso rural ó el valor económico del suelo. Una estrategia alternativa al enfoque ricardiano es la función de producción instrumentalizada por métodos de datos de panel (efectos fijos), ya que éstas estiman el impacto del cambio climático y 8

controlan las determinantes no observados de la productividad agrícola. Estos métodos analizan el efecto de la variación en temperatura y precipitación para evaluar si la producción agrícola media es superior o inferior en climas más calientes o más húmedos partiendo del hecho que el valor de la tierra refleja su productividad a largo plazo, adicionalmente, al usar información de panel se pueden utilizar métodos de efectos fijos que corregirían la omisión de variables, siendo éstos un problema intrínseco a los métodos ricardianos (CEPAL, 2013). Según (Krugman, 2006) el modelo ricardiano es útil para identificar las principales causas de las ventajas comparativas derivadas de las diferencias climáticas, las cuales se reflejan en las matrices productivas de los países, razón por la cual es útil para explicar las rentas diferenciales en los modelos de producción para evaluar si las variables climáticas inciden en el comportamiento de los rendimientos en países con características diversas. Otros estudios han demostrado que las altas temperaturas pueden reducir el rendimiento del arroz con condiciones elevadas de CO2 (Gaydon et Al, 2010; Ziska et Al, 1997). Existe también evidencia que indica que hay una mejora relativa en el rendimiento del arroz debido a la fertilización por CO2, que es gradualmente reducido por el incremento de las temperaturas del aire (Gaydon et Al, 2010; Matsui et Al, 1997). Los estudios que han estimado el efecto del cambio climático sobre la producción de arroz predicen que tienen impactos negativos o positivos, dependiendo de la región del mundo en consideración (Mendelsohn y Dinar, 2009; Horie et Al., 2000). En este sentido, se espera que estos comportamientos se vean reflejados en los resultados de este estudio teniendo en cuenta que la región evaluada presenta diversidad en clima, ubicación, estaciones y características que afectan los resultados. Greenstone y Deschenes (2007) usan un panel a nivel de condado en Estados Unidos, para estimar el efecto del clima en las ganancias de la agricultura, condicionales al condado y el estado por año utilizando efectos fijos. El documento demuestra la heterogeneidad de los impactos a través de los estados y además que el incremento de temperatura y precipitación no tienen efectos significativos en el rendimiento para maíz y soya. Fisher et Al (2009) evalúan y realizan una comparación con el artículo publicado por Greenstone y Deschenes (2007) para explicar la divergencia en los efectos encontrados debido a errores en los datos y proyecciones optimistas. Schlenker y Roberts (2006) encuentran pequeños incrementos en el rendimiento de los cultivos (maíz, soya y algodón) ante altas temperaturas, pero a la vez, bruscos descensos a partir de ciertos límites que pueden llegar a alcanzarse después de mediados del presente siglo, similares a los escenarios mencionados por el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático – IPCC, respecto a incrementos lentos y rápidos de temperatura (escenarios B1 y A1). Según el IPCC la temperatura media global entre 2016-2035 respecto a 1986-2005 aumente entre 0.3°C a 0.7°C y para finales del siglo XXI superara los 1.5°C respecto al periodo 1850-1900, con altas probabilidad de alcanzar los 2°C, por otro lado las precipitaciones en las latitudes medias y regiones subtropicales y secas es posible que disminuyan. Para la contaminación por CO2 las proyecciones

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entregan información para finales de siglo con una media de 1685 gigatoneladas de carbón (GtC) equivalentes una media de 6180 gigatoneladas de CO23 (IPCC, 2013). Nordhaus (2008) utiliza un proyecto llamado GEcon para estimar el impacto del cambio climático y compara dos escenarios donde hay cambios en temperaturas y caídas en la precipitación para compararlo así con otros modelos de predicción propuestos bajo el esquema Ricardiano por Mendelsohn & Nordhaus, se concluye que de ser fructífero el enfoque utilizado, otros investigadores y organismos nacionales de estadística, serán capaces de ofrecer datos mucho más detallados y precisos. Mendelsohn, Nordhaus y Shaw (1992) usan en su estudio “The Impact of climate on Agriculture”, el denominado enfoque Ricardiano, para ver los efectos de la temperatura, las precipitaciones y los niveles de dióxido de carbono para evaluar el impacto enfocándose en el sector de la agricultura y así encontrar los impactos económicos. Por su parte, Schlenker y Lobell (2010) realizan un modelo en donde evalúan el efecto de variables del cambio climático como temperatura y precipitación sobre el rendimiento (toneladas/hectárea), utilizando un análisis de datos panel para los países del Sub-Sahara africano, utilizando cinco cultivos (maíz, sorgo, mijo, maní y yuca) controlando a través de efectos fijos con un modelo de mínimos cuadrados en dos etapas; este estudio fue fuente de inspiración para este documento que plantea evaluar el impacto del cambio climático en la agricultura para una región que no ha sido estudiada como América Latina, revisando el rendimiento de los tres granos de mayor impacto en la matriz de producción mundial que afecta la seguridad alimentaria, el empleo agrícola que alcanza el 20% en la región, la pobreza, la producción de bienes secundarios para el consumo humano (pan, arepas, harinas, galletas, panadería, pastelería) y para los animales (granos, forraje), lo que permite decir que es un estudio innovador que puede aportar a la discusión del cambio climático y a la definición de políticas de mitigación y adaptación. Felkner, Tazhibayeva y Townsend (2009), estudian el impacto del cambio climático en la producción de arroz para el sudeste asiático, específicamente en Tailandia, usando dos escenarios en los cuales comparan los altos niveles de emisiones por polución contra bajos niveles con una función de producción multi-etapas utilizando una función Cobb-Douglas. Ellos encuentran diferencias relativas entre los dos escenarios e impactos altos de temperatura en los meses de Diciembre y Enero y menos lluvias al comienzo de Junio. Desafortunadamente para el panel que se utilizará en este estudio no tenemos un detalle tan amplio que permita identificar estacionalidades mes a mes. Otro ejemplo de detalle se da para el caso africano que se menciona a continuación en el cual se evalúa la información con detalle a nivel de distrito. El estudio de Deressa, Hassan y Poonyth (2005) evalúa el caso de la caña de azúcar en Sudáfrica, en un estudio con series de tiempo de los periodos 1977-1998, para 11 distritos, teniendo en cuenta el cambio de las temperaturas y midiendo una diferencia relevante por encima y por debajo de los 23°C, los resultados muestran que el cambio climático tiene impactos significativos

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1 Gigatonelada de carbón = 1015 gramos de carbón = 3.67 Gigatoneladas de CO2

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en los ingresos, con sensibilidad a los aumentos de temperatura y muestran que el riego no es una opción efectiva para la reducción de daños ocasionados por el cambio climático. A nivel regional, el estudio de Ramírez et al. (2010), forma parte de una serie de documentos elaborados por la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL), en el cual se analiza el efecto del cambio climático sobre la agricultura utilizando el Enfoque de la Función de Producción y el Enfoque Ricardiano, para varios países centroamericanos. Por otro lado el (BID, 2014) evalúa las implicaciones de los cambios de temperatura, niveles de CO2 y elevación del mar sobre la agricultura. Por otro lado se destaca la investigación de (Vergara et Al., 2014) en la cual se evalúan y presentan los desafíos climáticos para el sector de la agricultura en América Latina y el Caribe buscando impactos proyectados y posibles respuestas de lo cual se concluye que se deben generar las políticas adecuadas para los actores relacionados en la producción agrícola, reforzar la recolección de datos y apalancar el financiamiento. Además se encuentran investigaciones realizadas por la FAO, el BID y otros entes gubernamentales como el Banco Central del Perú en las cuales se realizan análisis descriptivos de la situación actual, análisis para decisiones de política e intervenciones para mitigación y adaptación sobre los efectos del cambio climático. A nivel nacional para un país suramericano, se encuentra el trabajo de Torres (2010) para Perú, en el cual realizó un análisis del impacto del cambio climático en la producción de mango, limón, café y plátano en la región Piura, teniendo en cuenta variables como temperatura, precipitación y el Fenómeno “El Niño”, mediante un análisis de series de tiempo para el período 1970-2009. Se concluye que las medidas para mitigar los efectos del cambio climático varían dependiendo del cultivo y depende del umbral de temperatura relacionado a cada uno. En este documento se decidió evaluar el trigo, el maíz y el arroz por su representatividad sobre las hectáreas cultivadas, sus niveles de rendimiento y su aporte al desarrollo de la sociedad actual, el cual tiene un impacto económico alto y puede ser un camino para avances más importantes de otros tipos de productos en un futuro, además de esto el análisis no solo se hace localmente, ya que como lo menciona el análisis de los límites planetarios propuestos por Rockström se deben desarrollar los esfuerzos para validar los puntos de inflexión global. Finalmente, Tol (2009) estima los costos marginales de la emisión de los gases de efecto invernadero principalmente tomando el dióxido de carbono, concluyendo que los esfuerzos realizados para identificar y cuantificar los efectos del cambio climático son incalculables y que los economistas no pueden afirmar si la inversión es adecuada. A pesar que el enfoque ricardiano tiene en cuenta los efectos de los precios de los productos agrícolas o de las tierras, en este documento se evaluará el impacto económico a través de elasticidades de variables climáticas sobre el rendimiento de las materias primas agrícolas, lo cual nos permitirá dar conclusiones retrospectivas e inferir posibles efectos derivados de las varias fuentes del cambio climático. III.

ANTECEDENTES

Aunque el tema del cambio climático y sus consecuencias sobre la forma de vida de las sociedades actuales es muy reciente, la conciencia sobre la conservación del entorno natural se remota al antiguo Egipto en donde existían restricciones de caza, ciertas especies solo podían ser cazadas 11

por el faraón para ser preservadas, también había leyes para la captura de ciertas especies de peces. En cuanto a los árboles, se establecía cierta obligatoriedad de plantar cantidades específicas posteriormente a una intervención humana sobre el medio ambiente circundante (Solís y López, 2003). En la India se establecieron leyes para la conservación de especies salvajes que aún permanecen y también se prohíbe la quema de los bosques en cualquier caso. En Mongolia el emperador Kublai Khan ordenó la siembra de maíz y otros granos en los caminos públicos, que eran exclusivos para la alimentación de aves salvajes. Los Aztecas también tenían prohibiciones contra la destrucción no autorizada de árboles (Solís y López, 2003). Aunque la producción mundial de alimentos es cada vez mayor, la agricultura ha destruido grandes zonas de hábitat natural y causado una pérdida incalculable de servicios de los ecosistemas, y es responsable de cerca del 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero (Sachs, 2010). La agricultura es el sector económico más directamente relacionado con el clima y por lo tanto más propenso a ser afectado por el cambio climático. Sin embargo, existe un desacuerdo considerable acerca de la magnitud de los impactos y del signo (Fisher el Al, 2009). El sector de la agricultura está directamente afectado por el cambio en la temperatura, la precipitación y las concentraciones de CO2 en la atmósfera, pero también contribuye alrededor de un tercio del total de las emisiones de gases de efecto invernadero, principalmente a través de la producción de arroz, la fertilización de nitrógeno y la deforestación tropical (Yadav et Al, 2011), estos últimos dos serán factores a tener en cuenta en nuestros análisis ya que los fertilizantes son unos de los principales generadores del rendimiento, pero a su vez del aumento de contaminantes y la deforestación principalmente en los trópicos, genera los mayores impactos climáticos generando dióxido de carbono en países como Brasil y Colombia. Los cambios en el medio ambiente tienen consecuencias en el ecosistema natural, la agricultura y la sociedad. Estos cambios pueden alterar las regiones de mayor producción de cultivos en la tierra. El cambio climático altera la inestabilidad en los alimentos y los suministros que perturban la estabilidad económica y social en las regiones (Reddy y Hodges, 2000). Los principales gases de efecto invernadero son el dióxido de carbóno (CO2), los clorofluorocarbonos, el metano, el dióxido de azufre y los óxidos nitrosos, que no solo afectan la temperatura de la atmósfera, sino también el patrón de cultivos en el mundo y la alteración del nivel de los océanos (Nordhaus, 2011; Solís y López, 2003). Los procesos atmosféricos relevantes consisten en la pérdida del ozono troposférico (O3) y el incremento de concentraciones de gases incluyendo el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (NOx) y dióxido de azufre (SO2). A nivel superficial el (O3), (CO2) y (SO2) tienen impactos directos en los cultivos, mientras que el (CO2), (CH4) y (NOx) son críticos en el incremento de la temperatura del aire (Reddy y Hodges, 2000). Los clorofluorocarbonos están haciendo que se agote la capa de ozono, lesionando la piel humana, las plantas, los microorganismos marinos y aumentando el efecto invernadero (Achaval, 2006; Solís y López, 2003; Vargas y Leo, 2003).

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El dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso son los contaminantes más antiguos que han excedido alrededor del 40%, 150% y 20% los niveles afectando el cambio climático desde la época preindustrial (alrededor de 1750 d.c.), alcanzando niveles sin precedentes en los últimos 800.000 años (IPCC, 2013). La contribución del CO2 a los gases de efecto invernadero es cuatro veces la del metano, lo cual es confirmado por lo datos del Banco Mundial, que presentan emisiones de 29.65 millones de kt de CO2 contra 7.14 millones de kt de CO2e para el Metano, en todo el mundo durante el año 20054. En los últimos informes del IPCC, se establece que algunas de las actividades humanas relacionadas con la agricultura, son responsables significativos del efecto invernadero. Entre estas la quema de combustibles fósiles y la deforestación que genera CO2, los arrozales, la fermentación y las fugas de gas que generan metano, la quema de biomasa y el uso de fertilizantes que emiten óxido nitroso y el uso de clorofluorocarbonos usados en la industria frigorífica, en el aire acondicionado y en los aerosoles (Rivera y Alvarado, 2013). Existe una relación relevante entre el suelo y la atmósfera, ya que el suelo es propiciador de cambios climáticos, pero a su vez los cambios climáticos influyen sobre él y modifican su productividad, lo cual afecta en gran medida a las cosechas por su alto grado de dependencia como fuente de producción (Solís y López, 2003). Esta relación mencionada hace que exista un problema de endogeneidad difícil de establecer en el momento de realizar un estudio para ver los efectos del cambio climático. El CO2 emitido por la deforestación y los incendios representan una pequeña parte de la contaminación por parte de la agricultura, mientras que un aporte significativo es el del metano generado en los cultivos de arroz y en la cría de animales (Solís y López, 2003). De esta forma la agricultura contribuye más que el transporte a la emisión de gases de efecto invernadero equivalentes (CO2e), aunque también reduce la concentración de CO2 en la atmósfera a través de la reducción de los gases de efecto invernadero con ayuda del suelo (Sedorovich, 2008). El incremento en el dióxido de carbono tiene un efecto de fertilización en los cultivos, promoviendo su crecimiento y productividad, por otro lado incrementa la temperatura, puede reducir la duración del cultivo, incrementar la respiración, desarrollar un nuevo equilibrio entre cultivos y pestes, decrece el uso de fertilizantes eficientes e incrementa la evapotranspiración (Khan et Al., 2009). El suelo es un agente trascendental en la descomposición y filtración de productos de desecho y productos tóxicos, por lo tanto el suelo es fuente o almacén de gases que participan en el efecto invernadero (Solís y López, 2003). Los elevados niveles de CO2 afectan el crecimiento a través de los cambios en la química de composición de las plantas, causando una acumulación no estructural de carbohidratos, incrementando la concentración de compuestos fenoles solubles y disminuyendo los componentes de nitrógeno orgánico y los minerales (Qaderi y Reid, 2009).

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Datos tomados de la última medición oficial que entrega la base de datos sobre contaminación por metano del Banco Mundial

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La contaminación por partículas también tiene un impacto significativo sobre el clima, tanto directa como indirectamente. Los efectos directos provienen de partículas con capacidad para absorber y dispersar la luz. Así diferentes tipos de partículas tienen diferentes impactos sobre el clima, las partículas pueden cambiar la reflectividad de las nubes y también influir indirectamente en la precipitación (EPA, 2011). El crecimiento y rendimiento de las plantas es afectado por efectos divergentes a causa del aumento de las concentraciones de CO2, altas temperaturas, cambio en los patrones de precipitación, disponibilidad del agua, erosión del suelo y aumento del nivel del mar (Yadav et Al, 2011). Los efectos ambientales en la producción de cereales, dependen de características variadas como las propias de cada ecosistema, la intensidad de la producción (frecuencia con la que se cosechan los cultivos en un superficie) y varían de acuerdo a los niveles económicos de los países como los causados por altos niveles de fertilizantes, las prácticas de cultivo y las anomalías en las precipitaciones o la deforestación, para este último caso es importante tener en cuenta que los datos no tienen tanta historia razón por la cual se realizara un análisis en un intervalo de tiempo más pequeño comparando el sesgo adicional. Así mismo intervienen las acciones realizadas en los países, ya que difieren en las políticas aplicadas para afrontar los problemas lo que implica diferentes niveles en la producción y el rendimiento de los cultivos de acuerdo a los niveles de ingreso de las poblaciones (FAO, 1997). Los rendimientos de los cultivos varían considerablemente entre regiones por ejemplo en los trópicos, lo que genera cambios en los patrones de producción (IPCC, 1995). Muchos estudios muestran mayores impactos en la agricultura, especialmente cuando se presenta un calentamiento significativo en ciertas zonas (Mendelsohn, Nordhaus y Shaw, 1992). El cambio climático puede afectar la calidad del aire en varias formas. Primero, las temperaturas más cálidas permiten las reacciones químicas más rápido, por tanto, en un mundo más cálido, las emisiones procedentes de fuentes como plantas de energía se convierten en contaminantes como el ozono más rápidamente, debido a los residuos de hidrocarburos, monóxido de carbono, óxido de nitrógeno y de azufre que emiten para generar energía. En segundo lugar, el cambio climático puede afectar a las condiciones climáticas regionales, así como la circulación atmosférica; por lo tanto la distribución, de los contaminantes en todo el mundo. Las emisiones naturales de precursores de contaminantes, por ejemplo, de las plantas, también pueden estar influidos por las condiciones climáticas y los efectos del cambio climático en la nubosidad pueden alterar las velocidades de reacción fotoquímicas (Hogrefe, 2012). Las altas temperaturas y el cambio en los patrones de precipitaciones podría alterar los patrones de producción de alimentos y el incremento de las concentraciones atmosféricas de CO2 podría incrementar la productividad en la agricultura en algunas zonas, además el cambio climático puede incrementar los insectos, malezas y presión por enfermedades a través de las altas temperaturas, patrones de lluvia y prevalencia de los eventos extremos, así como incremento de los niveles de CO2 (Helfrich y Prasad, 2011). Un acceso eficaz de agua aumenta los rendimientos agrícolas. Los países con mejor acceso al agua, presentan los niveles más bajos de malnutrición. Si se da el riego adecuado a los cultivos el aumento en el rendimiento está entre 100 y 400 por ciento. La sequía es la causa más común de 14

escasez de alimentos en los países en desarrollo. África es el continente más seco y el lugar donde el hambre es más habitual (FAO, 2003; Schlenker y Lobell, 2010), para este documento es importante utilizar el porcentaje de acceso al agua, con el objetivo de medir el impacto sobre el rendimiento y además utilizar la sequía para el análisis de eventos extremos para ver los efectos heterogéneos y evaluar este impacto sobre el comportamiento de los rendimientos. El uso de agua en los cultivos de trigo bajo condiciones de concentración altas de CO2, decrece con la humedad, pero aumenta en condiciones secas y el rendimiento del grano con CO2 elevado tiende a ser más grande bajo sequía que en buenas condiciones de agua (Mendelsohn y Dinar, 2009; Lawlor y Mitchel, 2000).

Gráfico 3. Rendimiento de Trigo, Maíz y Arroz América Latina vs. Mundo

Maize

Rice, paddy

Wheat 0

20.000

40.000

60.000

80.000

Hg/Ha Americas

World

Fuente: Elaboración propia a partir de los datos de rendimientos para el año 2013 de la FAO, FAOSTAT, 2013

El maíz, el arroz y el trigo son los tres cereales más producidos únicamente superados por la caña de azúcar, que más tierra ocupan y con mayor rendimiento (FAO, 1993), por esta razón es importante evaluar el impacto del cambio climático en estos tres cereales debido a que hacen parte de la dieta de millones de personas y ayudan a la alimentación animal y como materias primas para productos procesados que son parte de la canasta familiar de millones de hogares. Xiong et Al., en el 2008 realizaron un estudio utilizando los tres cereales (arroz, maíz y trigo) evaluando los efectos del cambio climático, la fertilización por CO2, disponibilidad de agua y uso de tierra arable, encontrando efectos positivos para el escenario con rápidos incrementos de temperatura y negativos en caso contrario.

15

Gráfico 4. Top 5 Commodities Milk, whole fresh cow Wheat Rice, paddy Maize Sugar cane -

400

800

1.200

1.600

2.000

Millones Toneladas Fuente: Elaboración propia a partir de los datos de la FAO, FAOSTAT 2012

Aunque la salud humana es uno de los caminos principales para evaluar y controlar los contaminantes, el ecosistema también es un importante receptor que impacta estructuras y sistemas como la lluvia con elementos reactivos como por ejemplo: Nitratos, Fosfatos y Sulfatos, que le agregan propiedades corrosivas que no son las esperadas (Vallero, 2004). Los patrones de precipitación están cambiando, el nivel del mar está subiendo, los océanos se están volviendo más ácidos, y la frecuencia e intensidad de algunos fenómenos meteorológicos extremos están aumentando. Muchas líneas de pruebas independientes demuestran que el rápido calentamiento de la mitad del siglo pasado se debe principalmente a las actividades humanas (Melillo, Richmond y Yohe, 2014). Una de las principales alteraciones del ciclo del nitrógeno se ha traducido en el aumento de óxido nitroso en la atmósfera, debido a que el suelo y las plantas no son capaces de absorberlo en su totalidad, ya que son cantidades mayores a las que requieren, lo que hace que se traslade a la atmósfera, ocasionando acidificación de los suelos y pérdida de fertilidad (Sapiña, 2006). La explicación asociada al ciclo Haber-Bosch (1910) fue una invención revolucionaria para la creación de amoníaco, necesaria para la producción agrícola y militar, que luego derivó en la sobreutilización del nitrógeno, que altero el ciclo habitual de este elemento, y a su vez el nitrógeno en la atmósfera principalmente debido al uso agrícola. (Gallego et Al, 2012). Este vínculo entre energía, producción de fertilizantes y producción de cultivos es crítico porque el proceso Haber-Bosch es usado para producir 500 millones de toneladas de fertilizante de nitrógeno anual, ya que una interrupción significante en la producción de energía, puede tener un efecto en el costo de los fertilizantes, lo cual, como se vió en 2008 generará aumento en el precio de los cereales como el trigo, el maíz y el arroz (Dinar y Mendelsohn, 2011).

16

Gráfico 5. Uso fertilizantes Fosfatados y Nitrogenados por continente

Fuente: FAOSTAT, FAO

Los fertilizantes han tenido una evolución interesante comenzando con los beneficios del estiércol utilizado en los cultivos: a finales del siglo XIX se comienza a usar el fósforo y a principios del siglo XX el potasio como parte de los componentes. Desde 1920 se desarrollan nuevas técnicas de fabricación y se desarrollan fertilizantes con nitrógeno que serían refinados para mayores rendimientos a partir de 1975. También desde 1970 se comienza a considerar los efectos negativos de los químicos sobre el ambiente. En la mayoría de los casos los plaguicidas y fertilizantes son aplicados directamente sobre el terreno o los cultivos. En el suelo pueden generar el incremento de la salinidad y pérdida de la capacidad de retención de humedad, mientras que en el agua pueden causar contaminación de fuentes de alimentación de peces y aves, por conexión con aguas superficiales y aguas subterráneas (Cabero et Al, 1994). El fertilizante de Nitrógeno altera la arquitectura del cultivo de trigo. El trigo es afectado por contaminantes gaseosos como el SO3 y el O3 dependiendo de las concentraciones y la naturaleza (Lawlor y Mitchel, 2000). Como resultado de la Revolución Verde el uso de fertilizantes debe ser utilizado para mantener el máximo rendimiento de los cereales, entre estos el nitrógeno, es altamente dependiente de los combustibles fósiles, del cual alrededor de la mitad del fertilizante de nitrógeno utilizado en el planeta es derivado del ciclo Haber-Bosch, este proceso usa alto calor y presión para combinar el hidrógeno usualmente obtenido del metano con nitrógeno atmosférico para crear amoníaco, nitrato de amonio y urea (Dinar y Mendelsohn, 2011). Los investigadores del impacto climático, la adaptación y la vulnerabilidad han hecho esfuerzos por cuantificar los impactos a nivel nacional y global encontrando una fuerte dependencia del escenario climático y la efectividad en la adaptación, los resultados muestran que los trópicos y sub-trópicos son los más perjudicados, mientras que a medida que se avanza a los polos y considerando los efectos de fertilización del CO2 en las plantas, puede ser beneficioso (Reilly, 2011). El cambio climático probablemente tendrá impactos significativos en el sector agropecuario en Colombia, responsable de más de una décima parte del PIB del país y fuente de empleo para más de una quinta parte de su población. Los análisis indican que es probable que se presenten 17

aumentos significativos de la temperatura y precipitación más errática. Los efectos del cambio climático tendrán su mayor impacto en los productores de escasos recursos y de pequeña escala. Los pequeños agricultores representan la gran mayoría de los productores de alimentos en Colombia. (CIAT, 2011). El diferencial de habilidad para adaptarse al cambio provee una ventaja para la agricultura de los países en regiones templadas, mientras empeora la competitividad en la agricultura de regiones tropicales (Reilly, 2011). IV.

DATOS

Los datos disponibles para la investigación son recopilados de las bases de datos del Banco Mundial disponible en www.bancomundial.org, Naciones Unidas disponible en www.data.un.org, la FAO (FAOSTAT) www.faostat3.fao.org, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) http.gis.ncdc.noaa.gov, el centro de Investigación en la epidemiologia de desastres (CRED) http://www.emdat.be/advanced_search/index.html y Global Forest Watch vinculado con el World Resources Institute disponible en http://www.globalforestwatch.org/. Utilizaremos un panel de datos con el rendimiento de cereales, medido en kilogramos por hectárea de tierra cosechada (kg/ha), tomando los tres cereales principales (trigo, maíz y arroz). Los datos de las emisiones de CO2, metano y óxido nitroso que fueron transformadas a logaritmos para ver el impacto en términos de elasticidades. Datos de Población, PIB per cápita, porcentaje de acceso a facilidades sanitarias, porcentaje de extracción de agua dulce, consumo de fertilizantes fosfatados y nitrogenados, porcentaje de empleos en agricultura, porcentaje de tierras agrícolas, precipitaciones anuales en milímetros, temperatura media anual en grados centígrados, deforestación por pastoreo medida con el porcentaje de deforestación por pérdidas de hectáreas de bosques por cada 1000 cabezas de ganado5, además de estos datos de desastres como terremotos, inundaciones, sequías, eventos de temperatura extrema, deslizamientos y tormentas convertidas en variables dicotómicas, para evaluar los efectos heterogéneos de la probabilidad de un evento extremo. Para establecer el análisis de información del panel a trabajar se escogieron los siguientes países de América Latina: Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Ecuador, Guatemala, Honduras, México, Paraguay, Perú, Uruguay y Venezuela entre los periodos de 1990 y 2007. Después de evaluar los datos y ver la relevancia de la información se escogieron los países de América Latina que tienen mayor información, se descartó a Guatemala por falta de información adecuada en algunas variables. Para el metano y el óxido nitroso se evaluó la base de datos del Banco Mundial, aunque fue necesario realizar un ajuste matemático, ya que los datos se encuentran disponibles cada 4 años, y nuestro periodo de evaluación requiere datos anuales, para ello se realizó una interpolación polinómica de Lagrange para encontrar la solución numérica de un sistema no condicionado, donde cada polinomio 𝐿𝑖 𝑥 tiene un grado 𝑛, dado el conjunto de valores 𝑦𝑖 y el polinomio interpolante 𝑃𝑛 𝑥𝑖 obtenemos un producto escalar evaluado en algún valor de 𝑥𝑖 . Con esto la función de interpolación es escrita como 𝑃𝑛 𝑥𝑖 = 𝑛𝑖=0 𝑦𝑖 𝐿𝑖 𝑥

5

Incluye ganado vacuno, asnos, búfalos, cabras, caballos, mulas, cerdos, ovejas, conejos y liebres

18

VARIABLES

TABLA 1. RESUMEN DE ESTADISTICAS. (1) (2) (3) (4) N Mean SD Min

Trigo Maíz Arroz Precp Temp P(Fósforo) N(Nitrógeno) Populat (mill) CO2 CH4 NOx PIB pc % Water % Acc. Sanit Stab. Política

216 216 216 216 216 216 216 216 216 216 216 216 216 216 216

18,600 31,507 42,222 1,146 21.49 294,414 373,897 36,75 96,053 69,916 29,575 3,369 86.58 73.14 -0.250

12,742 22,733 13,512 3,619 3.547 665,511 548,267 47,58 121,794 106,156 51,054 2,228 9.217 17.64 0.573

3,013 7,641 14,169 26.26 13.53 667 901 3,10 2,233 3,433 2,273 610.4 52.10 28.30 -2.380

(5) Max 52,274 112,285 78,796 26,747 26.69 4,052,161 3,063,581 189,80 449,860 638,377 304,221 10,406 99.20 98.10 1.010

Fuente: cálculos del autor. Efectos del cambio climático en el rendimiento del trigo, el maíz y el arroz en América Latina.

V.

METODOLOGÍA

Según, Fleischer y Mendelsohn (2007) la función de producción de un cultivo agrícola se expresa de la siguiente forma:

𝑄 = 𝑓(𝑋, 𝑍, 𝑀) Donde 𝑄 representa la cantidad producida, 𝑋 que representa la cantidad de insumos, 𝑍 abarca a las variables climáticas (temperaturas máxima y mínima, y precipitación) y 𝑀 representa la habilidad o capacidad de los agricultores. Otro enfoque existente, es el enfoque Ricardiano, el cual consiste en estimar el valor de la tierra como función del ingreso neto agrícola. Es un modelo econométrico desarrollado por Mendelsohn (1994) para estimar la sensibilidad climática de las actividades productivas aprobado por la Convención del Cambio Climático de la ONU. El modelo parte del siguiente supuesto: el precio de mercado de la tierra coincide con el valor presente neto del flujo de beneficios esperados de la producción agropecuaria optimizada, propuesto por David Ricardo (1817). Supone precios y tecnología constantes, no toma en cuenta el riesgo de que el valor de la tierra cambie (a causa de la inflación), ignorando brechas de productividad y dejando de capturar diferencias políticas (Cap, 2010). Dentro de los diferentes modelos de evaluación de impacto ambiental, encontramos los modelos presión-estado-respuesta, para lo cual el EPI (Environmental Performance Index), nos da ejemplos como el dióxido de azufre, el óxido nitroso y otros emisiones por área poblada, como un indicador de presión y la regulación de pesticidas y protección de la biomasa como indicadores de respuesta. 19

(EPI, 2010). El EPI (Environmental Performance Index) evalúa 25 indicadores enmarcados en 10 políticas que abarcan 2 objetivos (salud ambiental y vitalidad del ecosistema), para lo cual, primero se categoriza en un rango de 0 a 100, para establecer un valor objetivo, y luego se usa un promedio de los indicadores y dentro de cada indicador se dividen las participaciones de acuerdo a las políticas y a los indicadores. (EPI, 2010). Evaluando el estudio de Schlenker y Lobell (2010), encontramos otro enfoque utilizando un modelo de economía aplicada donde utilizan una variable instrumental para correr un modelo de mínimos cuadrados en dos etapas. Este modelo es aplicable a un modelo de presión-estadorespuesta, en el cual la primera etapa reflejaría el ciclo de presión, además permite solucionar los problemas de variable omitida y de causalidad inversa presentes en la discusión de este documento, lo cual nos permite establecer un punto de vista en el análisis que se pretende realizar para ver el impacto del cambio climático en el rendimiento de los cereales a través de instrumentos que presenta la literatura como los contaminantes ambientales o los fertilizantes. Nuestra ecuación de regresión vincula el logaritmo del rendimiento del cultivo 𝑙𝑜𝑔 𝐶𝑖𝑡 , para el país 𝑖 en el periodo 𝑡, para varias especificaciones de cambio climático 𝑙𝑜𝑔 𝑓 𝑒 𝑖𝑡 medidas a través de los contaminantes o los fertilizantes. Esto implica que los efectos del modelo log-log presente los impactos en términos relativos, como porcentaje independientemente de la línea base. Además de esto, la regresión incluye un término para controles que puedan afectar por otra vía el rendimiento de los cereales 𝑙𝑜𝑔 𝜑𝑖𝑡 como el PIB, la población, la deforestación por pastoreo, medida a través de un índice creado a través del porcentaje de deforestación por cada 1000 cabezas, teniendo en cuenta ganado, cerdos, cabras, el porcentaje de acceso a condiciones sanitarias, el porcentaje de acceso al agua dulce, el porcentaje del empleos en la agricultura o el porcentaje de tierras agrícolas, efectos fijos de tiempo 𝑡 y efectos fijos por país 𝜇𝑖 . 𝑙𝑜𝑔 𝐶𝑖𝑡 = 𝛿1𝑖 + 𝛾1𝑖𝑡 𝑙𝑜𝑔 𝑓 𝑒𝑖𝑡 + 𝛾2𝑖𝑡 𝑙𝑜𝑔 𝜑𝑖𝑡 + 𝜂1 𝑡 + 𝜂2 𝑡 2 + 𝜇𝑖 + 𝜀𝑖𝑡 Nosotros tenemos dos especificaciones para el modelo de impacto del cambio climático 𝑙𝑜𝑔 𝑓 (𝑒𝑖𝑡 ) = 𝛼1𝑖 + 𝛽1𝑖𝑡 𝑙𝑜𝑔 𝜃𝑖𝑡 + 𝜀𝑖𝑡 Donde 𝑙𝑜𝑔 𝜃𝑖𝑡 representa el vector de presión que estará compuesto por el logaritmo de los contaminantes como el dióxido de carbono (CO2), el metano y el óxido nitroso o por el logaritmo de los fertilizantes como el fósforo (P) o el nitrógeno (N), para el país 𝑖 en el periodo 𝑡. 𝑙𝑜𝑔 𝑓 (𝑒𝑖𝑡 ) = 𝛼1𝑖 + 𝛽1𝑖𝑡 𝑙𝑜𝑔 𝜃𝑖𝑡 + 𝛽2𝑖𝑡 𝑙𝑜𝑔 𝜃𝑖𝑡 2 + 𝜀𝑖𝑡 Donde 𝑙𝑜𝑔 𝜃𝑖𝑡 2 representa el vector de presión que estará compuesto por el logaritmo de los contaminantes como el dióxido de carbono (CO2), el metano y el óxido nitroso al cuadrado o por el logaritmo de los fertilizantes como el fósforo (P) o el nitrógeno (N) al cuadrado, para el país 𝑖 en el periodo 𝑡, con el objetivo de ver la especificación cuadrática para evaluar la fuerza motriz del cambio climático.

20

Con este análisis queremos realizar una aproximación al trabajo de Schlenker y Lobell (2010), utilizando los contaminantes y/o fertilizantes como variable explicativa en un contexto para Latinoamérica en donde hasta el momento no se han realizado estudios similares tomando varios países y varios cultivos. Esta propuesta es relevante debido a que se pretende evaluar los efectos relativos del cambio climático en el rendimiento de los cereales de mayor interés, debido a su nivel de consumo como materia prima, por parte de los seres humanos y de los animales utilizando un enfoque a través del cual se evidenciará el impacto de los contaminantes y los fertilizantes, adicionales a unas variables de control relevantes en el rendimiento del trigo, el maíz y el arroz. Por otro lado se pretende adicionar efectos heterogéneos para eventos extremos como terremotos, sequías, inundaciones, temperaturas extremas, deslizamientos o tormentas a través de variables dicotómicas que midan la probabilidad de ocurrencia de dichos eventos y adicionar interacciones entre contaminantes y fertilizantes para evaluar el efecto conjunto que generan alteraciones en el cambio climático sobre los rendimientos de los cereales para América Latina, con el objetivo de proponer nuevos análisis para evitar aceleraciones en la fuerza motriz del cambio climático. VI.

RESULTADOS

La Tabla 2 presenta los resultados de la regresión de primera etapa entre los coeficientes de los contaminantes y las variables climáticas, presentando la relación propuesta del modelo de presiónestado, donde observamos que el aumento del 1% en el nivel de CO2 (960 kt), aumenta 1.06% el nivel de las precipitaciones (12.15 mm), lo que implica que en 2020 aumentaran 53% (607 mm) y respecto a 2050 crecerán 91% respecto a las mediciones de 1990 (1042.8 mm), concordando con lo que sugiere Helfrich y Prasad y disminuyendo en 0.13% el nivel de la temperatura (0.28°C) contrario a lo mencionado por Khan et Al., mientras que el aumento de 1% en el nivel de metano (699 kt), aumenta el 0.48% el nivel de la temperatura (0.10°C) teniendo en cuenta efectos fijos de año, aumentando 24% para 2020 (5.15°C) y 41% para 2050 (8.8°C) siguiendo las proyecciones del IPCC y el 0.09% adicionando efectos fijos de país, por otro lado el aumento del 1% en el nivel de óxido nitroso (296 kt) disminuye el 2.21% el nivel de las precipitaciones (25.3 mm) y el 0.26% el nivel de la temperatura (0.06°C), todos relevantes con cierto grado de relevancia. Comparando los resultados con la Tabla 2.1 que incluye la regresión para los coeficientes de los fertilizantes en las variables climáticas, muestra un impacto más moderado y no significativo, excepto para el fósforo que con un aumento de 1% (294.4 ton.), disminuye el nivel de las precipitaciones en 0.90% (10.3 mm). La Tabla 2.2 muestra el modelo que incluye la especificación cuadrática evaluada con fertilizantes, con el objetivo de ver el efecto de la fuerza motriz del cambio climático, el cual se ve reflejado en el impacto del cambio de 1% en los fertilizantes fosfatados (294.4 ton.) que aumenta 3.88% las precipitaciones (44.4 mm) y disminuye 0.37% la temperatura (0.079°C) y el impacto del cambio de 1% en los fertilizantes nitrogenados (373.9 ton.), que disminuye 3.89% las precipitaciones (44.6 mm) y aumenta 0.25% la temperatura (0.054°C), este último sin significancia.

21

TABLA 2. REGRESION DE PRIMERA ETAPA. EFECTOS DEL CAMBIO CLIMATICO EN EL RENDIMIENTO DEL TRIGO, EL MAIZ Y EL ARROZ EN AMERICA LATINA. CONTAMINANTES. VARIABLES Co2 Ch4 Nox

(1) Log(Precp)

(2) Log(Precp)

(3) Log(Precp)

(4) Log(Temp)

(5) Log(Temp)

(6) Log(Temp)

0.476 (0.479) 0.418 (1.271) -0.829 (1.216)

1.059*** (0.336) 0.616 (0.872) -2.209** (0.824) 1.099* (0.586) 0.0810*** (0.00853) 0.0224*** (0.00715) 0.00957 (0.0314) -0.413 (0.426) -0.116** (0.0436) -0.00820 (0.0273) 0.567** (0.239)

0.112 (0.583) 0.392 (0.503) 0.139 (0.580) -2.156 (3.926) 0.0653 (0.0528) 0.0117** (0.00514) -0.137 (0.0877) 0.272 (0.267) -0.0236 (0.0746) 0.0412 (0.0882) 0.000462 (0.130)

-0.0645 (0.0685) 0.112 (0.229) -0.0221 (0.173)

-0.134** (0.0465) 0.479*** (0.0967) -0.261** (0.0874) 0.0248 (0.0900) 0.00181 (0.00131) 0.00179* (0.000984) -0.0213*** (0.00583) 0.000614 (0.0436) -0.00209 (0.00333) -9.43e-05 (0.00218) 0.00989 (0.0347)

0.0562 (0.0406) 0.0868* (0.0429) 0.0865 (0.0741) -0.315 (0.338) -0.00163 (0.00360) 0.000319 (0.000904) 0.00202 (0.00764) 0.00547 (0.0144) 0.00255 (0.00545) -0.000655 (0.00620) -0.00251 (0.00883)

216 0.164

216 0.755 YES

216 0.924 YES YES

216 0.110

216 0.760 YES

216 0.955 YES YES

Population % Tierra Agr % Empleo Agr DensMillon PIB pc % Water % Acc. Sanit Stab. Política

Observations R-squared Year FE Country FE

Robust standard errors in parentheses *** p