Café Mesoamericano: desarrollo de una estrategia de adaptación al cambio climático

La producción de café en Mesoamérica es parte importante de la economía y la sociedad, al ser eje del bienestar de miles de familias y contribuir significativamente al PIB agrícola de diversos países. Pero las proyecciones indican que es en México y América Central donde el cambio climático tendrá los impactos más severos. Los modelos climáticos y los indicadores de aptitud climática del nicho en relación con el cultivo muestran cambios considerables, tanto en la calidad del café como en las zonas altitudinales apropiadas para la producción. Si hoy no se hacen esfuerzos para fortalecer la capacidad adaptativa, probablemente habrá grandes pérdidas económicas en toda la cadena de abastecimiento de café, así como la desaparición de importantes servicios ambientales

Assessing the accuracy and robustness of a process-based model for coffee agroforestry systems in Central America

Coffee is often grown in production systems associated with shade trees that provide different ecosystem services. Management, weather and soil conditions are spatially variable production factors. CAF2007 is a dynamic model for coffee agroforestry systems that takes these factors as inputs and simulates the processes underlying berry production at the field scale. There remain, however, uncertainties about process rates that need to be reduced through calibration. Bayesian statistics using Markov chain Monte Carlo algorithms is increasingly used for calibration of parameter-rich models. However, very few studies have employed multi-site calibration, which aims to reduce parameter uncertainties using data from multiple sites simultaneously. The main objectives of this study were to calibrate the coffee agroforestry model using data gathered in long-term experiments in Costa Rica and Nicaragua, and to test the calibrated model against independent data from commercial coffee-growing farms. Two sub-models were improved: calculation of flowering date and the modelling of biennial production patterns. The modified model, referred to as CAF2014, can be downloaded at https://doi.org/10.5281/zenodo.3608877. Calibration improved model performance (higher R2, lower RMSE) for Turrialba (Costa Rica) and Masatepe (Nicaragua), including when all experiments were pooled together. Multi-site and single-site Bayesian calibration led to similar RMSE. Validation on new data from coffee-growing farms revealed that both calibration methods improved simulation of yield and its bienniality. The thus improved model was used to test the effect of N fertilizer and shade in different locations on coffee yield

Almacenamiento de carbono en sistemas agroforestales con café en Costa Rica

Costa Rica impulsa a sus sectores a ser carbono neutral en el 2021 y uno de sus principales es el caficultor. El café tiene un gran aporte en la economía, cultura y sociedad en Costa Rica, pues es el medio de vida de 47182 productores en todo el país (ICAFE, 2015) además aporta un 5.2% del PIB agrícola. Los cafetales Costarricenses se encuentran con un 89% de sombra, siendo importante los arreglos agroforestales y la estimación del almacenamiento de carbono como un primer paso para el sector en lograr el objetivo de carbono neutral. En este trabajo se calculó el almacenamiento de carbono en las regiones caficultoras del país bajo dos arreglos agroforestales obtenidos del censo cafetero 2002-2006 y el diagnóstico de la caficultura: cosecha 2015-2016. Además se estimó y comparó con cuatro innovaciones agroforestales propuestas por CATIE bajo el marco de la iniciativa NAMA Café. Para estimar el carbono almacenado en el sistema se tuvo en cuenta la planta de café, así como también del árbol de sombra, la poda y la hojarasca además del carbono bajo el suelo en raíces y del suelo. Los resultados muestran que el mayor porcentaje de almacenamiento del sistema lo aporta el suelo. Le sigue el árbol de sombra y la planta de café. El sistema de café almacena entre un 16.19 a 43.70 Mg C / ha (sin Carbono en el suelo) y el valor cambia dependiendo del arreglo con árboles de servicio, maderables, frutales o musáceas. La tasa de fijación también depende del tipo de árbol y se encuentra entre un 0.67 a 3.3 Mg C / ha. La innovación agroforestal denominada agroforestal comercial es uno de los mayores almacenadores de carbono que va entre un 22.18 a 28.47 Mg C / ha sin tener en cuenta el carbono en el suelo. Le sigue la opción con árboles maderables en este caso Laurel entre un 21.91 a 28.65 Mg C / ha. La densidad y tipo de árbol es decisivo para la estimación del carbono almacenado así como el porcentaje de sombra que afectará directamente el rendimiento del cultivo

Impacto del cambio climático sobre la aptitud del cultivo de café en Costa Rica

El presente estudio pretende utilizar los datos de cuatro escenarios de emisión (RCP 2.6, 4.5, 6.0 y 8.5) en dos periodos de tiempo (2050 y 2080) para determinar el impacto del cambio climático en el cultivo de café para las regiones cafetaleras de Costa Rica. El estudio se realizó con los puntos georeferenciados obtenidos de ICAFE y utilizando el modelo MaxEnt como simulador de la adaptabilidad del cultivo de café. Los resultados muestran que hay diferencias entre escenarios, pero existen tendencias como es en el caso de la temperatura que aumenta en todos los escenarios mientras que la precipitación tiene a bajar con excepción de Turrialba que aumenta entre un 60 y 160mm acumulados promedio anual. El cultivo de café en promedio tiende a disminuir adaptabilidad siendo el Valle Central y Occidental las regiones cafetaleras más afectadas, las regiones de Tarrazú y Pérez Zeledón aumentan con valores de 13 % y 15% en zonas con una altitud alta. Innovaciones agroforestales y manejo oportuno y adecuado del cultivo son unas de las estrategias de mitigación y adaptación del cambio climático en el cultivo de café, brindando herramientas y conocimiento al caficultor para ser resiliente frente al cambio

Impacto del cambio clim?tico en la productividad del caf? (Coffea arabica) bajo sistemas agroforestales en Costa Rica y Nicaragua

Tesis (M. Sc) -- CATIE, Turrialba (Costa Rica), 2015Diferentes estudios reportan impactos negativos del cambio clim?tico en el cultivo de caf?, en los cuales se utiliza herramientas de an?lisis como son los modelos de cultivos. Sin embargo, muchos estudios no tienen en cuenta los procesos que generalmente operan en la planta. CAF2007 es un modelo din?mico de procesos b?sicos a escala de parcela para sistemas agroforestales de caf?, el cual simula los rendimientos de caf? que pueden estar asociados a ?rboles de sombra o pleno sol. El modelo requiere de calibraciones para disminuir incertidumbres en los sitios simulados y una posterior validaci?n. En este estudio, se calibr? con 12 parcelas repartidas en 3 zonas agroecol?gicas, fr?a-h?meda: Llano Bonito; caliente-h?meda: Cartago; y caliente-seca: Masatepe. Se realizaron calibraciones por sitio, por conglomerado clim?tico y para todos los sitios en conjunto (multisitio). Se obtuvieron mejoras en las simulaciones de las parcelas de Turrialba, Llano Bonito y Aquiares y por el contrario se debe trabajar m?s en las parcelas de Masatepe. La calibraci?n multisitio reduce las incertidumbres que se presentan al calibrar individualmente de un sitio a otro. La validaci?n del modelo calibrado en la parcela Mitch de la finca la Hammonia demuestra que los par?metros del modelo calibrado multisitio simulan mejor el rendimiento promedio anual de caf? que los par?metros de un modelo sin calibrar. El impacto del cambio clim?tico en parcelas con pleno sol y bajo sombra tendr? un efecto negativo o positivo en la producci?n promedio anual del caf? dependiendo del tipo de sistema, variedad, tipo de ?rbol, manejo que se le d? al cafetal, condiciones de sitio y clima. La temperatura, precipitaci?n y CO2 influyen directamente en los procesos del cultivo. Para el a?o 2050, la parcela Terminalia amazonia con manejo medio convencional en Turrialba y bajo el modelo MIROC5, RCP8.5 y concentraciones de CO2 de 380 ppm fijadas en el modelo, disminuir? los rendimientos de caf?; pero si se aumenta las concentraciones de CO2 a 541 ppm los rendimientos del cultivo de caf? aumentar?n un 10%. Este efecto se le atribuye a la fertilizaci?n del CO2 ya que la planta hace un mejor uso del recurso h?drico, obtiene m?s CO2 y pierde menos agua cuando abre los estomas. Sin embargo, no hay estudios a largo plazo que hablen de otros efectos del CO2 en la planta y qu? otras posibles implicaciones se pueda tener.Different studies that use analysis tools such as crop models, report negative impacts of climate change on coffee cultivation. However, many studies do not consider the processes undergoing inside the coffee plant. CAF2007 is a basic dynamic process model that operates at a parcel level for coffee agroforestry systems, and simulates coffee production rates that may be associated with trees exposed to shades or full sun. The model requires calibration to reduce uncertainties in simulated sites and requires further validation of the obtained results. In this study, the model was calibrated with 12 parcels spread over three agro-ecological zones, cold-wet: Llano Bonito; hot-wet: Carthage; and hot-dry: Masatepe. Model calibrations were performed by individual sites, by conglomerate climates, and for all sites combined (multisite). As a result, some improvements were obtained through the simulations for the Turrialba, Llano Bonito and Aquiares? parcels, and it was found that the Masatepe?s parcel requires more work. The multisite calibration reduces the uncertainties that arise when individual calibrations from one place to another are performed. The validation of the calibrated model for the Mitch Hammonia estate?s parcel shows that the multisite model calibration predicts more accurately the average annual production of coffee that the parameters of an un-calibrated model. The positive or negative effect of climate change on the mean anual coffee production in parcels with sun or shadow will depend on: the type of system, variety, tree type, crop management, climate, and overall site conditions. Temperature, precipitation and CO2 influence directly on the crops process. For 2050, the Terminalia amazonia parcel located in Turrialba with conventional average management and under the MIROC5 model, RCP8.5, will reduce its coffee yield with a CO2 concentration of 380 ppm, but, if the CO2 raised to 541ppm, the coffee yield will have a 10% increase. This effect is due to CO2 fertilization, because of the higher concentration, the plant will have to open the stoma less time to obtain the same amount of CO2, therefore loosing less water vapor. However, there are no long-term studies referring to the effects of a higher CO2 concentration on the plants, or any other implications

Projected shifts in Coffea arabica suitability among major global producing regions due to climate change.

Regional studies have shown that climate change will affect climatic suitability for Arabica coffee (Coffea arabica) within current regions of production. Increases in temperature and changes in precipitation patterns will decrease yield, reduce quality and increase pest and disease pressure. This is the first global study on the impact of climate change on suitability to grow Arabica coffee. We modeled the global distribution of Arabica coffee under changes in climatic suitability by 2050s as projected by 21 global circulation models. The results suggest decreased areas suitable for Arabica coffee in Mesoamerica at lower altitudes. In South America close to the equator higher elevations could benefit, but higher latitudes lose suitability. Coffee regions in Ethiopia and Kenya are projected to become more suitable but those in India and Vietnam to become less suitable. Globally, we predict decreases in climatic suitability at lower altitudes and high latitudes, which may shift production among the major regions that produce Arabica coffee