Adaptation Measures to Climate Change on Olive Groves

Abstract

Introduction: The olive grove is an ancestral crop located mainly in the Mediterranean basin, highlighting the socioeconomic importance of the olive tree in many regions of the basin. Andalusia, located in southern Spain, is the main olive-growing region in the world and the olive grove a key sector of its economy. Then, olive sector is one of the main economic pillars of the region, and it is responsible for helping to fix the rural population in the territory, existing a specific culture around the olive tree. Despite being a crop very well adapted to Mediterranean climate conditions, the predictions provided by climate models in the medium and long term may compromise the viability and sustainability of the crop and, therefore, of the surrounding olive sector. The increase in temperatures and the reduction in rainfall, predicted for the Mediterranean region, may cause a lack of chilling for a correct flowering, and heat and water stresses that may have a negative impact on the yields and profitability of olive orchards. In addition, the extension and edaphoclimatic variability of the Andalusian region produces a relevant heterogeneity on the growing conditions, and on the possible risks associated to climate change. It is, therefore, of vital importance to know the possible impacts of climate change in the different areas of Andalusia, to be able to propose efficient and site-specific adaptation measures, which will ensure the sustainability of this millenary crop. Research content: During this research, studies have been carried out combining an improved olive tree simulation model based on the AdaptaOlive model (Lorite et al., 2018), with a database with perturbed climate (PC), to evaluate the impacts that could occur under future weather conditions. In addition, the suitability of some adaptation measures on key agronomic components of the Mediterranean olive grove, such as flowering, irrigation requirements or olive oil production, has been analyzed. Moreover, the economic margin and the irrigation water productivity in olive groves under climate change conditions have been studied. The combination of crop modelling and PC, and the use of Impact Response Surfaces (IRS) and Adaptation Response Surfaces (ARS) have been previously considered for the evaluation of crops such as wheat (Pirttioja et al., 2015; Ruiz-Ramos et al., 2018), but this methodology has not been previously considered for the analysis of olive groves. This methodology provides a robust tool for identifying economic and physiological thresholds in a context of climate change, assessing the impact and the performance of agricultural adaptation measures under future weather conditions. This methodology has been considered in different locations in Andalusia, with weather conditions characterized by mild winters (with potential damage to flowering due to lack of chilling) or by dry weather conditions where future water availability could threat the sustainability of the olive crop. Conclusions: Climate change can seriously affect the sustainability of olive crop, affecting the production and therefore its economic viability. Different risks have been identified depending on the local weather conditions, requiring the implementation of specific adaptation measures for each olive-growing area. In relation to the adaptation measures analyzed, the consideration of new cultivars with lower chilling requirements could be an appropriate solution for those areas where mild temperatures during autumn and winter could be a limiting factor. On the other hand, in areas with reduced rainfall, the implementation of deficit irrigation strategies, the improvement of irrigation efficiency or soil management practices for improving water infiltration and reducing runoff, will be some measures to be considered for ensuring the sustainability of olive growing in the Mediterranean region.

Introducción o motivación de la Tesis: El olivar es un cultivo ancestral en la cuenca Mediterránea, de una gran importancia socioeconómica en muchas de sus regiones. Un ejemplo de ello es Andalucía, en el sur de España, la principal región olivarera del mundo, donde el sector del olivar es un pilar socioeconómico clave, responsable de vincular a la población rural en el territorio, llegando incluso a existir una cultura en torno al olivo y a sus paisajes. A pesar de ser un cultivo muy bien adaptado a las condiciones del clima mediterráneo, las predicciones que arrojan los modelos climáticos sobre las condiciones futuras pueden comprometer su viabilidad y sostenibilidad, y, por tanto, a todo el sector que se sustenta en el olivar. Así, los modelos climáticos para la región mediterránea pronostican un incremento de la temperatura junto a una reducción de las precipitaciones. Estos dos factores climáticos adversos pueden impactar negativamente al cultivo del olivo, en términos de reducción de la producción y de la calidad, pudiendo afectar de manera muy severa a la sostenibilidad de los olivares mediterráneos. Además, la extensión y la variabilidad edafoclimática que presenta la región andaluza se traduce en una heterogeneidad en las condiciones de cultivo, y, por tanto, en los posibles riesgos a los que puede verse expuesto el olivar. Es por ello por lo que se requiere realizar un análisis espacial de los posibles efectos del cambio climático sobre el cultivo del olivo en las diferentes zonas de la geografía andaluza, que permita generar y proponer las medidas de adaptación más adecuadas en cada zona, para intentar asegurar la sostenibilidad de este cultivo milenario frente a la amenaza que puede representar el cambio climático. Contenido de la investigación: Para esta investigación se han integrado técnicas de modelización de cultivos (con el desarrollo de una versión avanzada del modelo de simulación del cultivo del olivo AdaptaOlive; Lorite et al., 2018), metodologías de análisis de resultados basadas en el uso de clima perturbado (Perturbed climate; PC), superficies de respuesta al impacto (Impact Response Surfaces; IRS) y superficies de adaptación (Adaptation Response Surfaces; ARS). Estas últimas metodologías se basan en los trabajos de Pirttioja et al. (2015) y Ruiz-Ramos et al. (2018), siendo esta la primera vez que se emplean para el análisis de la respuesta del cultivo del olivo al clima futuro. Con el uso de estas técnicas de modelización se ha podido evaluar el impacto del cambio climático sobre el olivar andaluz a medio y largo plazo, así como la efectividad de algunas medidas de adaptación sobre aspectos agronómicos clave del olivar, como son la fecha de floración, las necesidades de riego y la producción estimada. Asimismo, se ha estudiado el margen económico y la productividad del agua de riego del olivar para las condiciones futuras determinadas por los modelos climáticos. Estas herramientas, además, permiten determinar los umbrales climáticos límite para la producción del cultivo y su rentabilidad, profundizando en el conocimiento de los sistemas de olivar en condiciones de clima futuro. Se han estudiado distintas comarcas andaluzas con condiciones climáticas claramente diferenciadas: zonas de inviernos suaves, con posibles limitaciones relativas a la acumulación de frío, y zonas con bajas precipitaciones, donde la disponibilidad de agua puede ser crítica para el cultivo. Una vez evaluado el impacto del cambio climático sobre los olivares andaluces, la identificación de aquellas medidas de adaptación con mayor capacidad de éxito permitirá definir las mejores estrategias de manejo para favorecer la sostenibilidad de los olivares mediterráneos. Conclusiones: El cambio climático puede afectar seriamente a la sostenibilidad del olivar mediterráneo, al reducir la producción, y, por tanto, poner en grave riesgo la viabilidad económica de este cultivo. Los resultados de este estudio muestran que los factores que influyen sobre la productividad y rentabilidad del olivar no son los mismos en toda la región andaluza, observándose diferencias dependiendo de las diferentes condiciones climáticas futuras en las distintas zonas de cultivo del olivo, por lo que se requieren medidas de adaptación específicas locales. Así, en zonas donde la falta de frío podría generar problemas en la floración del olivo, el uso de nuevas variedades con menores requerimientos de necesidades de frío podría ser una adecuada alternativa de manejo. En cambio, en zonas con aportaciones de lluvia reducidas, la adopción de estrategias de riego deficitario, la mejora de la eficiencia del riego o el empleo de prácticas de manejo del suelo que mejoren la infiltración del agua y reduzcan la escorrentía, serían algunas de las medidas a promover para asegurar la sostenibilidad del cultivo del olivo.