Biodiversidad de la papa nativa en un contexto de cambio climático: análisis multi-escalar de vulnerabilidad y de capacidad adaptativa potencial en los Andes centrales del Perú. Alejandra Arce, CGIAR

CONFERENCIA INTERNACIONAL
“Efectos del cambio climático en la región andina e innovación
adaptativa en la agricultura familiar”
21 al 23 de abril del 2015, La Paz, Bolivia
Biodiversidad de la papa nativa en un contexto de
cambio climático: análisis multi-escalar de
vulnerabilidad y de capacidad adaptativa potencial en
los Andes centrales del Perú
Alejandra Arce1, Stef de Haan2, Diana Sietz3, Severin Polreich¹,
Raul Ccanto4, Henry Juarez1, Franklin Plasencia1
1
Centro Internacional de la Papa, Peru; ²Centro Internacional de Agricultura Tropical, Colombia;
3Wageningen University, Farming Systems Ecology, The Netherlands; 4Grupo Yanapai, Peru
Estructura de presentación
• Introducción
• Enfoque de investigación
• Métodos
• Área del estudio
• Resultados
• Discusión
• Conclusiones
Introducción: biodiversidad de la papa y
conservación in situ
• En el acervo genético de la papa se
mantiene una amplia gama de
atributos que favorecen la
adaptación en un contexto socioecológico.
• Los Andes centrales representan un
microcentro o hotspot de diversidad
biológica y genética de papa nativa
de importancia global, en constante
dialogo con una dimensión cultural
intangible.
• El cultivo o crianza de esta diversidad
se ha desarrollado bajo condiciones
de estrés ambiental (abiótica y
biótica) y socio-económica (presión
demográfica, actividad minera,
volatilidad de precios en el cultivo de
variedades comerciales).
Introducción: biodiversidad de la papa y
conservación in situ
• Se reconoce el papel estratégico de la
diversidad de la papa para la alimentación
humana, la agricultura, y los medios de
vida en las zonas altas de los Andes.
• Esta en proceso de establecerse, bajo la
iniciativa Chirapaq Ñan impulsada por el
Centro Internacional de la Papa, un
sistema de monitoreo para medir esta
diversidad en el tiempo y en un contexto
de mucho dinamismo socio-ambiental
(clima, uso de la tierra, presión
demográfica, tecnología y mercado).
• Hallazgos de De Haan (2009) demostraron
la alta diversidad que perdura en los Andes
centrales (Huancavelica) -> dio inicio a un
registro espacial de la papa.
Enfoque de investigación
• Sistema complejo: «Un complejo agrario rara vez cuenta con límites
geográficos precisos y con un número de componentes bien
definido» (R. García).
• Se delimita el universo del estudio y se lo interpreta mediante datos
crudos que tornamos observables.
Contexto:
• Abordaje cualitativo-cuantitativo.
• Colaboración entre CIP,
Wageningen y doctorado en
Agroecología (Universidad de
Antioquia, Medellín).
• Desde el 2012 se investiga la
capacidad adaptativa de los
sistemas socio-ecologicos altoandinos, con énfasis en la
función de la diversidad de la
papa.
• Dos zonas de enfoque:
Huancavelica y Pasco, Perú.
Preguntas de la investigación
• ¿Como reaccionan los rendimientos de la papa bajo condiciones de
estrés ambiental –incluyendo factores abióticos y bióticosrelacionados al cambio climático?
• ¿Existe una relación entre rendimiento y la diversidad de variedades de
papa en los sistemas agrícolas alto-andinos?
• ¿Cuales podrían ser indicadores o señalizadores de vulnerabilidad y de
capacidad adaptativa en los sistemas agrícolas cuya base es la
diversidad de la papa?
Métodos: macro a micro
• Selección de áreas de estudio: importancia de la papa en los medios de
vida locales (consumo y comercio); características distintas de diversidad;
ubicación geográfica y acceso; socios locales.
• Mapeo o GIS participativo: georeferenciacion de todas las parcelas de papa
de 121 familias en Huancavelica y 147 familias en Pasco (campaña 20122013):
-> 329 parcelas georeferenciadas en Huancavelica Registro de parcelas: altitud, área,
-> 620 parcelas georeferenciadas en Pasco
categoría de papa (NH, NA, M),
pendiente, fecha de siembra,
manejo con químicos, historia de
parcela, periodo de descanso,
fuente semilla, etc.
Métodos: macro a micro
• Muestreos de variedades y rendimiento en área de 6 m²: 144
parcelas en Pasco, 166 parcelas en Huancavelica (sub-muestra de
entre 15% y 20% de numero total de parcelas en cada región).
• Se agregó criterio de afectación ambiental:
-> 79 parcelas afectadas y 65 no-afectadas en Pasco
-> 90 parcelas afectadas y 76 no-afectadas en Huancavelica
• Análisis estadísticos: correlaciones, regresión múltiple, componentes
principales en R.
Métodos: macro a micro
• Talleres de percepción
local de variabilidad
climática: 2 talleres en
Pasco y 2 talleres en
Huancavelica.
Métodos: reducción de variables
26 variables Huancavelica
+ Pasco
13 variables Huancavelica
10 variables Pasco
14 numéricas:
8 numéricas + 18
categóricas:
yield_ton_ha,sampled_area_
m2,altitude_masl,age_famhe
ad,days_to_harvest,chiwi/chi
wa,barbecho,inputs_yes,own
_seed,for_consumption,total
_fallowcycle_yrs,actual_fallo
w_yrs,n_floury,n_bitter,mod
ern,no_varieties,natives_cha
qru,stressed,late_blight,hail,f
rost,weevil,excess_rain,droug
ht,no_stress
8 numéricas + 5 (H)/2(P)
categóricas:
yield_ton_ha,sampled_area_
m2,altitude_masl,age_famhe
ad,days_to_harvest,inputs_y
es,total_fallowcycle_yrs,actu
al_fallow_yrs,n_bitter,moder
n,no_varieties,late_blight,fro
st
yield,totalarea,sampledarea,
nfarea,nbarea,brarea,altitude
,agefamhead,plantingdate,ha
rvestdate,days_to_harvest,to
talfallow,actualfallow,numbe
rvarieties
planting season, tillage
type,ag inputs,land
owndership,
slopetype,source of
seed,primary end-use,
secondary end-use,potato
category,commercial potato
type,number of variety
group,stressed (y/n),stressor
type,number of stressors
Resumen estadístico
Correlaciones múltiples
Matriz Filtrada
Matriz Completa
50 categóricas:
Función “lasso” glmnet
(REND = variable dep.)
Correlaciones
Matriz Reducida
64 variables Huancavelica
+ Pasco
Correlaciones
Regresión múltiple
(REND = variable dep.)
Vars. Finales (ACP):
REND (ton/ha)
ALTITUD (msnm)
DESCANSO (años)
NUMERO VARS
TIZON TARDIO
HELADA
HUANCAVELICA
Fuente de semilla
N
Prom. (%)
Propia
166
99.00
Intercambiada
166
Comprada
166
Propia y comprada
166
Insumos agricolas
Uso de quimicos
166
53.00
Finalidad de produccion
Consumo
166
86.00
Venta
166
Consumo y venta
166
14.00
Reserva de semilla
166
99.00
Chuño/Moraya
166
93.00
PASCO
Chancho alimento
166
Fuente de semilla
N
Sistema de siembra
144
Propia
Barbecho
166
9.00 144
Intercambiada
Chacmeo
166
3.00 144
Comprada
Propia y comprada
Chiwa
166
86.00 144
Insumos
agricolas
Pendiente
Uso de quimicos
Fuertemente inclinado
166
17.00 144
Finalidad de produccion
Moderadamente inclinado
166
51.00
144
Consumo
Plano (pampa alta)
166
32.00 144
Venta
144
Consumo y venta
144
Reserva de semilla
144
Chuño/Moraya
144
Chancho alimento
Sistema de siembra
144
Barbecho
144
Chacmeo
144
Chiwa
Pendiente
144
Fuertemente inclinado
144
Moderadamente inclinado
144
Plano (pampa alta)
Área del estudio: Andes centrales
Prom. (%)
53.00
3.00
38.00
6.00
100.00
18.00
49.00
33.00
69.00
25.00
5.00
100.00
24.00
49.00
26.00
Área del estudio: comunidades
Región
Distrito
Población
Categorías de
papas
cultivadas
Bellavista
Chupaca
Castillapata
Huacchua
Pasco
Pasco
Huancavelica
Huancavelica
Paucartambo
Paucartambo
Yauli
Paucará
300 familias
350 familias
300 familias
250 familias
Mejoradas; nativaharinosas
Mejoradas; nativa- Mejoradas; nativaharinosas; pocas
harinosas; nativanativa-amargas
amargas
Mejoradas; nativaharinosas; nativaamargas
3,097 a 4,110
msnm
3,464 a 4,160
msnm
3,877 a 4,324 msnm
olluco, mashua; en
zonas bajas poca
arveja
En zonas altas
Cebada, trigo,
mínimamente oca, tarwi, avena
olluco, mashua; en quaker, habas
zonas bajas arveja,
habas, maíz
Cebada, trigo,
tarwi, avena quaker,
habas
Venta y consumo
Venta y consumo
Consumo
3,556 a 4,116 msnm
Rango
altitudinal de
papa
Otros cultivos En zonas altas
mínimamente oca,
principales
Destino
principal de
la papa
Consumo
Resultados
• Dinámica a escala macro
(región)
• Dinámica a escala meso
(comunidad)
• Dinámica a escala micro
(parcela)
• Síntesis de las escalas
• Percepción local
Resultados: escala macro
199 variedades: 174 nativa-harinosas,
13 nativa-amargas, 12 mejoradas
Huancavelica
•
120
•
Numero de variedades
100
•
80
Nativa-harinosa
60
Nativa-amarga
40
20
0
Mejorada
•
Máximo numero de 101
variedades entre 3,800 y
3,900 msnm.
Mayor parte de diversidad se
encuentra entre 3,800 y
4,300 msnm.
91.9% de diversidad en este
rango altitudinal
corresponde a categoría
nativa-harinosa.
Categoría de variedades
mejoradas demuestra la mas
amplia distribución
altitudinal, desde 3,400
msnm hasta cerca de 4,400
msnm.
Resultados: escala macro
•
192 variedades: 184 nativa-harinosas,
7 mejoradas, 1 nativa-amarga
Pasco
160
•
•
Numero de variedades
140
•
120
100
80
60
Nativa-harinosa
Nativa-amarga
Mejorada
40
20
0
•
Máximo numero de 139
variedades entre 3,900 y
4,000 msnm.
130 variedades entre
3,800 y 3,900 msnm.
Mayor parte de
diversidad entre 3,700 y
4,000 msnm.
92% de categoría de
nativa-harinosas se
encuentra entre 3,700 y
4,100 msnm.
Categoría de variedades
mejoradas demuestra
mas amplia distribución
de las tres categorías,
desde 3,000 a 4,100
msnm.
Resultados: escala macro
Huancavelica
Mayor superficie cultivada
entre 3,800 y 4,300 msnm
con nativa-harinosas (total de
29.0 hectáreas).
8.0
Area en hectareas (ha)
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
Nativa-harinosa
Nativa-amarga
Mejorada
Resultados: escala macro
Pasco
25.0
Mayor superficie cultivada
entre 3,700 y 4,100 msnm
con nativa-harinosas (total
de 59.8 hectáreas).
Area en hectareas (ha)
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
Nativa-harinosa
Nativa-amarga
Mejorada
Resultados: escala meso
Numero de parcelas de papa por familia
Huancavelica
Castillapata
Mejorada
Nativa-amarga
Nativa-harinosa
Huacchua
Mejorada
Nativa-amarga
Nativa-harinosa
Pasco
Bellavista*
Mejorada
Nativa-harinosa
Chupaca
Mejorada
Nativa-amarga
Nativa-harinosa
*No se registro nativa-amarga
Prom.
Max.
Min.
DS (±)
1.8
1.3
1.4
2.3
2.1
1.7
1.6
2.7
Prom.
5
3
4
5
7
4
4
7
Max.
1
1
1
1
1
1
1
1
Min.
1.0
0.5
0.7
1.1
1.2
0.9
0.9
1.3
DS (±)
2.3
2.3
2.3
2.9
1.7
1.0
3.8
6
5
6
9
5
1
9
1
1
1
1
1
1
1
1.2
1.2
1.1
2.1
1.1
0.0
2.2
Resultados: escala meso
Área total cultivada (m²) por familia
Huancavelica
Prom.
Max.
Min.
DS (±)
Castillapata
831.6
6897.5
1.9
1104.3
Mejorada
246.5
1181.2
8.8
260.5
Nativa-amarga
281.8
1046.6
1.9
231.0
Nativa-harinosa
1508.6
6897.5
42.8
1327.1
1280.9
7323.2
10.4
1429.8
Mejorada
325.3
1086.1
11.5
278.2
Nativa-amarga
585.4
1689.1
10.4
428.6
Nativa-harinosa
2337.2
7323.2
88.2
1562.4
Prom.
Max.
Min.
DS (±)
2228.9
7200.8
95.7
1621.7
Mejorada
2063.5
6874.6
95.7
1573.2
Nativa-harinosa
2375.8
7200.8
221.9
1660.8
3835.3
21686.6
0.7
4246.4
1468.3
8219.1
0.9
1959.1
Nativa-amarga
58.2
271.4
0.7
119.3
Nativa-harinosa
5728.3
21686.6
349.1
4554.3
Huacchua
Pasco
Bellavista*
Chupaca
Mejorada
*No se registro nativa-amarga
Resultados: escala meso
Área cultivada (m²) por parcela
Huancavelica
Prom.
Max.
Min.
DS (±)
Castillapata
468.56
5501.25
1.89
699.88
Mejorada
185.88
1090.35
3.27
230.24
Nativa-amarga
198.90
1046.62
1.89
176.01
Nativa-harinosa
667.26
5501.25
9.09
847.44
611.20
5810.49
3.30
771.73
Mejorada
191.97
1027.64
6.19
205.99
Nativa-amarga
372.52
1689.11
3.30
366.75
Nativa-harinosa
876.45
5810.49
7.08
910.06
Prom.
Max.
Min.
DS (±)
968.45
6654.49
7.48
930.55
Mejorada
880.44
6654.49
7.48
808.34
Nativa-harinosa
1049.43
6446.66
20.45
1026.14
1321.83
13282.63
0.69
1772.40
Mejorada
848.33
6818.09
0.94
1124.67
Nativa-amarga
58.20
271.43
0.69
119.26
Nativa-harinosa
1491.73
13282.63
8.52
1913.56
Huacchua
Pasco
Bellavista*
Chupaca
*No se registro nativa-amarga
Resultados: escala meso
Numero de variedades por parcela
Huancavelica
Prom.
Max.
Min.
DS (±)
4.3
19
1
4.1
Mejorada
1.5
6
1
0.9
Nativa-amarga
1.2
3
1
0.5
Nativa-harinosa
6.5
19
1
4.1
Huacchua (n=154)
5.7
41
1
6.3
Mejorada
1.5
4
1
0.8
Nativa-amarga
2.1
6
1
1.3
Nativa-harinosa
8.7
41
1
7.0
Prom.
Max.
Min.
DS (±)
Bellavista*(n=287)
2.7
32
1
4.1
Mejorada
1.1
3
1
0.3
Nativa-harinosa
4.2
32
1
5.3
Chupaca (n=333)
6.5
49
1
8.2
Mejorada
1.1
2
1
0.3
Nativa-amarga
1.0
1
1
0.0
Nativa-harinosa
8.3
49
1
8.8
Castillapata (n=175)
Pasco
*No se registro nativa-amarga
Resultados: escala micro
Sub-muestra de parcelas con estrés vs. no estrés
Resultados: escala micro
Correlaciones entre componentes principales y variables
HUANCAVELICA
PASCO
Comp.1 Comp.2 Comp.3
Variable
Comp.1
Comp.2
Comp.3
Variable
Rendimiento
(ton/ha)
-0.3159
0.6903
-0.3580
Rendimiento
(ton/ha)
0.6315
0.5404
-0.3473
Altitud (msnm)
0.6953
-0.3955
-0.0876
Altitud (msnm)
-0.0031
0.1651
0.8300
Descanso de tierra
-0.2375
(años)
0.5245
-0.0434
Descanso de tierra
(años)
0.0461
0.6573
0.4726
Numero de
variedades
0.2709
-0.1528
-0.9161
Numero de
variedades
-0.5715
0.3024
-0.1515
Tizón tardío
-0.7594
-0.4096
-0.2818
Tizón tardío
-0.8709
-0.1147
0.0400
Helada
-0.6991
-0.4977
0.0404
Helada
0.4595
-0.6489
0.3230
Resultados: escala micro
Componentes principales por subgrupo (H0=sin estrés, H1=con estrés,
P0=sin estrés, P1=con estrés)
a.
PC1: rendimiento (+), años descanso (+), altitud (-) / PC2: tizón tardío (-), helada (-)
Síntesis espacial multi-escalar
Resolucion
Pasco
Altitud: 3,050-4,200 msnm
Nativa-harinosa/mejorada
192 variedades (184 nh)
Comercio+ consumo
Superficie sembrada prom.:
1762.8 m2 Mixta
1322.4 m2 Nativa-harinosa
1068.7 m2 Mejorada
2.3-3.8 parcelas Nativa-harinosas/familia
1.7-2.3 parcelas Mejoradas/familia
16.5 vars. Nativa-harinosas /familia
1.5 vars. Mejoradas/familia
88.6% tizon tardio
11.4% exceso lluvia
7.6% helada
5.1% granizo
100% insumos agric.
5-años descanso
Rend
prom.=
31.7
ton/ha
Huancavelica
Altitud: 3,450-4,400 msnm
Nativa-harinosa, nativa-amarga,
mejorada
199 variedades (174 nh)
Consumo+ mercado incipiente
Superficie sembrada prom.:
955.9 m2 Mixta
627.4 m2 Nativa-harinosa
339.7 m2 Mejorada
273.9 m2 Nativa-amarga
2.3-2.7 parcelas Nativaharinosas/familia
1.3-1.7 parcelas Mejoradas/familia
1.4-1.6 parcelas Nativa-amarga/familia
13.0 vars. Nativa-harinosas /familia
1.8 vars. Mejoradas/familia
1.8 vars. Nativa-amargas/familia
64.9% tizon tardio
62.3% helada
32.5% granizo
26.0% gorgojo
50.7% insumos agric.
4-años descanso
Rend
prom=
14.3
ton/ha
Síntesis espacial multi-escalar
Síntesis espacial multi-escalar
Ubicación de abundancia de variedades -> ej. en comunidad de
Bellavista, Pasco
Resultados: percepción local
Identificación de 4 periodos (hitos) en el
tiempo: Reforma agraria (1970s), Fujimori
(1990s), Actual (2000s), Futuro (próximos 20
años)
Percepciones registradas en torno a
cambios en 4 categorías:
clima, practicas de cultivo,
variedades, otros (ej. instituciones,
precios en mercado, crecimiento de
población).
Discusión: impactos y adaptaciones
Huancavelica
• Condiciones favorables para tizón
tardío en pisos altitudinales mas
altos – su presencia en parcelas fue
significativa.
• Cultivo en mezcla o chaqru de la
papa aun puede representar
medida amortiguadora; riesgo de
perdida de variedades mas
susceptibles.
Pasco
• Omnipresencia de tizón tardío y uso
generalizado de fungicidas, hasta en
variedades nativas mas “rusticas”.
• Alta susceptibilidad de cultivo
comercial en términos de rendimiento,
con intermediación de fertilizantes
químicos y periodos de descanso
relativamente altos para la zona
(medida de compensación mixta).
• En ambas regiones la diversidad y su rango de distribución espacial se
mantiene como medida adaptativa.
• Coexistencia de variedades nativas y mejoradas: dentro de parcelas,
dentro de las reservas familiares, entre los pisos altitudinales.
• Se han perdido sistemas de manejo de suelos con materia orgánica como
en el caso de Pasco con el “collupo”; y variedades como la “chaucha” (S.
phureja)por mayor susceptibilidad a tizón tardío y rápido envejecimiento.
Discusión: impactos y adaptaciones
• No se constató una relación entre numero
de
variedades y rendimiento en condiciones de
estrés versus no-estrés ambiental.
• Rendimiento potencial es una función de
genotipos e intervención humana mediante
sistema de manejo con insumos agrícolas.
• Estabilidad de rendimiento versus rendimiento potencial es
una posibilidad en el caso de Huancavelica, donde las tres
categorías de variedades se siembran en las zonas mas altas.
“Siempre encontraremos la manera de
enfrentar el clima, pero ¿como nos
defendemos de los precios?”
Agricultora de Paucartambo
Conclusiones
• No hay indicador estático o absoluto, menos aun en la naturaleza heterogénea
y contextual de los procesos que ocurren en la agricultura alto-andina.
• Sin embargo, existen señales de un efecto agregado y potencialmente nuevo
de heladas con tizón tardío en las zonas mas altas.
Brechas de conocimiento
• Variedades nativas con
tolerancia a tizón tardío y
condiciones de alta humedad
relativa.
Recomendaciones
• Continuidad de monitoreo en
microcentros a nivel local, la escala
geográfica donde mas se perciben
las diferencias.
• Visibilizar dimensión social como
redes de semillas, ante impactos
en condiciones de estrés
ambiental (heladas, tizón
generalizado, etc.).
• Articulación de tomadores de
decisión a nivel macro con
necesidades emergentes a nivel
micro.
¡Muchas gracias!