Modelado de Idoneidad Bioclimática Basado en Aprendizaje Automático para el Cultivo de Maíz Bajo Proyecciones Futuras
Autores: Monavarian, Alireza; Abadifard, Soheil; McGinty, Hande K.; Sharda, Vaishali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Clima
Estrés térmico
Estrés hídrico
Rendimientos de maíz
Kansas
Idoneidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El estrés hídrico y térmico impulsado por el clima está comprometiendo cada vez más los rendimientos de maíz de secano en las zonas de transición, con implicaciones significativas para la seguridad alimentaria global. Si bien existen modelos de idoneidad de cultivos a escala continental, a menudo no logran capturar la heterogeneidad de alta resolución de los paisajes agrícolas ni distinguir entre sistemas de riego y de secano en regiones semiáridas. Este estudio modela la idoneidad actual y futura del maíz de secano en Kansas, EE. UU., utilizando un enfoque de Máxima Entropía (MaxEnt). Para aislar con precisión las limitaciones biofísicas, empleamos un novedoso flujo de trabajo de filtrado de datos utilizando la Capa de Datos de Tierras Agrícolas del USDA (CDL) y los Conjuntos de Datos Anuales de Riego Basados en Landsat (LANID) para entrenar el modelo exclusivamente en ocurrencias de secano. Proyectamos cambios en la idoneidad para los períodos de mediados de siglo (2041-2070) y finales de siglo (2071-2100) bajo dos Rutas Socioeconómicas Compartidas (SSP3-7.0 y SSP5-8.5) del CMIP6, utilizando variables bioclimáticas CHELSA de alta resolución. El modelo, que logró un Área Bajo la Curva (AUC) de 0.73 y validado contra 30 años de registros históricos de producción del USDA, revela una contracción espacial distinta de las áreas climáticamente adecuadas para cultivar maíz. Las proyecciones indican un declive significativo en la idoneidad en el oeste y centro de Kansas impulsado por el aumento de las temperaturas y la variabilidad de las precipitaciones, con los hábitats óptimos más adecuados proyectados a disminuir aproximadamente un 90% para mediados de siglo. Estos hallazgos cuantifican los crecientes impactos climáticos en las áreas de cultivo de maíz de las Grandes Llanuras y proporcionan líneas de base espacialmente explícitas para el desarrollo de estrategias de adaptación regional y políticas de conservación de aguas subterráneas.
Descripción
El estrés hídrico y térmico impulsado por el clima está comprometiendo cada vez más los rendimientos de maíz de secano en las zonas de transición, con implicaciones significativas para la seguridad alimentaria global. Si bien existen modelos de idoneidad de cultivos a escala continental, a menudo no logran capturar la heterogeneidad de alta resolución de los paisajes agrícolas ni distinguir entre sistemas de riego y de secano en regiones semiáridas. Este estudio modela la idoneidad actual y futura del maíz de secano en Kansas, EE. UU., utilizando un enfoque de Máxima Entropía (MaxEnt). Para aislar con precisión las limitaciones biofísicas, empleamos un novedoso flujo de trabajo de filtrado de datos utilizando la Capa de Datos de Tierras Agrícolas del USDA (CDL) y los Conjuntos de Datos Anuales de Riego Basados en Landsat (LANID) para entrenar el modelo exclusivamente en ocurrencias de secano. Proyectamos cambios en la idoneidad para los períodos de mediados de siglo (2041-2070) y finales de siglo (2071-2100) bajo dos Rutas Socioeconómicas Compartidas (SSP3-7.0 y SSP5-8.5) del CMIP6, utilizando variables bioclimáticas CHELSA de alta resolución. El modelo, que logró un Área Bajo la Curva (AUC) de 0.73 y validado contra 30 años de registros históricos de producción del USDA, revela una contracción espacial distinta de las áreas climáticamente adecuadas para cultivar maíz. Las proyecciones indican un declive significativo en la idoneidad en el oeste y centro de Kansas impulsado por el aumento de las temperaturas y la variabilidad de las precipitaciones, con los hábitats óptimos más adecuados proyectados a disminuir aproximadamente un 90% para mediados de siglo. Estos hallazgos cuantifican los crecientes impactos climáticos en las áreas de cultivo de maíz de las Grandes Llanuras y proporcionan líneas de base espacialmente explícitas para el desarrollo de estrategias de adaptación regional y políticas de conservación de aguas subterráneas.