Introduction

Climate change is a determining phenomenon for food production, not only at present, but also in the future. This is explained by the effects it has on agro-productive biodiversity and by the alterations and changes that occur in natural systems. Agriculture in the 21st century faces the challenge of satisfying food demands and, at the same time, fulfills the sustainability goals (Nicholls and Altieri 2019Nicholls, C.I. & Altieri, M.A. 2019. Bases agroecológicas para la adaptación de la agricultura al cambio climático. Cuadernos de Investigación UNED, 11(1): 55-61, ISSN: 1659-441X.). Evidence of global warming in recent decades and the high probability of increased occurrence of extreme weather events are factors that, directly and indirectly, affect the loss of productive capacity, production levels and food security (Casanova-Pérez et al. 2019Casanova-Pérez, L., Martínez-Dávila, J.P. & García-Alonso, F. 2019. Comunicación del cambio climático y generación de capacidades adaptativas entre los agricultores del trópico subhúmedo. Revista mexicana de ciencias agrícolas, 10(7): 1627-1639, ISSN: 2007-9230. https://doi.org/10.29312/remexca.v10i7.1795.).

Sheep farming will continue to be an important pillar in global livestock production (Ferguson et al. 2017Ferguson, D.M., Fisher, A., Colditz, I.G. & Lee, C. 2017. Future challenges and opportunities in sheep welfare. En: Advances in Sheep Welfare, (ed)^(eds). Elsevier, 285-293 pp. and Vera-Herrera et al. 2019Vera-Herrera, I.Y., Ortega-Cerrilla, M.E., Herrera-Haro, J.G. & Huerta-Jiménez, M. 2019. Bienestar en ovinos y su evaluación. AgroProductividad, 12(9): 67-73, ISSN: 2594-0252.). According to data from CEPAL and UNICEF (2013)CEPAL, N. & UNICEF. 2013. Desarrollo sostenible en América Latina y el Caribe. Seguimiento de la agenda de las Naciones Unidas para el desarrollo post-2015 y Río+ 20., 98 million heads of sheep employ 1.5 million people in the European Union. Around 81 million sheep are part of livestock production systems in Latin America and the Caribbean and are an important resource for local inhabitants and economies. Cuba has 1,536,611 sheep heads. In particular, Ciego de Ávila registers 53,403 in total. Sheep stock is mainly based in the east-center. In this part of the country, it reaches 87.06% of the total mass (ONEI 2021ONEI, Oficina Nacional de Estadística e Información. 2021. Anuario estadístico de Cuba. Existencia de ganado menor. Distribución de la tierra del país y su Utilización por provincias, en Agricultura, Ganadería, Silvicultura y Pesca. http://www.onei.gob.cu/node/16275.).

Rojas-Downing et al. (2017)Rojas-Downing, M.M., Nejadhashemi, A.P., Harrigan, T. & Woznicki, S.A. 2017. Climate change and livestock: Impacts, adaptation, and mitigation. Climate Risk Management, 16: 145-163, ISSN: 2212-0963. http://dx.doi.org/10.1016/j.crm.2017.02.001. state that among the factors that modify sheep productivity are the stress caused by adverse environmental conditions, including hot. Climate change increases ambient temperatures and changes circannual rainfall patterns in different agroecological regions of the world, resulting from greenhouse gas emissions. The productive potential of sheep in tropical regions is mainly affected by exposure to high temperatures. This is the main phenomenon that threatens the production of animal origin foods and, consequently, food security (Sejian et al. 2017Sejian, V., Kumar, D., Gaughan, J.B. & Naqvi, S.M. 2017. Effect of multiple environmental stressors on the adaptive capability of Malpura rams based on physiological responses in a semi-arid tropical environment. Journal of Veterinary Behavior, 17: 6-13, ISSN: 1558-7878. https://doi.org/10.1016/j.jveb.2016.10.009.). Regarding the forecast of future climatic conditions based on bioclimatic scenarios, there has been performed studies in Ciego de Ávila province aimed at the development and interpretation of bioclimatic scenarios for banana cultivation and the behavior of diseases in plantations of interest (Hernández-Mansilla et al. 2017Hernández–Mansilla, A., Sorí-Gómez, R. & Benedico-Rodríguez, O. 2017. Escenarios bioclimáticos de tizón tardío [Phytophthora infestans (Mont.) De Bary] en Ciego de Ávila, Cuba. Revista Latinoamericana de la Papa, 21(2): 1-14, ISSN: 1853-4961. https://doi.org/10.37066/ralap.v21i2.275 and Pérez et al. 2018Pérez, Y.V., Mansilla, A.A.H., Gómez, R.S., Mayea, A.L., Montenegro, R.V. & Sánchez, J.D.A. 2018. Fitófagos de banano y plátano bajo condiciones de cambio climático en Cuba. Revista de Ciencias Ambientales, 52(2): 141-157, ISSN: 2215-3896. http://dx.doi.org/10.15359/rca.52-2.8.). These researchers have been carried out from different positions and contexts. Their results contribute to predicting and outlining strategies for adaptation to climate change and mitigating its effects. They also respond to the actions of the Cuban state (Tarea Vida) to confront the climate crisis and represent a direct contribution to the efforts being made to guarantee food security.

The studies designed with bioclimatic scenarios have been contextualized in regions, agricultural crops of interest and plant pests that affect them. Despite the importance of these researchers, there is no evidence of its application in animal production systems. Therefore, the objective of the study was to interpret bioclimatic scenarios of low, medium and high emissions for 2030, 2050 and 2100 in sheep production systems in the territory of Ciego de Ávila.

Materials and Methods

The study was carried out in Ciego de Ávila province of, located in the central region of the Republic of Cuba, with a surface area of ​​6971.64 km² and a land area of ​​6194.90 km². Its main economic activities are agriculture, livestock, forestry and tourism (De la Rosa et al. 2015De la Rosa, L.A., De la Rosa, Y.F., Hernández, D.B., Lemes, M.M., Beltrán, M.G., Socarras, Y.P. & Flores, F.A.C. 2015. Aproximación a una mirada sociodemográfica de la provincia de Ciego de Ávila. Novedades en Población, 10(19): 66-74, ISSN: 1817-4078.).Ciego de Ávila province is characterized by very hot summers and short winters. During the year, the temperature generally varies from 18 °C to 33 °C. It rarely drops below 14 °C or rises above 36 °C with easterly to northeasterly winds, from Cayo Coco to Júcaro. The average relative humidity annually fluctuates from 72 to 85 % (Sorí-Gómez et al. 2014Sorí-Gómez, R., Hernández-Mansilla, A.A., López-Mayea, A., Benedico-Rodríguez, O. Córdova-García, O.L & Ávila-Espinosa, M. 2014. Pronóstico climático mensual de la temperatura en Ciego de Ávila. Cuba.Ciencias de la Tierra y el Espacio, 15(1): 23-35, ISSN: 1729-3790.).

The distribution of bioclimatic conditions in Modesto Reyes popular council (Ciego de Ávila municipality) was used for a period of 45 years (1960-2004) and for the future based on outputs from the PRECIS Regional Climate Model (Jones et al. 2016Jones, J.J., Stephenson, T.S., Taylor, M.A. & Campbell, J.D. 2016. Statistical downscaling of North Atlantic tropical cyclone frequency and the amplified role of the Caribbean low‐level jet in a warmer climate. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 121(8): 3741-3758, ISSN: 2169-8996. https://doi.org/10.1002/2015JD024342.) for three scenarios called representative concentration pathways (RCP) 2.6 (van Vuuren et al. 2011Van Vuuren, D., Stehfest, E., den Elzen, M., Kram, T., van Vliet, J., Deetman, S., Isaac, M., Goldewijk, K., Hof, A., Beltran, A.M., Oostenrijk, R. &. van Ruijven, B. 2011. RCP2.6: exploring the possibility to keep global mean temperature increase below 2°C. Climatic Change, 109: 95-116, ISSN: 1573-1480. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0152-3.), RCP 4.5 (Thomson et al. 2011Thomson, A.M., Calvin, K.V., Smith, S.J., Kyle, G.P., Volke, A., Patel, P., Delgado-Arias, S., Bond-Lamberty, B., Wise, M.A. & Clarke, L.E. 2011. RCP4. 5: a pathway for stabilization of radiative forcing by 2100. Climatic Change, 109(1): 77-94, ISSN: 1573-1480. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0151-4.) and RCP 8.5 (Riahi et al. 2011Riahi, K., Rao, S., Krey, V., Cho, C., Chirkov, V., Fischer, G., Kindermann, G., Nakicenovic, N. & Rafai, P. 2011. RCP-8.5- A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions. Climatic Change, 109(1-2): 33-57, ISSN: 1573-1480. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0149-y.). The data was obtained from information available from the Superclima project.

The reference period (1960-2004) was defined based on the historical RCP. For future scenarios (RCP 2.6, RCP 4.5 and RCP 8.5), although data from 2005 to 2099 are considered, information from 2021 was used. The performance of the variables that influence on the calculation of the THI (temperature and relative humidity index) was analyzed. The analysis was carried out at different scales (months and years), with emphasis on the performances corresponding to 2030, 2050 and 2100.

The domain where the study area is located is a subdomain of the central region, for which the regional climate model was run, with the coordinates (21 52´48.6´´ N, 78 41´32.6´´ W). For the interpretation and analysis of the results, the physiological ranges of the vital indicators for sheep and the record studies of the effect of heat stress for this species were considered.

Results

The prediction of AT (ambient temperature) and RH (relative humidity) for the baseline (1960-2004) and for the scenarios up to 2100 are shown in figure 1. It was seen that, in general, the temperature trend is to increase, while the humidity trend is to decrease. The baseline showed values ​​ranging between 20 and 21 °C for AT and 75.5 to 72 % for RH, generating a THI between 66 and 68 u (figure 2). In future scenarios, for RCP 2.6, the temperature will maintain a stable value of 32 °C and the humidity will range between 74 and 74.5 %, for RCP 4.5. The temperature will progressively increase from 31.7 to 33.5 ^oC and the RH will oscillate between 72.7 and 74.2 %, generating THI from 76.4 to 78.5 u. Scenario 8.5 predicts the greatest deterioration with THI values ​​above 78 u, which exceed 82 u around the year 2100.

The analysis of the monthly performance of the AT and RH variables, for the baseline and the RCP 2.6, 4.5 and 8.5 scenarios, was specified in the years 2030 (figure 3), 2050 (figure 5) and 2100 (figure 7). Figures 4, 6 and 8 show the monthly performance of the THI, the baseline and the RCP 2.6, 4.5 and 8.5 scenarios for 2030, 2050 and 2100, respectively.

In 2030 (figure 3), according to an RCP 2.6 scenario, the temperature will range between 28.5 and 35.5 ^oC, with July and August being the months with the highest temperatures. Humidity will range between 60.5 and 80 %. For a RCP 4.5 scenario, temperatures will reach peaks of 34.9 °C in July and August, remaining at 29 and 30.9 °C, and humidity will range between 64.5 and 75.5 %. The RCP 8.5 forecasts temperatures of 28 to 36.2 °C with sustained peaks covering July, August and September. The THI values ​​in 2030, generated for RCP 2.6, 4.5 and 8.5 scenarios (figure 4), will reach 89.5, 89 and 92 u in July and August, respectively.

The performance of the AT and RH variables for the year 2050 (figure 5) shows for a RCP 2.6 that the temperature will have sustained values ​​above 32 ^oC during all months, reaching 35.5 ^oC in July. Humidity will be between 63 and 83 %. For a RCP 4.5 scenario, temperatures will range between 31 and 35.9 °C and will remain above 34 °C from April to September, with humidity between 64 and 84 %. In the case of the RCP 8.5 scenario, the temperature will vary between 30 and 39 °C, with values ​​above 37 °C from May to September, and humidity between 65 and 86 %. The performance of the variables described above between July and September will generate THI values ​​in 2050 of 90, 90 and 91.2 u for RCPs 2.6, 4.5 and 8.5, respectively (figure 6).

For the year 2100, the performance of the temperature and humidity variables is shown in figure 7. For RCP 2.6, temperature values ​​will range between 29 and 35 ^oC, with sustained values ​​above 34 ^oC from July to October. Humidity will be between 73 and 83 %. In RCP 4.5, temperature values ​​will range from 30 to 36.8 °C with sustained values ​​above 34 °C from June to November. Humidity will be between 63 and 83 %. For RCP 8.5, temperature values ​​will fluctuate from 32 to 39.6 °C, with values ​​below 34 °C only in December. Meanwhile, humidity will vary between 65.2 and 85 %. The performance of the variables described between May and October 2100 generates THI values ​​of 89.91 and 95.2 u for RCP 2.6, 4.5 and 8.5, respectively (figure 8).

Discussion

The estimated values ​​for the scenarios developed coincide with previously conducted studies. Karmalkar et al. (2013)Karmalkar, A.V., Taylor, M.A., Campbell, J., Stephenson, T., New, M., Centella, A., Benzanilla, A. & Charlery, J. 2013. A review of observed and projected changes in climate for the islands in the Caribbean. Atmósfera, 26(2): 283-309, ISSN: 2395-8812. https://doi.org/10.1016/S0187-6236(13)71076-2. and Rodríguez De Luque et al. (2016)Rodríguez De Luque, J.J., González-Rodríguez, C.E., Gourdji, S., Mason-D’Croz, D., Obando-Bonilla, D., Mesa-Diez, J. & Prager, S.D. 2016. Impactos socioeconómicos del cambio climático en América Latina y el Caribe: 2020-2045. Cuadernos de Desarrollo Rural, 13(78): 11-34, ISSN: 2215-7727. https://doi.org/10.11144/Javeriana.cdri3-78.iscc., in studies on climate change in the Caribbean, and in researchers by CEPAL (2018)CEPAL, N. 2018. Efectos del cambio climático en la costa de América Latina y el Caribe: reconstrucción histórica y proyecciones del efecto del cambio climático sobre el oleaje en la costa de Cuba. Comisión Económica para América Latina y el Caribe., developed particularly in Cuba, suggest that the air temperature could increase and rainfalls decrease at the end of the 21st century, especially during the rainy season. According to Schewe et al. (2014)Schewe, J., Heinke, J., Gerten, D., Haddeland, I., Arnell, N.W., Clark, D.B., Dankers, R., Eisner, S., Fekete, B.M. & Colón-González, F.J. 2014. Multimodel assessment of water scarcity under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(9): 3245-3250, ISSN: 1091-6490. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1222460110., the global trend is towards increasing air temperature and changes in rainfalls.

According to reports by Pérez et al. (2018)Pérez, Y.V., Mansilla, A.A.H., Gómez, R.S., Mayea, A.L., Montenegro, R.V. & Sánchez, J.D.A. 2018. Fitófagos de banano y plátano bajo condiciones de cambio climático en Cuba. Revista de Ciencias Ambientales, 52(2): 141-157, ISSN: 2215-3896. http://dx.doi.org/10.15359/rca.52-2.8., global changes in the performance of different meteorological variables and a greater frequency of extreme events are estimated. In particular, the probable temperature increase between 1.8 and 4.0 °C could reach up to 6.4 °C by 2100 (with respect to 1980-1999). However, in the fifth IPCC report (2014)IPCC. 2014. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp. https://epic.awi.de/id/eprint/37530/1/IPCC_AR5_SYR_Final.pdf., based on the use of RCP scenarios, the results show the probability that the average global surface temperature will increase between 0.6 ºC and 4.5 ºC (with respect to the period 1986-2005) by the end of this century. In short, global warming and the magnitude of the projected climate change depend on the emissions scenario considered.

The interpretation of the bioclimatic scenarios described above allows suggesting that there will be favorable conditions for the development of heat stress in sheep in Ciego de Ávila areas, mainly due to the increase of temperature caused by climate changes. According to Pereira et al. (2014)Pereira, A.M., Bonifácio, A.M.R., dos Santos, C.V., da Silva, I.A., e Silva, T.P.D., Sousa, K.R.S., Gottardi, F.P., Marques, C.A.T. & da Costa Torreão, J.N. 2014. Thermoregulatory traits of native sheep in pregnancy and supplemented in grazing system. Journal of Agricultural Science, 6(9): 113-119, ISSN: 1916-9760. http://dx.doi.org/10.5539/jas.v6n9p113., the thermal comfort zone for sheep varies from 15 to 30 °C and the upper critical temperature is from 35 °C, although Reyes et al. (2018)Reyes, J., Herrera, M., Marquina, J. R., Enjoy, D. D., & Pinto-Santini, L. 2018. Ambiente físico y respuestas fisiológicas de ovinos bajo sombra en horas de máxima radiación. Archivos de zootecnia, 67(259): 318-323, ISSN: 1885-4494. consider this state from 39.1 ºC.

For Oliveira et al. (2013)Oliveira, F.A.d., Turco, S.H., de Aaraújo, G.G., Clemente, C.A., Voltolini, T.V. & Garrido, M.S. 2013. Comportamento de ovinos da raça Santa Inês em ambientes com e sem disponibilidade de sombra. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 17: 346-351, ISSN: 1807-1929. https://doi.org/10.1590/S1415-43662013000300015., who observed greater grazing intensity in Santa Inés sheep, related to better atmospheric conditions; the first manifestation that the sheep will show is in grazing behavior, with the reduction of grass intake. López et al. (2015)López, R., Pinto-Santini, L., Perozo, D., Pineda, J., Oliveros, I., Chacón, T., Rossini, M. & de Álvarez, L.R. 2015. Confort térmico y crecimiento de corderas West African pastoreando con y sin acceso a sombra artificial. Archivos de zootecnia, 64(246): 139-146, ISSN: 1885-4494. https://doi.org/10.21071/az.v64i246.388. refer that in response to heat stress in sheep, food intake is reduced. These results coincide with those reported by De la Rosa et al. (2017) and Solórzano-Montilla et al. (2018)Solórzano-Montilla, J., Pinto-Santini, L., Camacaro-Calvete, S., Vargas-Guzmán, D. & Ríos-de Álvarez, L. 2018. Effect of the presence of shade in sheep grazing areas. 2. Animal activity. Pastos y Forrajes, 41(1): 41-49, ISSN: 2078-8452., who report that when temperature values ​​are high, animals considerably reduce the intake and remain resting and ruminating for longer.

Other aspects of animal physiology may be affected by the predicted conditions, such as body temperature and respiratory rate. Seixas et al. (2017)Seixas, L., de Melo, C.B., Tanure, C.B., Peripolli, V. & McManus, C. 2017. Heat tolerance in Brazilian hair sheep. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 30(4): 593, ISSN: 1976-5517. https://doi.org/10.5713/ajas.16.0191. suggest that environmental conditions can compromise the maintenance of body temperature. Heat stress conditions will cause sheep to activate defense mechanisms to maintain body temperature.

Respiratory rate measurements are widely used to assess heat stress. The increase in this indicator is the first control mechanism for sheep in heat stress environments. Habeeb et al. (2018)Habeeb, A.A., Gad, A.E. & Atta, M.A. 2018. Temperature-humidity indices as indicators to heat stress of climatic conditions with relation to production and reproduction of farm animals. International Journal of Biotechnology and Recent Advances, 1(1): 35-50, ISSN: 2639-4529. https://doi.org/10.18689/IJBR-1000107. found variations in respiratory rate in response to changes in ambient temperature and THI, both recorded during the day. Seixas et al. (2017)Seixas, L., de Melo, C.B., Tanure, C.B., Peripolli, V. & McManus, C. 2017. Heat tolerance in Brazilian hair sheep. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 30(4): 593, ISSN: 1976-5517. https://doi.org/10.5713/ajas.16.0191. report that the physiological variables increased with the increase in temperature during the course of the day, under heat stress and thermo neutrality conditions. Other authors have reported increased respiratory rate in response to increased temperature. This is showed by Srikandakumar et al. (2003)Srikandakumar, A., Johnson, E. & Mahgoub, O. 2003. Effect of heat stress on respiratory rate, rectal temperature and blood chemistry in Omani and Australian Merino sheep. Small Ruminant Research, 49(2): 193-198, ISSN: 0921-4488. https://doi.org/10.1016/S0921-4488(03)00097-X. in a study with Omani and Merino sheep and Romero et al. (2013)Romero, R.D., Pardo, A.M., Montaldo, H.H., Rodríguez, A.D. & Cerón, J.H. 2013. Differences in body temperature, cell viability, and HSP-70 concentrations between Pelibuey and Suffolk sheep under heat stress. Tropical Animal Health and Production, 45(8): 1691-1696, ISSN: 1573-7438. https://doi.org/10.1007/s11250-013-0416-1. with Pelibuey. Macías-Cruz et al. (2016)Macías-Cruz, U., López-Baca, M., Vicente, R., Mejía, A., Álvarez, F., Correa-Calderón, A., Meza-Herrera, C., Mellado, M., Guerra-Liera, J. & Avendaño-Reyes, L. 2016. Effects of seasonal ambient heat stress (spring vs. summer) on physiological and metabolic variables in hair sheep located in an arid region. International Journal of Biometeorology, 60(8): 1279-1286, ISSN: 1432-1254. https://doi.org/10.1007/s00484-015-1123-6. reaffirm it in studies with Dorper x Pelibuey.

The conditions described in the developed scenarios predict THI values ​​from 76.4 to 78.5 u, even for low-emission scenarios. For medium and high scenarios, THI figures will be reached from 75 to over 80 u, stressful conditions for animals, including sheep. Marai et al. (2007)Marai, I., El-Darawany, A., Fadiel, A. & Abdel-Hafez, M. 2007. Physiological traits as affected by heat stress in sheep - a review. Small Ruminant Research, 71(1-3): 1-12, ISSN: 0921-4488. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.10.003. proposed an indicative scale of the degree of heat stress experienced by sheep. According to this categorization, THI between 82 and 84 u is indicative of heat stress.

The monthly performance for the studied years coincides with presenting THI peaks in June, July and August, with values ​​that oscillate in the low emissions scenario between 89 and 90 u. For medium and high scenarios, they range from 89 to 95 u. Neves et al. (2009)Neves, M.L.M.W., de Azevedo, M., da Costa, L.A.B., Guim, A., Leite, A.M. & Chagas, J.C. 2009. Níveis críticos do índice de conforto térmico para ovinos da raça Santa Inês criados a pasto no agreste do Estado de Pernambuco. Acta Scientiarum: Animal Sciences, 31(2): 169-175, ISSN: 1807-8672. https://doi.org/10.4025/actascianimsci.v31i2.3766. highlighted that hair sheep begin to experience heat stress when the THI is between 78 and 79 u. Likewise, López et al. (2015)López, R., Pinto-Santini, L., Perozo, D., Pineda, J., Oliveros, I., Chacón, T., Rossini, M. & de Álvarez, L.R. 2015. Confort térmico y crecimiento de corderas West African pastoreando con y sin acceso a sombra artificial. Archivos de zootecnia, 64(246): 139-146, ISSN: 1885-4494. https://doi.org/10.21071/az.v64i246.388. observed that hair sheep begin to experience heat stress when the THI is higher than 72 u. According to the forecast of the scenarios developed, sheep will face severe stress conditions.

Despite the assessments carried out in attention to the bioclimatic scenarios in their different emission scenarios RCP 2.6, 4.5 and 8.5 for 2030, 2050 and 2100, and considering the indicators of the used method, it is important to reflect on the effect that the rearing system, type of grazing and incorporation of the tree component can have in some of the modalities of silvopastoral systems. The presence of shade can create an environment favorable to grazing conditions (Aengwanich et al. 2011Aengwanich, W., Kongbuntad, W. & Boonsorn, T. 2011. Effects of shade on physiological changes, oxidative stress, and total antioxidant power in Thai Brahman cattle. International Journal of Biometeorology, 55(5): 741-748, ISSN: 1432-1254. http://doi.org/10.1007/s00484-010-0389-y., Barragán-Hernández et al. 2015Barragán-Hernández, W.A., Mahecha-Ledesma, L. & Cajas-Girón, Y.S. 2015. Variables fisiológicas-metabólicas de estrés calórico en vacas bajo silvopastoreo y pradera sin árboles. Agronomía Mesoamericana, 26(2): 211-223, ISSN: 2215-3608. http://dx.doi.org/10.15517/am.v26i2.19277., López et al. 2015López, R., Pinto-Santini, L., Perozo, D., Pineda, J., Oliveros, I., Chacón, T., Rossini, M. & de Álvarez, L.R. 2015. Confort térmico y crecimiento de corderas West African pastoreando con y sin acceso a sombra artificial. Archivos de zootecnia, 64(246): 139-146, ISSN: 1885-4494. https://doi.org/10.21071/az.v64i246.388. and Lins et al. 2021Lins, J.G.G., Rodrigues, S.D., Albuquerque, A.C.A. & de Souza Marques, A.V.M. 2021. Role of integrated crop-livestock system on amelioration of heat stress on crossbred Brazilian sheep in semiarid region of northeastern Brazil. Small Ruminant Research, 204: 106513, ISSN: 0921-4488. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2021.106513.).

Regardless of the interpretations of the bioclimatic scenarios, the fact that there will not be favorable conditions for the development of sheep production systems in the future by 2030, 2050 and 2100 due to the effect of climate change, various studies agree in raising the importance of natural shade and silvopastoral systems as one of the alternatives to mitigate the negative effect of adverse environmental conditions (Vieira et al. 2021Vieira, F.M.C., Pilatti, J.A., Czekoski, Z.M.W., Fonsêca, V.F., Herbut, P., Angrecka, S., de Souza Vismara, E., de Paulo Macedo, V., dos Santos, M.C.R. & Paśmionka, I. 2021. Effect of the Silvopastoral System on the Thermal Comfort of Lambs in a Subtropical Climate: A Preliminary Study. Agriculture, 11(8): 790, ISSN: 2077-0472. https://doi.org/10.3390/agriculture11080790.).

In an environment that is increasingly affected by unfavorable conditions (high temperatures and relative humidity), the introduction of trees is one of the ways to transform the microclimate, so that it is suitable for ruminant production and contributes to animal welfare (López-Vigoa et al. 2017López-Vigoa, O., Sánchez-Santana, T., Iglesias-Gómez, J.M., Lamela-López, L., Soca-Pérez, M., Arece-García, J.& Milera-Rodríguez, M.d.l.C. 2017. Los sistemas silvopastoriles como alternativa para la producción animal sostenible en el contexto actual de la ganadería tropical. Pastos y Forrajes, 40(2): 83-95, ISSN: 2078-8452.). This translates into the regulation of solar radiation, which directly affects grazing animals and promotes thermal well-being (Sousa et al. 2015Sousa, L., Maurício, R., Paciullo, D., Silveira, S., Ribeiro, R., Calsavara, L., Moreira, G. 2015. Forage intake, feeding behavior and bio-climatological indices of pasture grass, under the influence of trees, in a silvopastoral system. Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales, 3(3): 129-141, ISSN: 2346-3775. https://doi.org/10.17138/tgft(3)129-141.)

Conclusions

The predicted bioclimatic scenarios, low, medium and high emissions for 2030, 2050 and 2100, show that future environmental conditions will be unfavorable for grazing systems. The forecast describes that the climatic variables will reach levels that cause heat stress in sheep, which will intensify according to the type of scenario predicted. These results provide information for reorganizing sheep production systems to face climate change.

Introducción

El cambio climático es un fenómeno determinante para la producción de alimentos, no solo en la actualidad, sino con vistas al futuro. Esto se explica por los efectos que ejerce en la biodiversidad agroproductiva y por las alteraciones y cambios que ocurren en los sistemas naturales. La agricultura en el siglo XXI se enfrenta al desafío de satisfacer las demandas de alimentos y, al mismo tiempo, cumplir con los objetivos de sostenibilidad (Nicholls y Altieri 2019Nicholls, C.I. & Altieri, M.A. 2019. Bases agroecológicas para la adaptación de la agricultura al cambio climático. Cuadernos de Investigación UNED, 11(1): 55-61, ISSN: 1659-441X.). Las evidencias del calentamiento global durante las últimas décadas y las grandes posibilidades de mayor ocurrencia de eventos climáticos extremos son factores que, directa e indirectamente, afectan la pérdida de la capacidad productiva, los niveles productivos y la seguridad alimentaria (Casanova-Pérez et al. 2019Casanova-Pérez, L., Martínez-Dávila, J.P. & García-Alonso, F. 2019. Comunicación del cambio climático y generación de capacidades adaptativas entre los agricultores del trópico subhúmedo. Revista mexicana de ciencias agrícolas, 10(7): 1627-1639, ISSN: 2007-9230. https://doi.org/10.29312/remexca.v10i7.1795.).

La ovinocultura seguirá siendo un pilar importante en la producción ganadera mundial, (Ferguson et al. 2017Ferguson, D.M., Fisher, A., Colditz, I.G. & Lee, C. 2017. Future challenges and opportunities in sheep welfare. En: Advances in Sheep Welfare, (ed)^(eds). Elsevier, 285-293 pp. y Vera-Herrera et al. 2019Vera-Herrera, I.Y., Ortega-Cerrilla, M.E., Herrera-Haro, J.G. & Huerta-Jiménez, M. 2019. Bienestar en ovinos y su evaluación. AgroProductividad, 12(9): 67-73, ISSN: 2594-0252.). Según datos de la CEPAL y la UNICEF (2013)CEPAL, N. & UNICEF. 2013. Desarrollo sostenible en América Latina y el Caribe. Seguimiento de la agenda de las Naciones Unidas para el desarrollo post-2015 y Río+ 20., 98 millones de cabezas de ganado ovino dan empleo a 1.5 millones de personas en la Unión Europea. Cerca de 81 millones de ovinos hacen parte de los sistemas de producción pecuaria en América Latina y el Caribe y son un recurso importante para los habitantes y las economías locales. Cuba cuenta con 1 536 611 cabezas ovinas. En particular, Ciego de Ávila registra 53 403 en total. La existencia ovina se sustenta, fundamentalmente, en el oriente-centro. Alcanza, en esta parte del país, 87.06 % de la masa total (ONEI 2021ONEI, Oficina Nacional de Estadística e Información. 2021. Anuario estadístico de Cuba. Existencia de ganado menor. Distribución de la tierra del país y su Utilización por provincias, en Agricultura, Ganadería, Silvicultura y Pesca. http://www.onei.gob.cu/node/16275.).

Rojas-Downing et al. (2017)Rojas-Downing, M.M., Nejadhashemi, A.P., Harrigan, T. & Woznicki, S.A. 2017. Climate change and livestock: Impacts, adaptation, and mitigation. Climate Risk Management, 16: 145-163, ISSN: 2212-0963. http://dx.doi.org/10.1016/j.crm.2017.02.001. plantean que entre los factores que modifican la productividad del ganado ovino se encuentran el estrés que producen las condiciones medioambientales adversas, entre ellas el calor. El cambio climático aumenta la temperatura ambiental y cambia los patrones circanuales de lluvias en las diferentes regiones agroecológicas del mundo, derivados de las emisiones de los gases con efecto invernadero. El potencial productivo de las ovejas en las regiones tropicales se afecta, principalmente, por la exposición a altas temperaturas. Este es el fenómeno principal que amenaza la producción de alimentos de origen animal y, por consiguiente, la seguridad alimentaria (Sejian et al. 2017Sejian, V., Kumar, D., Gaughan, J.B. & Naqvi, S.M. 2017. Effect of multiple environmental stressors on the adaptive capability of Malpura rams based on physiological responses in a semi-arid tropical environment. Journal of Veterinary Behavior, 17: 6-13, ISSN: 1558-7878. https://doi.org/10.1016/j.jveb.2016.10.009.).

Con respecto al pronóstico de las condiciones climáticas futuras a partir de escenarios bioclimáticos, en la provincia Ciego de Ávila se han desarrollado trabajos dirigidos a la elaboración e interpretación de los escenarios bioclimáticos para el cultivo del plátano y el comportamiento de enfermedades en plantaciones de interés (Hernández-Mansilla et al. 2017Hernández–Mansilla, A., Sorí-Gómez, R. & Benedico-Rodríguez, O. 2017. Escenarios bioclimáticos de tizón tardío [Phytophthora infestans (Mont.) De Bary] en Ciego de Ávila, Cuba. Revista Latinoamericana de la Papa, 21(2): 1-14, ISSN: 1853-4961. https://doi.org/10.37066/ralap.v21i2.275 y Pérez et al. 2018Pérez, Y.V., Mansilla, A.A.H., Gómez, R.S., Mayea, A.L., Montenegro, R.V. & Sánchez, J.D.A. 2018. Fitófagos de banano y plátano bajo condiciones de cambio climático en Cuba. Revista de Ciencias Ambientales, 52(2): 141-157, ISSN: 2215-3896. http://dx.doi.org/10.15359/rca.52-2.8.). Estas investigaciones se han realizado desde diferentes posiciones y contextos. Sus resultados contribuyen a pronosticar y trazar estrategias para la adaptación al cambio climático y la mitigación de sus efectos. Responden, además, a las acciones del estado cubano (Tarea Vida) para enfrentar la crisis climática y representan una contribución directa a los esfuerzos que se realizan para garantizar la seguridad alimentaria.

Los trabajos diseñados con escenarios bioclimáticos han estado contextualizados en regiones, cultivos agrícolas de interés y plagas vegetales que los afectan. No obstante, a la importancia de estas investigaciones, no existen antecedentes de su aplicación en los sistemas de producción animal. Por ello, el objetivo del estudio fue interpretar escenarios bioclimáticos de bajas, medias y altas emisiones para 2030, 2050 y 2100 en sistemas de producción de ovinos en el territorio de Ciego de Ávila.

Materiales y Métodos

El estudio se llevó a cabo en la provincia Ciego de Ávila, ubicada en la región central de la República de Cuba, con extensión superficial de 6971.64 km² y área de tierra firme de 6194.90 km². Sus actividades económicas principales son la agrícola, ganadera, forestal y turística (De la Rosa et al. 2015De la Rosa, L.A., De la Rosa, Y.F., Hernández, D.B., Lemes, M.M., Beltrán, M.G., Socarras, Y.P. & Flores, F.A.C. 2015. Aproximación a una mirada sociodemográfica de la provincia de Ciego de Ávila. Novedades en Población, 10(19): 66-74, ISSN: 1817-4078.). La provincia Ciego de Ávila se caracteriza por veranos muy calientes e inviernos cortos. Durante el año, generalmente la temperatura varía de 18 °C a 33 °C. Rara vez baja a menos de 14 °C o sube a más de 36 °C con vientos del este al noreste, desde Cayo Coco hasta Júcaro. La humedad relativa promedio fluctúa de 72 a 85 % anualmente (Sorí-Gómez et al. 2014Sorí-Gómez, R., Hernández-Mansilla, A.A., López-Mayea, A., Benedico-Rodríguez, O. Córdova-García, O.L & Ávila-Espinosa, M. 2014. Pronóstico climático mensual de la temperatura en Ciego de Ávila. Cuba.Ciencias de la Tierra y el Espacio, 15(1): 23-35, ISSN: 1729-3790.).

Se utilizó la distribución de las condiciones bioclimáticas del consejo popular de Modesto Reyes (municipio Ciego de Ávila) para un período de 45 años (1960-2004) y para un futuro a partir de salidas del Modelo Climático Regional PRECIS (Jones et al. 2016Jones, J.J., Stephenson, T.S., Taylor, M.A. & Campbell, J.D. 2016. Statistical downscaling of North Atlantic tropical cyclone frequency and the amplified role of the Caribbean low‐level jet in a warmer climate. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 121(8): 3741-3758, ISSN: 2169-8996. https://doi.org/10.1002/2015JD024342.) para tres escenarios denominados rutas de concentración representativas (RCP, por sus siglas en inglés) 2.6 (van Vuuren et al. 2011Van Vuuren, D., Stehfest, E., den Elzen, M., Kram, T., van Vliet, J., Deetman, S., Isaac, M., Goldewijk, K., Hof, A., Beltran, A.M., Oostenrijk, R. &. van Ruijven, B. 2011. RCP2.6: exploring the possibility to keep global mean temperature increase below 2°C. Climatic Change, 109: 95-116, ISSN: 1573-1480. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0152-3.), RCP 4.5 (Thomson et al. 2011Thomson, A.M., Calvin, K.V., Smith, S.J., Kyle, G.P., Volke, A., Patel, P., Delgado-Arias, S., Bond-Lamberty, B., Wise, M.A. & Clarke, L.E. 2011. RCP4. 5: a pathway for stabilization of radiative forcing by 2100. Climatic Change, 109(1): 77-94, ISSN: 1573-1480. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0151-4.) y RCP 8.5 (Riahi et al. 2011Riahi, K., Rao, S., Krey, V., Cho, C., Chirkov, V., Fischer, G., Kindermann, G., Nakicenovic, N. & Rafai, P. 2011. RCP-8.5- A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions. Climatic Change, 109(1-2): 33-57, ISSN: 1573-1480. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0149-y.). Los datos se obtuvieron a partir de la información disponible del proyecto Superclima.

El período de referencia (1960-2004) quedó definido a partir del RCP histórico. Para los escenarios futuros (RCP 2.6, RCP 4.5 y RCP 8.5), aunque se contemplan datos desde 2005 hasta 2099, se utilizó información a partir de 2021. Se analizó el comportamiento de las variables que influyen en el cálculo del ITH (índice de temperatura y humedad relativa). El análisis se cubrió a diferentes escalas (meses y años), con énfasis en los comportamientos correspondientes a 2030, 2050 y 2100.

El dominio donde se ubica la zona objeto de estudio es un subdominio de la región centro, para la cual se corrió el modelo climático regional, con las coordenadas (21 52´48.6´´ N, 78 41´32.6´´ W). Para la interpretación y análisis de los resultados, se consideraron los rangos fisiológicos de los indicadores vitales para los ovinos y los estudios de antecedentes del efecto del estrés por calor para esta especie.

Resultados

La predicción de TA (temperatura ambiente) y la HR (humedad relativa) para la línea base (1960-2004) y para los escenarios hasta el 2100 se muestra en la figura 1. Se pudo ver que, de forma general, la tendencia de la temperatura es a aumentar, mientras la de la humedad es a disminuir. La línea base mostró valores que oscilan entre 20 y 21 ^oC para la TA y de 75.5 a 72 % para la HR, lo que genera un ITH entre 66 y 68 u (figura 2). En los escenarios futuros, para el RCP 2.6, la temperatura mantendrá un valor estable de 32 ^oC y la humedad oscilará entre 74 y 74.5 %, para el RCP 4.5. La temperatura aumentará progresivamente desde los 31.7 hasta los 33.5 ^oC y la HR oscilará entre 72.7 y 74.2 %, generando ITH desde los 76.4 hasta78.5 u. El escenario 8.5 pronostica el mayor deterioro con valores de ITH superiores a los 78 u, los que superan los 82 u cercanos al año 2100.

El análisis del comportamiento mensual de las variables TA y HR, para la línea base y los escenarios RCP 2.6, 4.5 y 8.5, se especificó en los años 2030 (figura 3), 2050 (figura 5) y 2100 (figura 7). Las figuras 4, 6 y 8 muestran el comportamiento mensual del ITH, la línea base y los escenarios RCP 2.6, 4.5 y 8.5 para 2030, 2050 y 2100, respectivamente.

En 2030 (figura 3), según un escenario RCP 2.6, la temperatura oscilará entre 28.5 y 35.5 ^oC, siendo julio y agosto los meses de más altas temperaturas. La humedad oscilará entre los 60.5 y 80 %. Para un escenario RCP 4.5, la temperatura alcanzará picos de 34.9 ^oC en julio y agosto, manteniéndose en valores de 29 y 30.9 ^oC, y la humedad entre 64.5 a 75.5 %. Los RCP 8.5 pronostican temperaturas de 28 a 36.2 ^oC y los picos sostenidos abarcarán julio, agosto y septiembre. Los valores de ITH en el año 2030, generados para escenario RCP 2.6, 4.5 y 8.5 (figura 4), alcanzarán las 89.5, 89 y 92 u en julio y agosto, respectivamente.

El comportamiento de las variables TA y HR para el año 2050 (figura 5) muestra para un RCP 2.6 que la temperatura tendrá valores sostenidos superiores a los 32 ^oC durante todos los meses, que alcanzará en julio 35.5 ^oC. La humedad estará entre 63 y 83 %. Para un escenario RCP 4.5, la temperatura oscilará entre 31 y 35.9 ^oC y se mantendrá con valores superiores a los 34 ^oC desde abril y hasta septiembre, con humedad entre 64 y 84 %. En el caso del escenario RCP 8.5, la temperatura variará entre 30 y 39 ^oC, con valores superiores a los 37 ^oC desde mayo y hasta septiembre, y la humedad entre 65 y 86 %. El comportamiento de las variables antes descritas entre julio y septiembre generará valores de ITH, en el 2050 de 90, 90 y 91.2 u para los RCP 2.6, 4.5 y 8.5, respectivamente (figura 6).

Para el año 2100, el comportamiento de las variables temperatura y humedad se muestra en la figura 7. Para el RCP 2.6, los valores de temperatura oscilarán entre 29 y 35 ^oC, con valores sostenidos superiores a 34 ^oC desde julio a octubre. La humedad se hallará entre 73 y 83 %. En los RCP 4.5, los valores de temperatura oscilarán de 30 a 36.8 ^oC con cifras sostenidas, superiores a 34 ^oC desde junio a noviembre. La humedad estará entre 63 y 83 %. Para el RCP 8.5, los valores de temperatura fluctuarán de 32 a 39.6 ^oC, con valores inferiores a 34 ^oC solamente en diciembre. En tanto, la humedad variará entre 65.2 y 85 %. El comportamiento de las variables descritas entre mayo y octubre de 2100 genera valores de ITH de 89.91 y 95.2 u para los RCP 2.6, 4.5 y 8.5, respectivamente (figura 8).

Discusión

Los valores estimados para los escenarios elaborados coinciden con estudios realizados con anterioridad. Karmalkar et al. (2013)Karmalkar, A.V., Taylor, M.A., Campbell, J., Stephenson, T., New, M., Centella, A., Benzanilla, A. & Charlery, J. 2013. A review of observed and projected changes in climate for the islands in the Caribbean. Atmósfera, 26(2): 283-309, ISSN: 2395-8812. https://doi.org/10.1016/S0187-6236(13)71076-2. y Rodríguez De Luque et al. (2016)Rodríguez De Luque, J.J., González-Rodríguez, C.E., Gourdji, S., Mason-D’Croz, D., Obando-Bonilla, D., Mesa-Diez, J. & Prager, S.D. 2016. Impactos socioeconómicos del cambio climático en América Latina y el Caribe: 2020-2045. Cuadernos de Desarrollo Rural, 13(78): 11-34, ISSN: 2215-7727. https://doi.org/10.11144/Javeriana.cdri3-78.iscc., en trabajos sobre el cambio climático en el Caribe, y en investigaciones de la CEPAL (2018)CEPAL, N. 2018. Efectos del cambio climático en la costa de América Latina y el Caribe: reconstrucción histórica y proyecciones del efecto del cambio climático sobre el oleaje en la costa de Cuba. Comisión Económica para América Latina y el Caribe., desarrolladas particularmente en Cuba, sugieren que la temperatura del aire podría aumentar y las precipitaciones disminuir a finales del siglo XXI, especialmente durante el período lluvioso. Según Schewe et al. (2014)Schewe, J., Heinke, J., Gerten, D., Haddeland, I., Arnell, N.W., Clark, D.B., Dankers, R., Eisner, S., Fekete, B.M. & Colón-González, F.J. 2014. Multimodel assessment of water scarcity under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(9): 3245-3250, ISSN: 1091-6490. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1222460110., la tendencia global es al aumento de la temperatura del aire y las modificaciones en las precipitaciones.

De acuerdo con informes de Pérez et al. (2018)Pérez, Y.V., Mansilla, A.A.H., Gómez, R.S., Mayea, A.L., Montenegro, R.V. & Sánchez, J.D.A. 2018. Fitófagos de banano y plátano bajo condiciones de cambio climático en Cuba. Revista de Ciencias Ambientales, 52(2): 141-157, ISSN: 2215-3896. http://dx.doi.org/10.15359/rca.52-2.8., se estiman cambios a nivel global en el comportamiento de diferentes variables meteorológicas y mayor frecuencia de eventos extremos. En particular, el incremento probable de la temperatura entre 1.8 y 4.0 °C, podría llegar hasta 6.4 °C para el año 2100 (con respecto a 1980-1999). Sin embargo, en el quinto informe del IPCC (2014)IPCC. 2014. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp. https://epic.awi.de/id/eprint/37530/1/IPCC_AR5_SYR_Final.pdf., a partir de la utilización de escenarios RCP, los resultados indican la probabilidad de que la temperatura promedio global en la superficie se incremente entre 0.6 ºC y 4.5 ºC (con respecto al período 1986-2005) para finales de este siglo. En resumen, el calentamiento global y la magnitud del cambio climático proyectado dependen del escenario de emisiones que se considere.

La interpretación de los escenarios bioclimáticos descritos anteriormente permite plantear que existirán condiciones favorables para el desarrollo de estrés por calor en ovinos en áreas de Ciego de Ávila, fundamentalmente por el aumento de temperatura a causa de los cambios climáticos. Según Pereira et al. (2014)Pereira, A.M., Bonifácio, A.M.R., dos Santos, C.V., da Silva, I.A., e Silva, T.P.D., Sousa, K.R.S., Gottardi, F.P., Marques, C.A.T. & da Costa Torreão, J.N. 2014. Thermoregulatory traits of native sheep in pregnancy and supplemented in grazing system. Journal of Agricultural Science, 6(9): 113-119, ISSN: 1916-9760. http://dx.doi.org/10.5539/jas.v6n9p113., la zona de confort térmico para ovejas varía de 15 a 30 °C y la temperatura crítica superior es a partir de 35 °C, aunque Reyes et al. (2018)Reyes, J., Herrera, M., Marquina, J. R., Enjoy, D. D., & Pinto-Santini, L. 2018. Ambiente físico y respuestas fisiológicas de ovinos bajo sombra en horas de máxima radiación. Archivos de zootecnia, 67(259): 318-323, ISSN: 1885-4494. consideran este estado a partir de 39.1 ºC.

Para Oliveira et al. (2013)Oliveira, F.A.d., Turco, S.H., de Aaraújo, G.G., Clemente, C.A., Voltolini, T.V. & Garrido, M.S. 2013. Comportamento de ovinos da raça Santa Inês em ambientes com e sem disponibilidade de sombra. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 17: 346-351, ISSN: 1807-1929. https://doi.org/10.1590/S1415-43662013000300015., quienes observaron mayor intensidad de pastoreo en ovejas Santa Inés, relacionada con las mejores condiciones atmosféricas, la primera manifestación que mostrarán los ovinos es en la conducta en pastoreo, con la reducción del consumo de pastos. López et al. (2015)López, R., Pinto-Santini, L., Perozo, D., Pineda, J., Oliveros, I., Chacón, T., Rossini, M. & de Álvarez, L.R. 2015. Confort térmico y crecimiento de corderas West African pastoreando con y sin acceso a sombra artificial. Archivos de zootecnia, 64(246): 139-146, ISSN: 1885-4494. https://doi.org/10.21071/az.v64i246.388. refieren que en respuesta al estrés por calor en el ganado ovino se reduce la ingesta de alimentos. Estos resultados coinciden con lo informado por De la Rosa et al. (2017) y Solórzano-Montilla et al. (2018)Solórzano-Montilla, J., Pinto-Santini, L., Camacaro-Calvete, S., Vargas-Guzmán, D. & Ríos-de Álvarez, L. 2018. Effect of the presence of shade in sheep grazing areas. 2. Animal activity. Pastos y Forrajes, 41(1): 41-49, ISSN: 2078-8452., quienes refieren que cuando los valores de temperatura son altos, los animales disminuyen considerablemente el consumo y permanecen más tiempo en descanso y rumia.

Otros aspectos de la fisiología animal pueden experimentar afectaciones con las condiciones pronosticadas, como la temperatura corporal y la frecuencia respiratoria. Seixas et al. (2017)Seixas, L., de Melo, C.B., Tanure, C.B., Peripolli, V. & McManus, C. 2017. Heat tolerance in Brazilian hair sheep. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 30(4): 593, ISSN: 1976-5517. https://doi.org/10.5713/ajas.16.0191. plantean que las condiciones ambientales pueden comprometer el mantenimiento de la temperatura corporal. Las condiciones de estrés calórico provocarán en los ovinos la activación de mecanismos de defensa para el mantenimiento de la temperatura corporal,

Las mediciones de frecuencia respiratoria se utilizan ampliamente para evaluar el estrés por calor. El aumento de este indicador es el primer mecanismo de control para las ovejas en entornos de estrés por calor. Habeeb et al. (2018)Habeeb, A.A., Gad, A.E. & Atta, M.A. 2018. Temperature-humidity indices as indicators to heat stress of climatic conditions with relation to production and reproduction of farm animals. International Journal of Biotechnology and Recent Advances, 1(1): 35-50, ISSN: 2639-4529. https://doi.org/10.18689/IJBR-1000107. hallaron variaciones en la frecuencia respiratoria como respuesta a los cambios en la temperatura ambiente y el ITH, ambos registrados durante el día. Seixas et al. (2017)Seixas, L., de Melo, C.B., Tanure, C.B., Peripolli, V. & McManus, C. 2017. Heat tolerance in Brazilian hair sheep. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 30(4): 593, ISSN: 1976-5517. https://doi.org/10.5713/ajas.16.0191. refieren que las variables fisiológicas aumentaron con el incremento en la temperatura durante el transcurso del día, en condiciones de estrés calórico como de termoneutralidad. Otros autores han informado aumento de la frecuencia respiratoria en respuesta al incremento de la temperatura. Así lo indican Srikandakumar et al. (2003)Srikandakumar, A., Johnson, E. & Mahgoub, O. 2003. Effect of heat stress on respiratory rate, rectal temperature and blood chemistry in Omani and Australian Merino sheep. Small Ruminant Research, 49(2): 193-198, ISSN: 0921-4488. https://doi.org/10.1016/S0921-4488(03)00097-X. en un estudio con ovejas Omaníes y Merinas y Romero et al. (2013)Romero, R.D., Pardo, A.M., Montaldo, H.H., Rodríguez, A.D. & Cerón, J.H. 2013. Differences in body temperature, cell viability, and HSP-70 concentrations between Pelibuey and Suffolk sheep under heat stress. Tropical Animal Health and Production, 45(8): 1691-1696, ISSN: 1573-7438. https://doi.org/10.1007/s11250-013-0416-1. con Pelibuey. Macías-Cruz et al. (2016)Macías-Cruz, U., López-Baca, M., Vicente, R., Mejía, A., Álvarez, F., Correa-Calderón, A., Meza-Herrera, C., Mellado, M., Guerra-Liera, J. & Avendaño-Reyes, L. 2016. Effects of seasonal ambient heat stress (spring vs. summer) on physiological and metabolic variables in hair sheep located in an arid region. International Journal of Biometeorology, 60(8): 1279-1286, ISSN: 1432-1254. https://doi.org/10.1007/s00484-015-1123-6. lo reafirman en trabajos con Dorper x Pelibuey.

Las condiciones descritas en los escenarios elaborados pronostican valores de ITH desde 76.4 hasta78.5 u, incluso para los de bajas emisiones. Para escenarios de medias y altas, se alcanzarán cifras de ITH desde 75 hasta superiores a los 80 u, condiciones estresantes para los animales, incluidos los ovinos. Marai et al. (2007)Marai, I., El-Darawany, A., Fadiel, A. & Abdel-Hafez, M. 2007. Physiological traits as affected by heat stress in sheep - a review. Small Ruminant Research, 71(1-3): 1-12, ISSN: 0921-4488. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.10.003. propusieron una escala indicativa del grado de estrés por calor que experimentan las ovejas. De acuerdo con esta categorización, THI entre 82 y 84 u es indicativo de estrés por calor.

El comportamiento mensual para los años estudiados coincide en presentar picos de ITH en junio, julio y agosto, con valores que oscilan en el escenario de bajas emisiones entre 89 y 90 u. Para escenarios de medias y altas, se ubican desde 89 hasta 95 u. Neves et al. (2009)Neves, M.L.M.W., de Azevedo, M., da Costa, L.A.B., Guim, A., Leite, A.M. & Chagas, J.C. 2009. Níveis críticos do índice de conforto térmico para ovinos da raça Santa Inês criados a pasto no agreste do Estado de Pernambuco. Acta Scientiarum: Animal Sciences, 31(2): 169-175, ISSN: 1807-8672. https://doi.org/10.4025/actascianimsci.v31i2.3766. destacaron que las ovejas de pelo comienzan a experimentar estrés por calor cuando el ITH está entre 78 y 79 u. Asimismo, López et al. (2015)López, R., Pinto-Santini, L., Perozo, D., Pineda, J., Oliveros, I., Chacón, T., Rossini, M. & de Álvarez, L.R. 2015. Confort térmico y crecimiento de corderas West African pastoreando con y sin acceso a sombra artificial. Archivos de zootecnia, 64(246): 139-146, ISSN: 1885-4494. https://doi.org/10.21071/az.v64i246.388. observaron que las ovejas de pelo comienzan a experimentar estrés por calor, cuando el ITH es superior a 72 u. Los ovinos, según el pronóstico de los escenarios elaborados, enfrentarán condiciones de estrés severo.

A pesar de las valoraciones realizadas en atención a los escenarios bioclimáticos en sus diferentes escenarios de emisión RCP 2.6, 4.5 y 8.5 para 2030, 2050 y 2100, y al considerar los indicadores del método empleado, es importante reflexionar sobre el efecto que puede ejercer el sistema de crianza, tipo de pastoreo e incorporación del componente arbóreo en algunas de las modalidades de sistemas silvopastoriles. La presencia de sombra puede llegar a generar un ambiente favorable a las condiciones de pastoreo (Aengwanich et al. 2011Aengwanich, W., Kongbuntad, W. & Boonsorn, T. 2011. Effects of shade on physiological changes, oxidative stress, and total antioxidant power in Thai Brahman cattle. International Journal of Biometeorology, 55(5): 741-748, ISSN: 1432-1254. http://doi.org/10.1007/s00484-010-0389-y., Barragán-Hernández et al. 2015Barragán-Hernández, W.A., Mahecha-Ledesma, L. & Cajas-Girón, Y.S. 2015. Variables fisiológicas-metabólicas de estrés calórico en vacas bajo silvopastoreo y pradera sin árboles. Agronomía Mesoamericana, 26(2): 211-223, ISSN: 2215-3608. http://dx.doi.org/10.15517/am.v26i2.19277., López et al. 2015López, R., Pinto-Santini, L., Perozo, D., Pineda, J., Oliveros, I., Chacón, T., Rossini, M. & de Álvarez, L.R. 2015. Confort térmico y crecimiento de corderas West African pastoreando con y sin acceso a sombra artificial. Archivos de zootecnia, 64(246): 139-146, ISSN: 1885-4494. https://doi.org/10.21071/az.v64i246.388. y Lins et al. 2021Lins, J.G.G., Rodrigues, S.D., Albuquerque, A.C.A. & de Souza Marques, A.V.M. 2021. Role of integrated crop-livestock system on amelioration of heat stress on crossbred Brazilian sheep in semiarid region of northeastern Brazil. Small Ruminant Research, 204: 106513, ISSN: 0921-4488. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2021.106513.).

Independientemente de las interpretaciones de los escenarios bioclimáticos, el hecho de que no existan en el futuro condiciones favorables para el desarrollo de sistemas de producción de ovinos para 2030, 2050 y 2100 por el efecto del cambio climático, diversos estudios coinciden en plantear la importancia de la sombra natural y los sistemas silvopastoriles como una de las alternativas para mitigar el efecto negativo de las condiciones ambientales adversas (Vieira et al. 2021Vieira, F.M.C., Pilatti, J.A., Czekoski, Z.M.W., Fonsêca, V.F., Herbut, P., Angrecka, S., de Souza Vismara, E., de Paulo Macedo, V., dos Santos, M.C.R. & Paśmionka, I. 2021. Effect of the Silvopastoral System on the Thermal Comfort of Lambs in a Subtropical Climate: A Preliminary Study. Agriculture, 11(8): 790, ISSN: 2077-0472. https://doi.org/10.3390/agriculture11080790.).

En un ambiente que se afecta cada vez más por condiciones desfavorables (altas temperaturas y humedad relativa), la introducción de árboles es una de las vías para transformar el microclima, de manera que sea adecuado para la producción de rumiantes y contribuya al bienestar animal (López-Vigoa et al. 2017López-Vigoa, O., Sánchez-Santana, T., Iglesias-Gómez, J.M., Lamela-López, L., Soca-Pérez, M., Arece-García, J.& Milera-Rodríguez, M.d.l.C. 2017. Los sistemas silvopastoriles como alternativa para la producción animal sostenible en el contexto actual de la ganadería tropical. Pastos y Forrajes, 40(2): 83-95, ISSN: 2078-8452.). Esto se traduce en la regulación de la radiación solar, que incide directamente en los animales en pastoreo y favorece el bienestar térmico (Sousa et al. 2015Sousa, L., Maurício, R., Paciullo, D., Silveira, S., Ribeiro, R., Calsavara, L., Moreira, G. 2015. Forage intake, feeding behavior and bio-climatological indices of pasture grass, under the influence of trees, in a silvopastoral system. Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales, 3(3): 129-141, ISSN: 2346-3775. https://doi.org/10.17138/tgft(3)129-141.).

Conclusiones

Los escenarios bioclimáticos pronosticados, bajas, medias y altas emisiones para 2030, 2050 y 2100, dejan ver que las condiciones ambientales futuras serán desfavorables para los sistemas en pastoreo. El pronóstico describe que las variables climáticas alcanzarán valores desencadenantes de estrés por calor en ovinos, los que se intensifican según el tipo de escenario predicho. Estos resultados aportan información para reordenar los sistemas de producción de ovinos con vistas a enfrentar el cambio climático.