Climate, Pollution and Technical Efficiency in Spanish Agriculture

Abstract

Aquesta tesi analitza com l’estrès climàtic, les decisions sobre agroquímics i l’eficiència productiva interactuen per modelar la petjada ambiental de l’agricultura espanyola entre 1990 i 2021. Basada en econometria aplicada i ciència de la conservació, persegueix dos objectius principals: (i) mesurar com els canvis climàtics afecten l’ús de pesticides, la demanda d’aigua grisa i l’eficiència tècnica, i (ii) identificar palanques de gestió i polítiques que permetin equilibrar els beneficis agraris amb els objectius de biodiversitat i qualitat de l’aigua. La qüestió és urgent. El seguiment a llarg termini mostra que l’exposició als pesticides i la pèrdua d’hàbitat provocada pels nutrients han reduït les poblacions d’ocells agrícoles ibèrics aproximadament un 35 % des de principis de la dècada del 1990. Durant el mateix període, el clima d’Espanya s’ha tornat notablement més càlid, més sec i més erràtic: la temperatura mitjana de l’aire ha augmentat uns 1,5 °C, la precipitació mitjana ha disminuït un 12 %, i els mínims d’humitat s’han accentuat, especialment a les conques del sud-est. Els agricultors han respost ampliant el reg i, sobretot, intensificant l’aplicació d’herbicides, fungicides, insecticides, nitrats i fosfats sintètics. Aquests químics s’infiltren en aqüífers, rius i zones costaneres, incrementant la petjada d’aigua grisa, el volum d’aigua dolça necessari per diluir els contaminants fins als límits legals, i degradant els mateixos hàbitats dels quals depenen els ocells de conreu.

Esta tesis analiza cómo el estrés climático, las decisiones sobre agroquímicos y la eficiencia productiva interactúan para configurar la huella ambiental de la agricultura española entre 1990 y 2021. Basada en econometría aplicada y ciencia de la conservación, persigue dos objetivos principales: (i) medir cómo los cambios climáticos afectan al uso de pesticidas, la demanda de agua gris y la eficiencia técnica, y (ii) identificar palancas de gestión y políticas capaces de equilibrar los beneficios agrícolas con las metas de biodiversidad y calidad del agua. La preocupación es urgente. El seguimiento a largo plazo muestra que la exposición a pesticidas y la pérdida de hábitat inducida por nutrientes han reducido las poblaciones de aves agrícolas ibéricas en torno a un 35 % desde principios de la década de 1990. Durante el mismo periodo, el clima de España se ha vuelto notablemente más cálido, seco y errático: la temperatura media del aire ha aumentado unos 1,5 °C, la precipitación media ha caído un 12 % y los mínimos de humedad se han acentuado, sobre todo en las cuencas del sureste. Los agricultores han respondido ampliando el regadío y, sobre todo, intensificando la aplicación de herbicidas, fungicidas, insecticidas, nitratos y fosfatos sintéticos. Estos químicos se filtran en acuíferos, ríos y zonas costeras, incrementando la huella de agua gris, el volumen de agua dulce necesario para diluir los contaminantes hasta los límites legales, y degradando los mismos hábitats de los que dependen las aves de los cultivos.

This dissertation explores how climate stress, agrochemical choices, and production efficiency work together to shape the environmental footprint of Spanish agriculture between 1990 and 2021. Grounded in applied econometrics and conservation science, it has two main goals: (i) to measure how shifts in climate affect pesticide use, grey‐water demand, and technical efficiency, and (ii) to accurate managerial, and policy levers that can balance farm profits with biodiversity and water‐quality targets. The concern is urgent. Long‐term monitoring shows that pesticide exposure and nutrient‐driven habitat loss have reduced Iberian farmland‐bird populations by roughly 35 % since the early 1990s. Over the same period, Spain’s climate has become markedly hotter, drier, and more erratic: mean air temperature has climbed by about 1.5 °C, average rainfall has fallen by 12 %, and humidity lows have deepened, especially in south‐eastern basins. Farmers have responded by expanding irrigation and, crucially, by intensifying applications of synthetic herbicides, fungicides, insecticides, nitrates, and phosphates. These chemicals leach into aquifers, rivers, and coastal zones, increasing the grey‐water footprint, the volume of freshwater needed to dilute pollutants to legal limits, and degrading the very habitats on which farmland birds depend.