Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 og David Ruiz 1*
- 1Fruktforedlingsgruppe, Institutt for planteavl, CEBAS-CSIC, Murcia, Spania
- 2Murcia Institute of Agri-Food Research and Development, Murcia, Spania
- 3ENAE Business School, University of Murcia, Murcia, Spania
Steinfruktproduksjon har enorm økonomisk betydning i Spania. Dyrkingssteder for disse fruktartene (dvs. fersken, aprikos, plomme og søtkirsebær) dekker brede og klimatisk forskjellige geografiske områder i landet. Klimaendringene produserer allerede en økning i gjennomsnittstemperaturer med spesiell intensitet i visse områder som Middelhavet. Disse endringene fører til en reduksjon i akkumulert kulde, som kan ha en dyp innvirkning på fenologien til Prunus arter som steinfrukter på grunn av f.eks. vanskeligheter med å dekke nedkjølingsbehovet for å bryte endodormans, forekomsten av sene frosthendelser eller unormale tidlige høye temperaturer. Alle disse faktorene kan i stor grad påvirke fruktproduksjonen og kvaliteten og fremkalle derfor svært negative konsekvenser fra et sosioøkonomisk synspunkt i de etablerte regionene. Karakterisering av nåværende dyrkingsområder med tanke på agroklimatiske variabler (f.eks. kulde- og varmeakkumulering og sannsynligheter for frost og tidlige unormale varmehendelser), basert på data fra 270 værstasjoner de siste 20 årene, er derfor utført i dette arbeidet for å gi et informativt bilde av dagens situasjon. Dessuten analyseres også fremtidige klimatiske prognoser fra forskjellige globale klimamodeller (data hentet fra Meteorological State Agency of Spain—AEMET) frem til 2065 for to Representative Concentration Pathway-scenarier (dvs. RCP4.5 og RCP8.5). Ved å bruke dagens situasjon som en baseline og vurdere fremtidsscenarioene, kan informasjon om nåværende og fremtidig tilpasningsegnethet til de forskjellige artene/kultivarer til de forskjellige vekstområdene utledes. Denne informasjonen kan være grunnlaget for et beslutningsstøtteverktøy for å hjelpe de ulike interessentene til å ta optimale beslutninger angående nåværende og fremtidig steinfruktdyrking eller andre tempererte arter i Spania.
Introduksjon
Spania er en av verdens viktigste produsenter av steinfrukter (dvs. fersken, aprikos, plomme og søtkirsebær) med en gjennomsnittlig årlig produksjon på rundt 2 millioner tonn. Dyrking av disse fruktene har en svært viktig økonomisk rolle i landet, og dekker rundt 140,260 XNUMX ha (FAOSTAT, 2019). De viktigste vekstområdene i Spania for disse kultivarer er lokalisert i områder med forskjellige agroklimatiske egenskaper: fra varme områder som Guadalquivir-dalen og en stor del av middelhavsområdet til kalde områder som nordlige Extremadura, Ebro-dalen og noen indre steder i Middelhavsområdet. (se Figur 1). Siden disse avlingene krever tilstrekkelig vinterkjøling for å bryte endodormansen for å unngå produksjonsproblemer (Atkinson et al., 2013)Campoy et al., 2011b; Luedeling et al., 2011; Luedeling, 2012; Julian et al., 2007; Guo et al., 2015; 2019; Chmielewski et al., 2018), og (iv) velge de beste landbrukspraksis og -teknologier for å dempe effekten av klimaendringer (Campoy et al., 2010; Mahmood et al., 2018).
Krav til kjøling og varme (Fadón et al., 2020b) eller nivå av frostskader (Miranda et al., 2005) av gjeldende kultiverte arter/kultivarer kan kobles sammen med de agroklimatiske beregningene i de forskjellige områdene for å bygge beslutningsverktøy som hjelper produsenter og andre interessenter til å utforme optimal produksjon og økonomisk politikk på mellomlang og lang sikt. Tilgjengelige modelleringsverktøy for å behandle store serier av klima og fenologisk fungerer allerede som grunnlag for å bygge de ovennevnte beslutningsverktøyene (Luedeling, 2019; Luedeling et al., 2021; Miranda et al., 2021). Klimaprognoser i Middelhavsbassenget viser at effekten av global oppvarming kan være spesielt alvorlig i dette området (Giorgi og Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), derfor er forventningstiltak avgjørende for å unngå fremtidige produksjonsproblemer, som kan påvirke økonomien i visse regioner alvorlig, som de som er presentert i denne studien (Olesen og Bindi, 2002; Benmoussa et al., 2018).
Ulike forskningsstudier har bestemt den negative påvirkningen av global oppvarming på produksjonen av tempererte frukter og nøtter i forskjellige regioner over hele planeten. Hovedårsakene er relatert til nedgangen i vinterkulde, selv om økningen av frostrisiko på grunn av forventet fremgang i blomstring og blomstring også er tatt med i noen studier. For eksempel, Fernandez et al. spådde en nedgang i vinterkulde som er nødvendig for produksjon av løvfrukt i Chile, med forventede negative konsekvenser i nordlige områder av landet. Samtidig projiserte de betydelige reduksjoner av frostsannsynlighetene i løpet av den mest sannsynlige perioden med knopp for løvfellende frukttrær for alle de vurderte lokalitetene (Fernandez et al., 2020); Lorite et al. analyserte fenomener som mangel på vinterkulde, frostrisiko og varme forhold under blomstring på den iberiske halvøy for noen mandelkultivarer, koblet klimaprognoser og fenologisk informasjon. De fant at generelt (og avhengig av den betraktede kultivaren), (i) vil mangelen på vinterkulde være mer uttalt i Middelhavskysten og Guadalquivir-dalen, (ii) varme forhold under blomstring vil være mer intense i den sentrale delen av landet. Platået og Ebrodalen, og (iii) risikoen for frost vil reduseres til bestemte områder av det nordlige platået og de nordlige kuperte områdene (Lorite et al., 2020). Benmoussa et al. anslått viktige fremtidige vinterkuldereduksjoner i Tunisia som kan påvirke produksjonen av noen frukter og nøtter betydelig. For eksempel, for det mest pessimistiske scenariet, kan bare lavkjølte mandelkultivarer være levedyktige. I andre scenarier kan enkelte pistasjenøtter og ferskenkultivarer være levedyktige selv på lang sikt for den nordvestlige delen av landet (Benmoussa et al., 2020); Fraga og Santos vurderte både fremtidig kjøling og varmeakkumulering og deres innvirkning på produksjonen av forskjellige frukter i Portugal. De anslo kraftige nedganger i vinterkjøling som vil påvirke de innerste regionene i landet hardere. De nordlige epledyrkingsområdene vil være spesielt utsatt for nedkjølingsreduksjon. Forfatterne anslår også økninger i varmeakkumulering, med en høyere påvirkning i de sørlige og kystnære områdene av landet. De fremhevet at dette faktum kan øke risikoen for frostskader på grunn av fremgangen til fenologiske stadier (Rodríguez et al., 2019, 2021; Fraga og Santos, 2021) sammenlignet den nåværende situasjonen for produksjonsområdene til enkelte tempererte frukter i Spania med fremtidige klimaendringer angående kuldeakkumulering. De spådde viktige kuldetap i enkelte områder (f.eks. Sørøst- eller Gualdalquivir-området) selv i nær fremtid. For en lang fremtid (>2070) uttalte disse forfatterne at med tanke på nåværende vekstområder, kan plomme-, mandel- og eplekultivarer bli alvorlig påvirket av mangelen på kulde (Rodríguez et al., 2019, 2021).
I denne studien vurderte vi de viktigste agroklimatiske variablene knyttet til steinfrukttilpasning i ulike regioner i Spania, inkludert de der den viktigste steinfruktproduksjonen finner sted ved hjelp av data fra 270 værstasjoner i perioden 2000–2020. Dette er ledsaget av fremtidige temperaturprognoser for å estimere utviklingen av kulde- og varmeakkumulering og fremtidige sannsynligheter for frost og tidlige unormale varmehendelser sammenlignet med dagens situasjon. Denne informasjonen kan være svært nyttig for å ta de optimale beslutningene knyttet til å sette opp nye frukthager, flytte eksisterende frukthager eller velge de optimale kultivarer for å oppnå profitt på lang sikt.
Hovedbidraget til denne studien er at vi samtidig analyserte ulike agroklimatiske variabler knyttet til steinfrukttilpasning. Ikke bare kuldeakkumuleringen for å oppfylle CRs som utført i studien av Rodríguez et al. (2019, 2021) men også varmeakkumulering for riktig blomstring, frostrisiko og en variabel som sjelden er kvantifisert i litteraturen: sannsynligheten for unormale varmehendelser om vinteren som kan øke frigjøring av endodormans med negativ innvirkning på fruktproduksjon, kvalitet og utbytte, slik det har vært. observert i varme områder de siste årene. Vi brukte data fra et veldig tett nettverk av værstasjoner som gir nøyaktige målinger for den nåværende situasjonen. Vi fokuserte på de nåværende produserende områdene, da beslutninger om oppvarmingstilpasning sannsynligvis vil bli tatt i de områdene der egnet teknologi og kunnskap er godt etablert. I slike områder vil flytting av avlinger gi uønskede sosioøkonomiske konsekvenser og avfolking. Videre, for å karakterisere den nåværende situasjonen, brukte vi virkelige timetemperaturer i stedet for estimerte, som gir mer nøyaktighet til resultatene sammenlignet med andre studier der timetemperaturer er interpolert fra daglige. Den brukte oppløsningen (~5 km) er finere enn i andre lignende studier i Spania (Rodríguez et al., 2019, 2021; Lorite et al., 2020) og hjelper til med å ta beslutninger selv på lokalt nivå.
Materialer og metoder
Klimadata og agroklimatiske variabler
Klimadata fra 340 værstasjoner lokalisert i de viktigste steinfruktproduserende områdene i Spania (se Figur 1) ble brukt til å vurdere de agroklimatiske beregningene. Data omfattet de viktigste klimatiske variablene, inkludert middel-, maksimums- og minimumstemperatur (°C), relativ fuktighet (%), nedbør (mm), evapotranspirasjon (ETo, mm) og solstråling (W/m)2). Ufullstendige registreringer og problemer ble funnet på noen av de vurderte stasjonene. Etter å ha brukt den spanske forskriften (UNE 500540, 2004), ble et endelig antall på 270 stasjoner valgt. Timetemperaturdata var komplette bortsett fra tomme timer tilsvarende vedlikeholdshendelser som ikke ble fylt da de utgjorde en ubetydelig prosentandel av totalen. Gjennomsnittlige timetemperaturer i perioden 2000–2020 ble brukt til å beregne de viktigste agroklimatiske variablene, inkludert kulde- og varmeakkumuleringer samt sannsynligheter for potensielt skadelig frost og unormale varmehendelser om vinteren. Antall hele år per stasjon varierer per stasjon: fra 5 til 21 år (median = 20) avhengig av stasjon.
Kuldeakkumulering for hver sesong ble beregnet fra 1. november til 28. februar året etter. Utah (Richardson et al., 1974) og dynamisk (Fishman et al., 1987) modeller ble brukt til å utføre denne beregningen. Varmeakkumulering for hver sesong ble beregnet fra 1. januar til 8. april (rundt 14 uker) ved å bruke Richardson (Richardson et al., 1974) og Anderson (Anderson et al., 1986) modeller, som gir resultatene i voksende gradtimer (GDH). Sannsynlighetene for frost og unormale varmehendelser ble beregnet per uke som følger: For hver uke oppstår det en frosthendelse hvis temperaturen faller under -1°C i minst tre sammenhengende timer. Deretter er sannsynligheten for forekomst av frosthendelser i en bestemt uke definert som antall ganger den uken hadde minst én frosthendelse i løpet av studieperioden delt på antall år vurdert. På samme måte oppstår en unormal varmehendelse hvis temperaturen stiger over 25°C i minst tre påfølgende timer. Deretter beregnes sannsynligheten for forekomst av unormale varmehendelser som forklart for frosthendelser. Uke 1 startet 1. januar. For frosthendelser ble uker fra 2 til 10 vurdert som representative potensielle farlige uker. De første ukene i området (dvs. uke 2 til uke 5–6) vil være de farligste i varme områder, mens resten (dvs. uke 5–6 til uke 10) vil være de kritiske i kalde områder. For unormale varmehendelser varierte den betraktede perioden fra uke 49 året før (begynnelsen av desember) til 8 (slutten av februar) når disse hendelsene kunne øke tidlig dvalefrigivelse knyttet til senere produksjonsproblemer.
Fremtidige scenarier
Når det gjelder fremtidsscenarier, ble temperaturprognoser beregnet av det spanske meteorologiske byrået (AEMET) brukt. AEMET har de siste årene produsert et sett med nedskalerte referanseprognoser for klimaendringer over Spania, enten ved å bruke statistiske nedskaleringsteknikker på utdataene fra de globale klimamodellene (GCM) eller ved å bruke informasjonen generert av dynamiske nedskaleringsteknikker gjennom europeiske prosjekter eller internasjonale initiativer slik som PRUDENCE, ENSEMBLES og EURO-CORDEX (Amblar-Francés et al., 2018). I denne studien brukte vi de anslåtte daglige temperaturene (dvs. maksimum og minimum) ved å bruke statistisk nedskalering basert på kunstige nevrale nettverk. Dette har blitt evaluert som en egnet metode for å produsere klimaprognoser i nåværende og fremtidige scenarier i Spania, samtidig som den reduserer GCMs modellskjevheter (Hernanz et al., 2022a,b) over et rutenett med 5 km oppløsning. To tidshorisonter har blitt vurdert, nemlig 2025–2045 (karakterisert av 2035) og 2045–2065 (karakterisert av 2055) for å gi resultater på kort og mellomlang sikt. To representative konsentrasjonsveier, dvs. RCP4.5 og RCP8.5, ble vurdert (van Vuuren et al., 2011). Merk at elleve GCM-er ble brukt i denne studien (Tabell 1). Resultatene ble presentert ved hjelp av en ensemble metodikk (Semenov og Stratonovitch, 2010; Wallach et al., 2018) hvor gjennomsnittsverdiene for de projiserte beregningene (f.eks. kulde- og varmeakkumulering eller sannsynligheter) beregnet av alle modellene ble brukt i påfølgende trinn. Timetemperaturer for å beregne de agroklimatiske indeksene ble simulert fra daglige ved å bruke chillR-pakken (Luedeling, 2019).
Tabell 1
TABELL 1. Liste over globale klimamodeller brukt i denne studien.
For å sammenligne de agroklimatiske variablene i nåværende og fremtidige scenarier, ble de faktiske plasseringene til værstasjonene sammenlignet med deres nærmeste punkter fra rutenettet. Maksimum, minimum og gjennomsnittlig avstand fra værstasjonene til deres nærmeste punkter i rutenettet var henholdsvis 3.87, 0.26 og 2.14 km. I alle tilfeller (nåværende og fremtidige scenarier) ble et interpolert område rundt de betraktede værstasjonene (dvs. ikke lenger enn 50 km unna nærmeste værstasjon) beregnet ved bruk av den omvendte avstandsvektingsmetoden.
Resultater
Chillakkumulering
Som påpekt ovenfor, ble to modeller brukt for å beregne kuldeakkumuleringen, nemlig Utah (i kuldeenheter) og den dynamiske modellen (i porsjoner). Ved å bruke gjennomsnittsverdiene for den totale akkumulerte kulden i hele perioden for alle stasjoner, ble det funnet en svært høy korrelasjon mellom begge indeksene (R2 = 0.95, Supplerende figur 1). Derfor presenteres resultatene ved å bruke bare én av dem (porsjoner). Figur 2 viser de romlige mønstrene til gjennomsnittlige kjøledeler over de forskjellige betraktede periodene. I dagens situasjon kan vi se at det er flere geografiske områder med høy kuldeakkumulering (≥75 porsjoner), som Ebrodalen, nordlige Extremadura og noen indre områder i Middelhavet. Bare i Middelhavet og Guadalquivir-dalen finnes varme områder med kuldeakkumulering under 60 porsjoner (selv under 50 i noen isolerte områder). Fremtidsscenarioene viser en klar nedgang i akkumulert kulde i varme områder, i det nordlige Extremadura og enkelte indre områder av Middelhavet. Nedgangen i akkumulert kulde i Ebrodalen vil bli produsert i den østlige delen av dette området, mens innlandet vil akkumulere betydelig vinterkulde selv i det mest pessimistiske scenarioet (f.eks. 2055_RCP8.5). Effektene av global oppvarming over vinterens nedgang er mer intense i 2055_RCP8.5-scenarioet som forventet. Tilleggstabeller 1-4 vis den gjennomsnittlige kuldeakkumuleringen i den betraktede perioden (1. november til slutten av februar) i porsjoner for alle lokasjoner og modeller i hvert betraktet fremtidsscenario. Middelverdien av utgangene til de elleve modellene vises, samt registrert akkumulert kulde for perioden 2000–2020 for sammenligningsformål.
Figur 2
Figur 2. Kuldeakkumulering i de viktigste steinproduksjonsområdene i Spania for den nåværende situasjonen (omtrent 2000–2020), to tidshorisonter (2025–2045 og 2045–2065) og to fremtidsscenarier (RCP4.5 og RCP8.5).
For å sjekke om den forventede nedgangen i kuldeakkumulering vil ha en lignende innflytelse over stedene avhengig av deres nåværende kuldeakkumulering, ble det utført en klassifisering av de 270 værstasjonene, og delt dem i form av gjennomsnittlige akkumulerte deler i det gjeldende scenarioet: lav akkumulering (< 60 porsjoner, 34 stasjoner), middels akkumulering (mellom 60 og 80 porsjoner, 121 stasjoner), og høy akkumulering (over 80 porsjoner, 115 stasjoner). Figur 3 viser boksplottene for de akkumulerte delene i hvert scenario for de tre typene lokasjoner. Den observerte nedgangen i kuldeakkumulering er som forventet i henhold til hvert scenario. Når det gjelder forskjeller i medianverdier mellom nåværende og fremtidige scenarier, ser det ut til at de tre typene lokasjoner har samme oppførsel (som betyr at de prosentuelle tapene er høyere i områder med lav akkumulering). Spredningen av dataene er imidlertid svært forskjellig. Lave og høye kuldeakkumuleringsområder viser lavere spredning (med noen uteliggere i den lave enden av distribusjonen) enn middels områder, som gir en høyere spredning, men ingen uteliggere. Analysen av disse uteliggere for områder med høy kuldeakkumulering avslører at uteliggeren for alle de fire fremtidige scenariene tilsvarer en indre middelhavsplassering (Játiva). For områder med lav kuldeakkumulering tilsvarer ytterverdien i alle tilfeller (inkludert det nåværende scenariet) en kystnær middelhavsbeliggenhet (Almería). Avvikene for den høye delen av distribusjonen i områder med lav kuldeakkumulering tilsvarer indre plasseringer i Middelhavet (dvs. Montesa, Callosa de Sarriá og Murcia), selv om de kan være gjenstander siden anslag forutsier mer kuldeakkumulering i fremtiden enn i nåværende scenario. De kan være forårsaket av mulige klimatiske forskjeller mellom den faktiske plasseringen av værstasjonene og deres nærmeste punkt i rutenettet for fremtidige prognoser.
Figur 3
Figur 3. Boksplott med akkumulert kulde i alle scenarier for lave (<60 porsjoner), middels (mellom 60 og 80 porsjoner) og høye (>80 porsjoner) kuldeakkumuleringsstasjoner, refererte til gjeldende scenario.
Varmeakkumulering
Varmeakkumulering ble beregnet ved å bruke to modeller (dvs. Richardson- og Anderson-modeller) på samme måte som kuldeakkumulering. Det ble også funnet en høy korrelasjon mellom resultatene av begge modellene (R2 = 0.998, Supplerende figur 2). Derfor presenteres resultatene kun ved å bruke resultatene av Anderson-modellen. Figur 4 viser de romlige mønstrene til gjennomsnittlig GDH over de forskjellige betraktede periodene. Alle scenariene angående GDH ser ut til å korrelere omvendt med deres tilsvarende scenarier for kuldeakkumulering (Figur 2). Steder hvor kuldeakkumulering er lav, har høy varmeakkumulering og omvendt. Ettersom kuldeakkumulering avtar i fremtidige scenarier, øker varmeakkumulering proporsjonalt i hvert område. For eksempel er Pearson-korrelasjonskoeffisienten mellom tapt kuldeakkumulering og oppnådd varmeakkumulering for gjeldende og 2055_RCP8.5-scenarier 0.68 (p-verdi < 1e-15).
Figur 4
Figur 4. Varmeakkumulering i de viktigste steinproduksjonsområdene i Spania for den nåværende situasjonen (omtrent 2000–2020), to tidshorisonter (2025–2045 og 2045–2065) og to fremtidsscenarier (RCP4.5 og RCP8.5)
Som i tilfellet med kuldeakkumulering, er effekten av GDH-økning mer intens i 2055_RCP8.5-scenarioet som forventet. Tilleggstabeller 5-8 vis gjennomsnittlig varmeakkumulering i den betraktede perioden (1. januar–8. april) i GDH for alle lokasjoner og modeller i hvert betraktet scenario. Middelverdien av utgangene til de elleve modellene vises, samt registrert akkumulert varme for perioden 2000–2020 for sammenligningsformål.
Sannsynligheter for frost og unormale varmehendelser
Sannsynligheten for frosthendelser som definert ovenfor er vist i Figur 5 sammenligne uke 2–10 for gjeldende og 2035_RCP4.5 og 2055_RCP8.5 scenarier (bare sannsynligheter ≥ 10%). I dagens situasjon ble det registrert betydelige sannsynligheter for frosthendelser, spesielt i områder av Ebro-dalen, men også nordlige Extremadura og indre områder av Middelhavet. Frostsannsynlighetene reduseres fra uke 2 til 10 som forventet, men enkelte steder i Ebrodalen har fortsatt en betydelig sannsynlighet for frost i uke 10. De analyserte fremtidsscenarioene i Figur 5 er de mest optimistiske (dvs. 2035_RCP4.5) og pessimistiske (dvs. 2055_RCP8.5), henholdsvis når det gjelder temperaturøkning. Sannsynligheten for frosthendelser forsvinner fra Extremadura og avtar i alle områder, mens bare reduserte områder i Ebro-dalen og enkelte isolerte områder i det indre Middelhavet viser sannsynligheter over 10 % selv i uke 10. Som i dagens situasjon, synker frostsannsynlighetene fra kl. uke 2 til 10. Bemerkelsesverdig nok viser scenariene 2035_RCP4.5 og 2055_RCP8.5 lignende bilder når det gjelder sannsynlighet for frosthendelser, og avslører at Ebro-dalen og enkelte steder i Middelhavet vil gjennomgå frosthendelser i alle de vurderte scenariene.
Figur 5
Figur 5. Sannsynlighet for frosthendelser i de viktigste steinproduksjonsområdene i Spania i uke 2 til 10 for gjeldende scenarier 2035_RCP4.5 og 2055_RCP8.5.
Diskusjon og konklusjon
Denne studien prøvde å karakterisere de viktigste steinfruktproduserende områdene i Spania ved å bruke historiske agroklimatiske data (spesielt temperaturer) fra 270 værstasjoner spredt over slike områder og sammenligne resultatene med fremtidige anslag i to tidshorisonter og RCP-scenarier. Studieområdene ble valgt ut fra det faktum at nåværende og fremtidige beslutninger som skal tas angående dyrking av steinfrukter (dvs. fersken, aprikos, plomme og søtkirsebær) i hovedsak vil bli tatt innenfor de nåværende produksjonsområdene, hvor kunnskap og teknologi for dyrking av disse avlingene er sterkt installert. Denne studien fokuserer derfor ikke på andre fremtidige potensielle lokaliteter for steinfruktdyrking.
De viktigste beregnede variablene, dvs. kulde- og varmeakkumulering, viser at de betraktede områdene er ganske forskjellige fra et agroklimatisk synspunkt og at klimaendringer vil ha en viktig innvirkning, spesielt i de varmeste områdene selv på mellomlang sikt. Modellene som ble brukt til å beregne en av dem (dvs. Utah og Dynamic for chill og Richardson og Anderson for varmeakkumulering) viser svært høye korrelasjoner som tidligere funnet av Ruiz et al. (2007, 2018).
Viktige reduksjoner i kuldeakkumulering er anslått i alle områder, noe som stemmer overens med tidligere studier i middelhavsområder (Benmoussa et al., 2018, 2020; Rodríguez et al., 2019; Delgado et al., 2021; Fraga og Santos, 2021). Nedgangen i kuldeakkumuleringen vil være lik i absolutte verdier i alle de studerte regionene, men de varmeste (dvs. Middelhavsområdet og Guadalquivir-dalen) kan bli mye mer påvirket når det gjelder egnethet til dyrking av steinfrukter siden deres nåværende situasjon allerede er en begrensning for mange kultivarer. I kalde områder som Ebro-dalen og Extremadura vil nedgangen i kuldeakkumuleringen i prinsippet ikke være et hinder for å fortsette dyrkingen, selv om på noen spesielle kalde steder i Extremadura og Middelhavet vil nedgangen i kuldeakkumuleringen være mer intens enn på andre kalde steder. Det er å merke seg at iht Figur 3, observeres et plutselig fall i kuldeakkumulering mellom nåværende situasjon og nær fremtid. Oppløsningen til det brukte rutenettet, selv om det er fint (~5 km), kan være en årsak til denne effekten. Andre mulige kilder til avvik som fører til overdrevne forskjeller mellom de anslåtte og de reelle verdiene kan være de gjenværende GCM-modellskjevhetene som ikke blir fullstendig minimert under nedskaleringsprosessen, eller det faktum at vi sammenligner beregninger utført med reelle timetemperaturer (dvs. scenario) og beregninger utført med idealiserte temperaturkurver utledet fra anslåtte daglige maksimums- og minimumstemperaturer (Linvill, 1990) for fremtidige scenarier. Lignende plutselige fall i nær fremtid ble også observert av Rodríguez et al., som spådde en nedgang på opptil 30 kjøleporsjoner for perioden 2021–2050 noen steder i Spania (Rodríguez et al., 2019), som stemmer overens med resultatene våre. Benmoussa et al. (2020), Delgado et al. (2021)og Fraga og Santos (2021) rapporterte også plutselige fall mellom de historiske og fremtidige scenariene i henholdsvis Tunisia, Portugal og Asturias (Nord-Spania). Som i vårt tilfelle, viste disse studiene også at ingen viktige forskjeller for akkumulert avkjøling vises i nær fremtid uavhengig av RCP som vurderes. I motsetning til kuldeakkumulering vil varmeakkumulering øke i alle scenariene (spesielt i 2055_RCP8.5 som forventet), og utviklingen er omvendt til denne av kuldeakkumulering. Dette ble også observert av Fraga og Santos (2021) for Portugal.
Sannsynlighetene for frost og unormale varmehendelser i ukene der de kan ha en viktig innvirkning på utbytte og produksjon (f.eks. sen frost eller unormale varmehendelser før endodormansutslipp) ble også beregnet. For det nåværende scenarioet er frosthendelser hyppigere i kalde områder, som forventet. Unormale varmehendelser i nøkkeluker har vært konsentrert i Middelhavsområdet de siste årene, men med svært lave sannsynligheter. Fremtidige estimater for disse variablene viser at frosthendelser i uker der steinfruktproduksjonen kan bli påvirket (Miranda et al., 2005; Julian et al., 2007) vil avta etter hvert som århundret skrider frem og vil være sjeldnere for RCP8.5, noe som stemmer overens med tidligere studier (Leolini et al., 2018). Imidlertid vil enkelte områder av Ebro-dalen og spesielle indre steder i Middelhavsområdene fortsatt gjennomgå et betydelig antall frosthendelser i løpet av de påtroppende ukene selv i det varmeste scenarioet (dvs. 2055_RCP8.5, Figur 5). Definisjonen av en frosthendelse når det gjelder temperatur og eksponeringstid er nært knyttet til det fenologiske stadiet til den etablerte kultivaren (Miranda et al., 2005). Gitt den store variasjonen av mulige steinfruktkultivarer, fra svært lav til svært høy CR, og antall analyserte lokasjoner, fra kalde til varme, er det ikke mulig å etablere spesielle kultivar-/lokalitetsdefinisjoner av frosthendelser i denne studien på grunn av det enorme volumet av informasjon involvert. Disse typer studier utføres vanligvis ved å bruke noen få lokaliteter og/eller kultivarer, som den som utføres av Lorite et al. (2020) for mandler i Spania, Fernandez et al. (2020) i Chile, som beregnet minimumstemperaturer under 0°C i løpet av blomstringsperioden for de mest representative løvfrukttreslagene dyrket på hver av de ni vurderte stedene, eller Parker et al. (2021) som vurderte forskjellige temperaturer og fenologiske stadier for tre arter (dvs. mandler, avokado og appelsiner), men også utførte en generell karakterisering av området ved å vurdere tre temperaturer (0, -2 og +2°C) og eksponeringstid. Vårt valg av -1 °C og minst tre påfølgende timer tar sikte på å karakterisere utviklingen av frosthendelsene i stedet for å relatere den spesifikke skaden til bestemte kultivarer, som ville anta en annen studie. Denne definisjonen ble vedtatt etter å ha innhentet ekspertuttalelser. På grunn av det store antallet kultivarer når det gjelder CR og HR og mangfoldet av temperaturregimer i de vurderte områdene i denne studien, valgte vi de ukene (fra 2 til 10) der alle (eller de fleste) kombinasjoner av kultivar/plassering kunne være utsatt for frostskader i henhold til deres fenologiske stadium. For beslutningsformål bør produsenter velge det kartet som passer best for deres spesielle situasjon (dvs. kultivar/lokalisering) for å ta den optimale avgjørelsen. Generelt vil varme områder og/eller tidligblomstrende kultivarer være relatert til tidligere uker i det betraktede området, mens kalde områder og/eller sentblomstrende kultivarer vil være relatert til senere uker i det betraktede området. Unormale varmehendelser om vinteren som kan øke en tidlig frigjøring av endodormans, noe som påvirker produksjonen negativt (Viti og Monteleone, 1995; Rodrigo og Herrero, 2002; Ladwig et al., 2019), vil økes hovedsakelig i Guadalquivir-dalen, kystnære middelhavsområder, og også i Extremadura og noen områder av Ebro-dalen i midten av eller slutten av februar (Figur 6). Kvantifisering av denne metrikken er vanligvis ikke behandlet i litteraturen, men kan provosere frem viktige produksjonsproblemer i varme områder, slik det har blitt observert de siste årene. Igjen, innstilling av 25°C eller høyere i minst tre påfølgende timer for å definere en slik hendelse var motivert av eksperters meninger. På samme måte som med sannsynligheter for frosthendelser, valgte vi de ukene (fra 49 til 8) der alle (eller de fleste) kombinasjoner av kultivar/lokalisering kan være utsatt for å bli påvirket av disse hendelsene i henhold til deres fenologiske stadium. Generelt vil varme områder og/eller tidligblomstrende kultivarer være relatert til tidligere uker i det betraktede området, mens kalde områder og/eller sentblomstrende kultivarer vil være relatert til senere uker i det betraktede området.
De agroklimatiske beregningene som er beregnet i denne studien gir verdifull informasjon for produsenter for å velge de best egnede kultivarer i hvert produksjonsområde fra et adaptivt synspunkt. Hver kultivar har sine CR-er for å bryte endodormans (Campoy et al., 2011b; Fadón et al., 2020b). En nedgang i kuldeakkumulering som anslått i fremtidige scenarier kan føre til at kultivarer som dyrkes i dag ikke oppfyller CR i visse områder, spesielt de i Middelhavet og Guadalquivir-dalen, som allerede er varme. Dette vil innebære en ufullstendig frigjøring av endodormans som påvirker frukttrærne i tre hovedaspekter, nemlig blomsterknoppdråper (og dermed dårlig blomstring), forsinkelse i blomstring og spiring, og mangel på ensartethet i begge prosessene, noe som fører til alvorlige produktive problemer (Legave et al., 1983; Erez, 2000; Atkinson et al., 2013). Alle disse kan gi store økonomiske tap for produsentene. I denne sammenhengen er kunnskap om CR for ulike kultivarer avgjørende selv om den tilgjengelige informasjonen for øyeblikket er relativt knapp i steinfrukttrær (Fadón et al., 2020b), inkludert fersken (Maulión et al., 2014), aprikos (Ruiz et al., 2007), plomme (Ruiz et al., 2018), og søt kirsebær (Alburquerque et al., 2008).
I varme områder som Middelhavet og Guadalquivir-dalen, hvor den akkumulerte kulden er under 60 porsjoner i dagens situasjon, dyrkes tidligmodne kultivarer med CR mellom 30 og 60 porsjoner. CR-oppfyllelse for disse kultivarer kan være i fare i alle de analyserte fremtidsscenariene (Figur 2). For å sikre tilpasningsevnen til de forskjellige artene/kultivarer til disse områdene, kan det være nødvendig med en flytting, og noen av kultivarer bør flyttes til nære områder (indre soner i middelhavsområdet eller mot Extremadura i Guadalquivir-dalen) hvor CR vil bli oppfylt selv i fremtidige scenarier, og frostrisikoen forventes å avta. I denne sammenhengen blir introduksjon eller utvikling av kultivarer med svært lav CR et avgjørende mål som skal vurderes i avlsprogrammer av de etablerte artene/kultivarer, spesielt for å være egnet for de varme områdene der dagens kultivarers tilpasning vil være i fare i fremtiden. scenarier. Ellers vil disse områdene ikke kunne beholde sin produktive og økonomiske virksomhet knyttet til steinfruktproduksjon. Bortsett fra dette kan forskjellige agronomiske praksiser og strategier også brukes for å minimere nedgangen i kuldeakkumuleringen i disse områdene, i det minste lokalt. Bruken av biostimulerende midler for å bryte endodormans før oppfyllelse av CR eller bruk av skyggenett under forskjellige dvalestadier er allerede beskrevet i varme områder for produksjon av steinfrukt (Gilreath og Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa et al., 2004; Campoy et al., 2010; Petri et al., 2014), selv om ytterligere forskning og optimalisering må utføres for å gjøre disse teknikkene mer effektive og fremme systematisk bruk. I kontrast, i de kaldeste produserende områdene som Ebro-dalen, nordlige Extremadura og noen indre steder i Middelhavsområdet, forventes færre frosthendelser, noe som kan tillate tidligere kultivarer enn nåværende, noe som vil utvide antallet levedyktige kultivarer og, derfor tilbudet til markedet med positive økonomiske konsekvenser for området. Totalt sett, i alle produksjonsområdene, er det avgjørende å vurdere de for tiden dyrkede kultivarer og analysere som er på kanten av deres CR-oppfyllelse for å erstatte eller flytte dem eller å introdusere forvaltningspraksisen beskrevet ovenfor for å sikre tilpasningen til de nye klimaendringene scenarier.
Når det gjelder varmeakkumulering, forutsier fremtidsscenarioene en økning av denne variabelen i alle de vurderte områdene (Figur 4). I varme og mellomliggende områder er ikke denne variabelen like avgjørende som kuldeakkumuleringen, men kan ha en relevant innvirkning på fenologien, gi fremgang i blomstringsdatoer og dermed øke den potensielle frostskaderisikoen (Mosedale et al., 2015; Unterberger et al., 2018; Ma et al., 2019). Som et tilleggspunkt vil denne blomstringen også innebære et modningsforskudd (Peñuelas og Filella, 2001; Campoy et al., 2011b), som må tas i betraktning av produsenter for å strategisk sette produktene sine på markedene. I motsetning til, i kalde områder, kan mangelen på varmeakkumulering i dagens situasjon skade den fenologiske utviklingen og fruktveksten (Fadón et al., 2020a). Disse for øyeblikket kalde områdene vil bli favorisert av den anslåtte økningen i varmeakkumulering for fremtidige scenarier. Som vist i Figur 6, vil unormale varmehendelser være hyppigere i fremtidige scenarier på datoer hvor frukttrærne ennå ikke har frigjort endodormans, spesielt i varme områder som Guadalquivir-dalen og steder i Middelhavet. Disse hendelsene kan ha en svært negativ effekt når CR er delvis dekket (rundt 60–70 %), og induserer en ufullstendig dvalefrigjøring som kan involvere vegetative og blomstrende problemer, med negativ innvirkning på fruktsetting og avling (Rodrigo og Herrero, 2002; Campoy et al., 2011a).
Uansett, endringer i kjøle- og varmeakkumuleringsregimer har ikke en felles effekt på alle kultivarer og deres plassering, siden noen kompensasjonseffekter kan finne sted når det gjelder balansen kjøle/varmeakkumulering i form av frigjøring av endodormanitet eller prediksjon av blomstringsdatoer (Pope et al., 2014). Dessuten kan agroklimakarakterisering av steder i en veldig lokal skala kreve en spesiell kalibrering av data på grunn av den romlige heterogeniteten (Lorite et al., 2020) for å ta de beste avgjørelsene angående de optimale kultivarevalgene. Resultatene som presenteres i denne studien kan være nyttige ikke bare for produksjon av steinfrukter, men også for andre tempererte frukter med enorm betydning i de etablerte områdene, f.eks. vinranker i La Rioja (Ebro-dalen) eller andre. Disse resultatene kan være grunnlaget for beslutningsstøttesystemer for å hjelpe produsenter med å ta optimale strategiske beslutninger (f.eks. kultivarevalg, flytting og implementering av avbøtende styringspraksis) på mellomlang og lang sikt.
Erklæring om datatilgjengelighet
De originale bidragene presentert i studien er inkludert i artikkelen/Tilleggsmateriale, kan ytterligere henvendelser rettes til de tilsvarende forfatterne.
Forfatterbidrag
MC, JG-B, JG og DR unnfanget og designet studien. MC ga de agroklimatiske dataene for det nåværende scenariet. JAE utførte beregningene for fremtidige scenarier. JAE og DR skrev hoveddelen av manuskriptet. JE ga informasjon om tekniske agronomiske aspekter. JG ledet innovasjonsprosjektet som finansierte denne forskningen. Alle forfattere reviderte dokumentet og godkjente den innsendte versjonen.
Finansiering
Økonomisk støtte ble gitt av det spanske departementet for landbruk, fiske og mat gjennom innovasjonsprosjektet "Tilpasning av steinfruktsektoren til klimaendringer" (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) og av PRIMA, et program støttet under H2020, EUs rammeverk program for forskning og innovasjon («AdaMedOr»-prosjektet; stipendnummer PCI2020-112113 fra det spanske departementet for vitenskap og innovasjon).
Interessekonflikt
Forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kunne tolkes som en potensiell interessekonflikt.
Utgiverens notat
Alle påstander uttrykt i denne artikkelen er utelukkende de fra forfatterne og representerer ikke nødvendigvis de til deres tilknyttede organisasjoner, eller de fra utgiveren, redaktørene og anmelderne. Ethvert produkt som kan bli evaluert i denne artikkelen, eller krav som kan fremsettes av produsenten, er ikke garantert eller godkjent av utgiveren.
Erkjennelsene
Vi takker alle medlemmene av den spanske operative gruppen "Tilpasning av steinfruktsektoren til klimaendringer" (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) for deres verdifulle bidrag til prosjektets utvikling. Vi takker AEMET for dataene som er tilgjengelige på nettsiden deres (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Tilleggsmateriale
Det kompletterende materialet for denne artikkelen finner du online på: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Supplerende figur 1 | Korrelasjon mellom gjennomsnittlige akkumulerte porsjoner og kjøleenheter for gjeldende scenario i alle værstasjonene.
Supplerende figur 2 | Korrelasjon mellom gjennomsnittlig akkumulert GDH for Anderson- og Richardson-modeller for gjeldende scenario i alle værstasjonene.
Referanser
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A. og Burgos, L. (2008). Kjøle- og varmekrav til søtkirsebærkultivarer og forholdet mellom høyde og sannsynlighet for å tilfredsstille kjølekravene. Environ. Exp. Bot. 64, 162–170. doi: 10.1016/j.envexpbot.2008.01.003
Amblar-Francés, MP, Pastor-Saavedra, MA, Casado-Calle, MJ, Ramos-Calzado, P., og Rodríguez-Camino, E. (2018). Strategi for generering av klimaendringer som gir næring til det spanske miljøet. Adv. Sci. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA og Kesner, CD (1986). Validering av kjøleenhet og blomsterknoppfenologimodeller for "Montmorency" surkirsebær. Acta Hortic. 1986, 71–78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM og Jones, HG (2013). Avtagende nedkjøling og dens innvirkning på tempererte flerårige avlinger. Environ. Exp. Bot. 91, 48–62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Benmoussa, H., Ben Mimoun, M., Ghrab, M. og Luedeling, E. (2018). Klimaendringer truer sentrale tunisiske nøttehager. Int. J. Biometeorol. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Benmoussa, H., Luedeling, E., Ghrab, M., og Ben Mimoun, M. (2020). Alvorlig nedgang i vinterkulden påvirker tunisiske frukt- og nøttehager. Clim. Chan. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L. og Egea, J. (2011a). Høye temperaturer og tid til knoppbrudd i lavkjølt aprikos 'Palsteyn'. Mot en bedre forståelse av oppfyllelse av kjøle- og varmekrav. Sci. Hortic. 129, 649–655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Campoy, JA, Ruiz, D. og Egea, J. (2011b). Dvale i tempererte frukttrær i en global oppvarmingskontekst: en gjennomgang. Sci. Hortic. 130, 357–372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D. og Egea, J. (2010). Effekter av skyggelegging og thidiazuron+oljebehandling på dvalebrudd, blomstring og fruktsetting i aprikos i et varmt vinterklima. Sci. Hortic. 125, 203–210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Chmielewski, F.-M., Götz, K.-P., Weber, KC, og Moryson, S. (2018). Klimaendringer og vårfrostskader for søtkirsebær i Tyskland. Int. J. Biometeorol. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Chylek, P., Li, J., Dubey, MK, Wang, M. og Lesins, G. (2011). Observert og modellert simulert arktisk temperaturvariasjon fra det 20. århundre: kanadisk jordsystemmodell CanESM2. Atmos. Chem. Phys. Diskutere. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC og Mudzunga, J. (2004). Kjemiske hvilebrytende midler for den sørafrikanske kjerne- og steinfruktindustrien. Acta Hortic. 2004, 295–302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Delgado, A., Dapena, E., Fernandez, E. og Luedeling, E. (2021). Klimakrav under dvale i epletrær fra det nordvestlige Spania – Global oppvarming kan true dyrkingen av kultivarer med høy kjøling. Eur. J. Agron. 130:126374. doi: 10.1016/j.eja.2021.126374
Delworth, TL, Broccoli, AJ, Rosati, A., Stouffer, RJ, Balaji, V., Beesley, JA, et al. (2006). GFDLs CM2 globale koblede klimamodeller. del I: formulerings- og simuleringsegenskaper. J. Clim. 19, 643–674. doi: 10.1175/JCLI3629.1
Dufresne, J.-L., Foujols, M.-A., Denvil, S., Caubel, A., Marti, O., Aumont, O., et al. (2013). Klimaforandringer ved bruk av IPSL-CM5 Earth System Model: fra CMIP3 til CMIP5. Clim. Dyn. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Kjemisk kontroll av knopp. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). «Buddvale; Fenomen, problemer og løsninger i tropene og subtropene," i Tempererte fruktavlinger i varme klimaer, red. A. Erez (Dordrecht: Springer), 17–48. doi: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Fadón, E., Fernandez, E., Behn, H. og Luedeling, E. (2020a). Et konseptuelt rammeverk for vinterdvale i løvtrær. agronomi 10:241. doi: 10.3390/agronomi10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME og Rodrigo, J. (2020b). Kjøle- og varmebehov for tempererte steinfrukttrær (Prunus sp.). agronomi 10:409. doi: 10.3390/agronomi10030409
FAOSTAT (2019). Mat- og landbruksdata. Roma: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF, og Luedeling, E. (2020). Utsikter til avtagende vinterkulde for løvfruktproduksjon i Chile gjennom det 21. århundre. Clim. Chan. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A. og Couvillon, GA (1987). Temperaturavhengigheten av hvilebrudd i planter: matematisk analyse av en totrinnsmodell som involverer en kooperativ overgang. J. Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H. og Santos, JA (2021). Vurdering av klimaendringers innvirkning på kjøling og pressing for de viktigste ferskfruktregionene i portugal. Front. Plante Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR og Buchanan, DW (1981). Blomster- og vegetativ knopputvikling av "Sungold" og "Sunlite"-nektarin påvirket av fordampende avkjøling ved overhead-sprinkling under hvile. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 106, 321-324.
Giorgetta, MA, Jungclaus, J., Reick, CH, Legutke, S., Bader, J., Böttinger, M., et al. (2013). Klima- og karbonsyklusendringer fra 1850 til 2100 i MPI-ESM-simuleringer for Coupled Model Intercomparison Project fase 5. J. Adv. Modell. Earth Syst. 5, 572-597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F. og Lionello, P. (2008). Klimaendringer i Middelhavsregionen. Glob. Planet. Chan. 63, 90–104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Guo, L., Dai, J., Wang, M., Xu, J. og Luedeling, E. (2015). Svar fra vårfenologi i tempererte sonetrær på klimaoppvarming: en casestudie av aprikosblomstring i Kina. Agric. Til. Meteorol. 201, 1–7. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.10.016
Guo, L., Wang, J., Li, M., Liu, L., Xu, J., Cheng, J., et al. (2019). Distribusjonsmarginer som naturlige laboratorier for å utlede arters blomstringsrespons på klimaoppvarming og implikasjoner for frostrisiko. Agric. Til. Meteorol. 268, 299–307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Hatfield, JL, Sivakumar, MVK og Prueger, JH (red) (2019). Agroklimatologi: Koble landbruk til klima. 1. utg. Madison: American Society of Agronomy.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA, og Rodríguez-Camino, E. (2022a). Evaluering av statistiske nedskaleringsmetoder for klimaendringer i Spania: nåværende forhold med perfekte prediktorer. Int. J. Climatol. 42, 762–776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., og Rodríguez-Camino, E. (2022b). Evaluering av statistiske nedskaleringsmetoder for klimaendringer over Spania: Fremtidige forhold med pseudo-virkelighet (overførbarhetseksperiment). Int. J. Climatol. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Bidrag fra arbeidsgruppe I til den sjette vurderingsrapporten fra det mellomstatlige panelet for klimaendringer. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., et al. (2014). Beskrivelse og grunnleggende evaluering av Beijing Normal University Earth System Model (BNU-ESM) versjon 1. Geosci. Model Dev. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M. og Rodrigo, J. (2007). Blomsterknoppfall og frostskader før blomstringen hos aprikos (Prunus armeniaca L.). J. Appl. Bot. Mat Kval. 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW og Henn, JJ (2019). Ekstrem vintervarm hendelse forårsaker eksepsjonelt tidlig knoppbrudd for mange trearter. ecosphere 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G. og Marco, F. (1983). Noen beskrivende aspekter av dråpeprosessen av blomsterknopper, eller unge blomster observert på aprikostreet i Sør-Frankrike. Acta Hortic. 1983, 75–84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Leolini, L., Moriondo, M., Fila, G., Costafreda-Aumedes, S., Ferrise, R., og Bindi, M. (2018). Sen vårfrost påvirker fremtidig druedistribusjon i Europa. Åkervekster Res. 222, 197-208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Beregning av kjøletimer og kjøleenheter fra daglige maksimums- og minimumstemperaturobservasjoner. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et al. (2020). Fenologiens rolle i klimaendringenes påvirkninger og tilpasningsstrategier for treavlinger: en casestudie om mandelhager i Sør-Europa. Agric. Til. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Luedeling, E. (2012). Klimaendringer påvirker vinterkulde for temperert frukt- og nøtterproduksjon: en gjennomgang. Sci. Hortic. 144, 218–229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Luedeling, E. (2019). chillR: statistiske metoder for fenologianalyse i tempererte frukttrær. R-pakkeversjon 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA og Brown, PH (2011). Klimaendringer påvirker vinterkulde for tempererte frukt- og nøttetrær. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T. og Urbach, C. (2021). PhenoFlex – en integrert modell for å forutsi vårfenologi i tempererte frukttrær. Agric. Til. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H. og Berninger, F. (2019). Divergerende trender i risikoen for vårfrostskader på trær i Europa med nylig oppvarming. Glob. Chan. Biol. 25, 351–360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J. og Asante, EA (2018). Effekter av skyggelegging og insektsikre skjermer på avlingsmikroklima og produksjon: en gjennomgang av nyere fremskritt. Sci. Hortic. 241, 241–251. doi: 10.1016/j.scienta.2018.06.078
Maulión, E., Valentini, GH, Kovalevski, L., Prunello, M., Monti, LL, Daorden, ME, et al. (2014). Sammenligning av metoder for estimering av kjøle- og varmebehov for nektarin- og ferskengenotyper for blomstring. Sci. Hortic. 177, 112–117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Klima- og miljøendringer i middelhavsbassenget – nåværende situasjon og risikoer for fremtiden Første middelhavsvurderingsrapport. Marseille: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG og Royo, JB (2005). Variasjon i forholdet mellom frosttemperatur og skadenivå for enkelte kultiverte prunusarter. HortScience 40, 357–361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J., og Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: En R-pakke for klimatilpasningsvurdering av tempererte fruktarter. Comput. Elektron. Agric. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ og Maclean, IMD (2015). Klimaendringer og avlingseksponering for ugunstig vær: endringer i frostrisiko og blomstringsforhold for vinranker. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE og Bindi, M. (2002). Konsekvenser av klimaendringer for europeisk landbruksproduktivitet, arealbruk og politikk. Eur. J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Parker, L., Pathak, T. og Ostoja, S. (2021). Klimaendringer reduserer frosteksponering for høyverdige frukthager i California. Sci. Total miljø. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J. og Filella, I. (2001). Svar på en varmende verden. Vitenskap 294, 793-795. doi: 10.1126 / science.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC og Haverroth, FJ (2014). Kjemisk induksjon av knoppbrudd: ny generasjons produkter for å erstatte hydrogencyanamid. Acta Hortic. 2014, 159–166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Pope, KS, Da Silva, D., Brown, PH og DeJong, TM (2014). En biologisk basert tilnærming til modellering av vårfenologi i tempererte løvtrær. Agric. Til. Meteorol. 198, 15–23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD og Walker, DR (1974). En modell for å estimere fullføringen av hvile for "Redhaven" og "Elberta" ferskentrær. HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J. og Herrero, M. (2002). Effekter av temperaturer før blomstringen på blomsterutvikling og fruktsetting i aprikos. Sci. Hortic. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Centeno, A. og Ruiz-Ramos, M. (2021). Levedyktigheten til tempererte frukttresorter i Spania under klimaendringer i henhold til kjøleakkumulering. Agric. Syst. 186:102961. doi: 10.1016/j.agsy.2020.102961
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Sánchez, E., Centeno, A., Gómara, I., Dosio, A., et al. (2019). Kjøleakkumulering i frukttrær i Spania under klimaendringer. Nat. Farer Jordsystem. Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA, og Egea, J. (2007). Kjøle- og varmekrav til aprikoskultivarer for blomstring. Environ. Exp. Bot. 61, 254–263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ruiz, D., Egea, J., Salazar, JA og Campoy, JA (2018). Kjøle- og varmekrav til japanske plommekultivarer for blomstring. Sci. Hortic. 242, 164–169. doi: 10.1016/j.scienta.2018.07.014
Scoccimarro, E., Gualdi, S., Bellucci, A., Sanna, A., Fogli, PG, Manzini, E., et al. (2011). Effekter av tropiske sykloner på havvarmetransport i en høyoppløselig koblet generell sirkulasjonsmodell. J. Clim. 24, 4368–4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA og Stratonovitch, P. (2010). Bruk av multi-modellensembler fra globale klimamodeller for vurdering av klimaendringer. Clim. Res. 41, 1–14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Automatiske værstasjonsnettverk: Veiledning for validering av værdataene fra stasjonsnettverkene. Madrid: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., et al. (2018). Vårfrostrisiko for regional epleproduksjon under et varmere klima. PLoS One 13: e0200201. doi: 10.1371 / journal.pone.0200201
van Vuuren, DP, Edmonds, J., Kainuma, M., Riahi, K., Thomson, A., Hibbard, K., et al. (2011). De representative konsentrasjonsveiene: en oversikt. Clim. Chan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R. og Monteleone, P. (1995). Høy temperaturpåvirkning på tilstedeværelsen av blomsterknoppavvik i to aprikosvarianter preget av ulik produktivitet. Acta Hortic. 1995, 283–290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA og Gusev, AV (2010). Simulerer dagens klima med INMCM4.0-koblet modell av atmosfæriske og oseaniske generelle sirkulasjoner. Izv. Atmosfære. Hav. Phys. 46, 414–431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ, et al. (2018). Multimodellensembler forbedrer forutsigelser om interaksjoner mellom avling og miljø. Glob. Chan. Biol. 24, 5072–5083. doi: 10.1111/gcb.14411
Watanabe, S., Hajima, T., Sudo, K., Nagashima, T., Takemura, T., Okajima, H., et al. (2011). MIROC-ESM 2010: modellbeskrivelse og grunnleggende resultater av CMIP5-20c3m eksperimenter. Geosci. Model Dev. 4, 845–872. doi: 10.5194/gmd-4-845-2011
Wu, T., Song, L., Li, W., Wang, Z., Zhang, H., Xin, X., et al. (2014). En oversikt over utvikling av BCC-klimasystemmodeller og anvendelse for studier av klimaendringer. J. Meteorol. Res. 28, 34–56. doi: 10.1007/s13351-014-3041-7
Yukimoto, S., Adachi, Y., Hosaka, M., Sakami, T., Yoshimura, H., Hirabara, M., et al. (2012). En ny global klimamodell fra det meteorologiske forskningsinstituttet: MRI-CGCM3 — Model Description and Basic Performance. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23–64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
nøkkelord: Prunus, steinfrukt, tilpasning, kuldeakkumulering, fenologi, frostrisiko, sortsvalg, agroklimatiske beregninger
Sitering: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J og Ruiz D (2022) Agroclimatic Metrics for the Main Stone Fruit Producing Areas in Spain in Current and Future Climate Change Scenarios: Impplications from a adaptive point of view. Front. Plante Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
Mottatt: 23 desember 2021; Akseptert: 02 kan 2022;
Publisert: 08 juni 2022.
Redigert av:Hisayo Yamane, Kyoto University, Japan
Anmeldt av:Liang Guo, Northwest A&F University, Kina
Kirti Rajagopalan, Washington State University, USA
opphavsrett © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea og Ruiz. Dette er en artikkel med åpen tilgang distribuert under vilkårene i Creative Commons Attribution License (CC BY). Bruk, distribusjon eller reproduksjon i andre fora er tillatt, forutsatt at de opprinnelige forfattere (r) og copyright (e) opphavsrettshaver (e) er kreditert og at den opprinnelige publikasjonen i dette tidsskriftet er sitert, i samsvar med god akademisk praksis. Ingen bruk, distribusjon eller reproduksjon er tillatt som ikke overholder disse vilkårene.
*Korrespondanse: Jose A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
En kilde: https://www.frontiersin.org