Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 și David Ruiz 1*
- 1Grupul de ameliorare a fructelor, Departamentul de ameliorare a plantelor, CEBAS-CSIC, Murcia, Spania
- 2Institutul de Cercetare și Dezvoltare Agroalimentară din Murcia, Murcia, Spania
- 3ENAE Business School, Universitatea din Murcia, Murcia, Spania
Producția de fructe cu sâmburi are o importanță economică enormă în Spania. Locațiile de cultivare pentru aceste specii de fructe (adică piersici, caise, prune și cireșe) acoperă zone geografice largi și diverse din punct de vedere climatic din țară. Schimbările climatice produc deja o creștere a temperaturilor medii cu o intensitate deosebită în anumite zone precum cele mediteraneene. Aceste modificări duc la o scădere a frigului acumulat, care poate avea un impact profund asupra fenologiei Prunus specii cum ar fi fructele cu sâmburi din cauza, de exemplu, dificultăților de acoperire a cerințelor de răcire pentru a întrerupe endodormanția, apariția unor evenimente de îngheț târzie sau temperaturi ridicate timpurii anormale. Toți acești factori pot afecta grav producția și calitatea fructelor și, prin urmare, provoacă consecințe foarte negative din punct de vedere socio-economic în regiunile existente. Astfel, caracterizarea suprafețelor actuale de cultură în ceea ce privește variabilele agroclimatice (de exemplu, acumularea de frig și căldură și probabilitățile de îngheț și evenimente de căldură anormale timpurii), pe baza datelor de la 270 de stații meteorologice din ultimii 20 de ani, se realizează în această lucrare pentru a produce o imagine informativă a situației actuale. În plus, sunt analizate și proiecțiile climatice viitoare din diferite modele climatice globale (date preluate de la Agenția de Stat Meteorologică din Spania —AEMET) până în 2065 pentru două scenarii reprezentative ale căii de concentrare (adică, RCP4.5 și RCP8.5). Folosind situația actuală ca punct de referință și luând în considerare scenariile viitoare, pot fi deduse informații despre adaptabilitatea actuală și viitoare a diferitelor specii/cultivare la diferitele zone de creștere. Aceste informații ar putea sta la baza unui instrument de sprijinire a deciziilor pentru a ajuta diferitele părți interesate să ia decizii optime cu privire la cultivarea actuală și viitoare a fructelor cu sâmburi sau a altor specii temperate în Spania.
Introducere
Spania este unul dintre principalii producători mondiali de fructe cu sâmburi (adică piersici, caise, prune și cireșe), cu o producție medie anuală de aproximativ 2 milioane de tone. Cultivarea acestor fructe are un rol economic foarte important în țară, acoperind în jur de 140,260 ha (FAOSTAT, 2019). Principalele zone de creștere din Spania pentru aceste soiuri sunt situate în zone cu caracteristici agroclimatice diferite: de la zone calde precum Valea Guadalquivir și o mare parte a zonei mediteraneene până la zone reci precum nordul Extremadurei, valea Ebro și unele locații interioare ale zonei mediteraneene. (vedea Figura 1). Deoarece aceste culturi necesită suficient frig de iarnă pentru a sparge endodormanția pentru a evita problemele de producție (Atkinson și colab., 2013)Campoy și colab., 2011b; Luedeling și colab., 2011; Luedeling, 2012; Julian și colab., 2007; Guo și colab., 2015; 2019; Chmielewski și colab., 2018) și (iv) selectați cele mai bune practici și tehnologii agricole pentru a atenua efectul schimbărilor climatice (Campoy și colab., 2010; Mahmood și colab., 2018).
Cerințe de răcire și căldură (Fadón și colab., 2020b) sau nivelul deteriorării cauzate de îngheț (Miranda și colab., 2005) din speciile/cultivarurile actuale cultivate pot fi cuplate cu metricile agroclimatice din diferitele zone pentru a construi instrumente de decizie care să ajute producătorii și alte părți interesate să elaboreze politici optime de producție și economice pe termen mediu și lung. Instrumentele de modelare disponibile pentru a procesa serii mari de climat și fenologic servesc deja ca bază pentru construirea instrumentelor de decizie menționate mai sus (Luedeling, 2019; Luedeling și colab., 2021; Miranda și colab., 2021). Proiecțiile climatice din bazinul Mediteranei arată că efectele încălzirii globale pot fi deosebit de severe în această zonă (Giorgi și Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), astfel că măsurile de anticipare sunt esențiale pentru a evita viitoarele probleme de producție, care ar putea afecta grav economia anumitor regiuni precum cele prezentate în acest studiu (Olesen și Bindi, 2002; Benmoussa și colab., 2018).
Diferite studii de cercetare au determinat influența negativă a încălzirii globale asupra producției de fructe și nuci temperate în diferite regiuni de pe planetă. Cauzele principale sunt legate de scăderea frigului de iarnă deși creșterea riscurilor de îngheț datorită avansului așteptat al înfloririi și înfloririi este luată în considerare și în unele studii. De exemplu, Fernandez et al. a prognozat o scădere a frigului de iarnă necesar pentru producția de fructe de foioase în Chile, cu efecte negative așteptate în zonele de nord ale țării. În același timp, au proiectat reduceri semnificative ale probabilităților de îngheț în perioada cea mai plauzibilă de declanșare a mugurilor pentru pomii fructiferi de foioase pentru toate siturile luate în considerare (Fernandez și colab., 2020); Lorite și colab. au analizat fenomene precum lipsa frigului de iarnă, riscul de îngheț și condițiile calde în timpul înfloririi în Peninsula Iberică pentru unele soiuri de migdale, cuplând proiecțiile climatice și informațiile fenologice. Ei au constatat că, în general (și în funcție de soiul considerat), (i) lipsa frigului de iarnă va fi mai pronunțată în coasta mediteraneană și în Valea Guadalquivir, (ii) condițiile calde în timpul înfloririi vor fi mai intense în zona centrală. Podișul și Valea Ebrului și (iii) riscul de îngheț va fi redus în anumite zone din Podișul de Nord și zonele de dealuri de nord (Lorite și colab., 2020). Benmoussa et al. s-au proiectat reduceri importante viitoare ale frigului de iarnă în Tunisia, care pot afecta în mod semnificativ producția de fructe și nuci. De exemplu, pentru cel mai pesimist scenariu, numai soiurile de migdale cu o temperatură scăzută ar putea fi viabile. În alte scenarii, unele soiuri de fistic și piersici ar putea fi viabile chiar și pe termen lung pentru partea de nord-vest a țării (Benmoussa și colab., 2020); Fraga și Santos au luat în considerare atât răcirea și acumularea de căldură viitoare, cât și impactul acestora asupra producției de fructe diferite în Portugalia. Ei au proiectat scăderi puternice ale frigărilor de iarnă, care vor afecta mai grav regiunile din interiorul țării. Zonele nordice de creștere a mărului vor fi expuse în mod deosebit la reducerea frigului. Autorii au proiectat și creșteri ale acumulării de căldură, cu un impact mai mare în zonele de sud și de coastă ale țării. Ei au subliniat că acest fapt poate crește riscul de deteriorare a înghețului din cauza avansării stadiilor fenologice (Rodríguez și colab., 2019, 2021; Fraga și Santos, 2021) au comparat situația actuală a zonelor de producție a unor fructe temperate din Spania cu scenariile viitoare de schimbări climatice privind acumularea de frig. Ei au prognozat pierderi importante de frig în unele zone (de exemplu, sud-est sau zona Gualdalquivir) chiar și în viitorul apropiat. Pentru viitorul îndepărtat (>2070), acești autori au afirmat că luând în considerare zonele actuale de creștere, soiurile de prun, migdale și măr pot fi serios afectate de lipsa de frig (Rodríguez și colab., 2019, 2021).
În acest studiu, am evaluat principalele variabile agroclimatice legate de adaptarea fructelor cu sâmburi în diferite regiuni din Spania, inclusiv cele în care are loc cea mai importantă producție de fructe cu sâmburi, folosind date de la 270 de stații meteorologice în perioada 2000-2020. Aceasta este însoțită de proiecții viitoare de temperatură pentru a estima evoluția acumulării de frig și căldură și probabilitățile viitoare de îngheț și evenimente de căldură anormale timpurii în comparație cu situația actuală. Aceste informații pot fi foarte utile pentru luarea deciziilor optime legate de amenajarea unor noi livezi, relocarea celor actuale sau selectarea soiurilor optime pentru a obține profit pe termen lung.
Principala contribuție a acestui studiu este că am analizat în același timp diferite variabile agroclimatice legate de adaptarea fructelor de sâmbure. Nu numai acumularea de frig pentru a îndeplini CR, așa cum a fost realizat în studiul de Rodríguez și colab. (2019, 2021) dar și acumularea de căldură pentru o înflorire adecvată, riscuri de îngheț și o variabilă rar cuantificată în literatură: probabilitatea unor evenimente anormale de căldură în timpul iernii care pot stimula eliberarea de endodormanție cu un impact negativ asupra producției, calității și randamentului fructelor, așa cum a fost. observate în zonele calde în ultimii ani. Am folosit date dintr-o rețea foarte densă de stații meteo care oferă valori precise pentru situația actuală. Ne-am concentrat asupra zonelor producătoare actuale, deoarece deciziile privind adaptarea la încălzire vor fi probabil luate în acele zone, în care tehnologiile și cunoștințele adecvate sunt bine stabilite. În astfel de zone, relocarea culturilor ar produce consecințe socio-economice nedorite și depopulare. În plus, pentru caracterizarea situației actuale, am folosit temperaturile orare reale în loc de cele estimate, care conferă rezultate mai precise în comparație cu alte studii în care temperaturile orare sunt interpolate din cele zilnice. Rezoluția utilizată (~5 km) este mai fină decât în alte studii similare din Spania (Rodríguez și colab., 2019, 2021; Lorite și colab., 2020) și ajută la luarea deciziilor chiar și la nivel local.
Materiale și metode
Date climatice și variabile agroclimatice
Date climatice de la 340 de stații meteo situate în principalele zone producătoare de fructe de sâmburi din Spania (vezi Figura 1) au fost utilizate pentru evaluarea metricii agroclimatice. Datele au cuprins principalele variabile climatice, inclusiv temperatura medie, maximă și minimă (°C), umiditatea relativă (%), precipitațiile (mm), evapotranspirația (ETo, mm) și radiația solară (W/m).2). În unele dintre posturile luate în considerare au fost găsite înregistrări incomplete și probleme. După aplicarea regulamentului spaniol (UNE 500540, 2004), a fost selectat un număr final de 270 de posturi. Datele de temperatură orară au fost complete, cu excepția orelor goale corespunzătoare evenimentelor de întreținere care nu au fost completate, deoarece constau într-un procent neglijabil din total. Temperaturile medii orare din perioada 2000–2020 au fost utilizate pentru a calcula principalele variabile agroclimatice, inclusiv acumulările de frig și căldură, precum și probabilitățile de îngheț potențial dăunător și evenimente de căldură anormale în timpul iernii. Numărul de ani completi pe stație variază pe stație: de la 5 la 21 de ani (mediana = 20) în funcție de stație.
Acumularea de frig pentru fiecare sezon a fost calculată de la 1 noiembrie până la 28 februarie a anului următor. Utah (Richardson și colab., 1974) și dinamic (Fishman şi colab., 1987) au fost utilizate modele pentru a efectua acest calcul. Acumularea de căldură pentru fiecare sezon a fost calculată de la 1 ianuarie până la 8 aprilie (aproximativ 14 săptămâni) folosind Richardson (Richardson și colab., 1974) și Anderson (Anderson și colab., 1986), care oferă rezultatele în orele de grad de creștere (GDH). Probabilitățile de îngheț și evenimente anormale de căldură au fost calculate pe săptămână după cum urmează: pentru fiecare săptămână, are loc un eveniment de îngheț dacă temperatura scade sub -1°C timp de cel puțin trei ore consecutive. Apoi, probabilitatea de apariție a evenimentelor de îngheț într-o anumită săptămână este definită ca numărul de ori în acea săptămână a avut cel puțin un eveniment de îngheț în timpul perioadei de studiu împărțit la numărul de ani luați în considerare. În mod similar, un eveniment de căldură anormal are loc dacă temperatura crește peste 25°C timp de cel puțin trei ore consecutive. Apoi, probabilitatea de apariție a evenimentelor de căldură anormale este calculată așa cum s-a explicat pentru evenimentele de îngheț. Săptămâna 1 a început la 1 ianuarie. Pentru evenimentele de îngheț, săptămânile de la 2 la 10 au fost considerate săptămâni reprezentative potențial periculoase. Primele săptămâni din interval (de exemplu, săptămâna 2 până la săptămâna 5-6) ar fi cele mai periculoase în zonele calde, în timp ce restul (adică, săptămânile 5-6 până la săptămâna 10) ar fi cele critice în zonele reci. Pentru evenimentele de căldură anormale, perioada luată în considerare a variat de la săptămâna 49 a anului precedent (începutul lunii decembrie) până la 8 (sfârșitul lunii februarie), când aceste evenimente ar putea stimula eliberarea timpurie a repausului asociat cu problemele de producție ulterioare.
Scenarii viitoare
În ceea ce privește scenariile viitoare, au fost utilizate proiecțiile de temperatură calculate de Agenția de Meteorologie a Statului Spaniol (AEMET). AEMET a produs în ultimii ani un set de proiecții de referință reduse ale schimbărilor climatice în Spania, fie aplicând tehnici statistice de downscaling rezultatelor modelelor climatice globale (GCM) fie utilizând informațiile generate de tehnicile dinamice de downscaling prin proiecte europene sau inițiative internaționale. cum ar fi PRUDENCE, ANSAMBLE și EURO-CORDEX (Amblar-Francés et al., 2018). În acest studiu, am folosit temperaturile zilnice proiectate (adică maxime și minime) utilizând reducerea statistică bazată pe rețele neuronale artificiale. Aceasta a fost evaluată ca o metodă potrivită pentru a produce proiecții climatice în scenariile actuale și viitoare din Spania, reducând în același timp distorsiunile modelului GCM (Hernanz și colab., 2022a,b) pe o grilă de rezoluție de 5 km. Au fost luate în considerare două orizonturi temporale, și anume, 2025–2045 (caracterizat de 2035) și 2045–2065 (caracterizat de 2055) pentru a oferi rezultate pe termen scurt și mediu. Au fost luate în considerare două căi reprezentative de concentrare, adică RCP4.5 și RCP8.5 (van Vuuren și colab., 2011). De notat, în acest studiu au fost utilizate unsprezece GCM (Tabelul 1). Rezultatele au fost prezentate folosind un ansamblu metodologie (Semenov și Stratonovitch, 2010; Wallach și colab., 2018) unde valorile medii ale metricilor proiectate (de exemplu, acumularea de frig și căldură sau probabilități) calculate de toate modelele au fost utilizate în etapele ulterioare. Temperaturile orare pentru calcularea indicilor agroclimatici au fost simulate din cele zilnice folosind pachetul chillR (Luedeling, 2019).
Tabelul 1
TABELUL 1. Lista modelelor climatice globale utilizate în acest studiu.
Pentru a compara variabilele agroclimatice din scenariile prezente și viitoare, locațiile reale ale stațiilor meteo au fost comparate cu punctele lor cele mai apropiate din grilă. Distanțele maxime, minime și medii de la stațiile meteo până la cele mai apropiate puncte ale acestora din grilă au fost 3.87, 0.26 și, respectiv, 2.14 km. În toate cazurile (scenariile curente și viitoare), o zonă interpolată în jurul stațiilor meteo considerate (adică, la cel mult 50 km distanță de cea mai apropiată stație meteo) a fost calculată utilizând metoda de ponderare a distanței inverse.
REZULTATE
Acumulare de frig
După cum sa subliniat mai sus, au fost utilizate două modele pentru a calcula acumularea de frig, și anume, Utah (în unități chill) și modelul dinamic (în porțiuni). Folosind valorile medii ale frigului total acumulat în întreaga perioadă pentru toate stațiile, s-a constatat o corelație foarte mare între ambii indici (R2 = 0.95, Figura suplimentară 1). Prin urmare, rezultatele sunt prezentate folosind doar una dintre ele (porțiuni). Figura 2 arată modelele spațiale ale porțiunilor medii de frig în diferitele perioade luate în considerare. În situația actuală, putem observa că există mai multe zone geografice cu acumulare mare de frig (≥75 porțiuni), precum Valea Ebroului, nordul Extremadurei și unele zone interioare din Marea Mediterană. Doar în Marea Mediterană și Valea Guadalquivir se găsesc zone calde cu acumulare de frig sub 60 de porțiuni (chiar și sub 50 în unele zone izolate). Scenariile viitoare arată o scădere clară a frigului acumulat în zonele calde, în nordul Extremadurei și în unele zone interioare ale Mediteranei. Scăderea frigului acumulat în Valea Ebrului se va produce în partea de est a acelei zone, în timp ce interiorul va acumula frig de iarnă semnificativ chiar și în scenariul cel mai pesimist (de exemplu, 2055_RCP8.5). Efectele încălzirii globale asupra declinului frigului de iarnă sunt mai intense în scenariul 2055_RCP8.5, așa cum era de așteptat. Tabele suplimentare 1-4 arătați acumularea medie de frig în perioada luată în considerare (de la 1 noiembrie până la sfârșitul lunii februarie) în porțiuni pentru toate locațiile și modelele din fiecare scenariu viitor luat în considerare. Este prezentată valoarea medie a rezultatelor celor unsprezece modele, precum și frigul acumulat înregistrat pentru perioada 2000–2020 în scop de comparație.
Figura 2
FIGURA 2. Acumularea de frig în principalele zone de producție de piatră din Spania pentru situația actuală (aproximativ 2000–2020), două orizonturi de timp (2025–2045 și 2045–2065) și două scenarii viitoare (RCP4.5 și RCP8.5).
Pentru a verifica dacă scăderea așteptată a acumulării de frig va avea o influență similară asupra locațiilor în funcție de acumularea lor actuală de frig, s-a efectuat o clasificare a celor 270 de stații meteo, împărțindu-le în termeni de porțiuni medii acumulate în scenariul actual: acumulare scăzută (< 60 de porțiuni, 34 de stații), acumulare medie (între 60 și 80 de porțiuni, 121 de stații) și acumulare mare (peste 80 de porțiuni, 115 stații). Figura 3 arată boxplot-urile porțiunilor acumulate în fiecare scenariu pentru cele trei tipuri de locații. Scăderea observată a acumulării de frig este cea așteptată în funcție de fiecare scenariu. În ceea ce privește diferențele de valori medii între scenariile actuale și viitoare, se pare că cele trei tipuri de locații prezintă același comportament (ceea ce înseamnă că pierderile procentuale sunt mai mari în zonele cu acumulare scăzută). Cu toate acestea, răspândirea datelor este foarte diferită. Zonele cu acumulare scăzută și ridicată de frig prezintă o dispersie mai mică (cu unele valori aberante în capătul inferior al distribuției) decât zonele medii, care prezintă o dispersie mai mare, dar nu există valori aberante. Analiza acestor valori aberante pentru zonele cu acumulare ridicată de frig arată că valorile aberante pentru toate cele patru scenarii viitoare corespund unei locații mediteraneene interioare (Játiva). Pentru zonele cu acumulare scăzută de frig, valoarea aberantă în fiecare caz (inclusiv scenariul actual) corespunde unei locații de coastă mediteraneene (Almería). Valorile aberante pentru partea superioară a distribuției în zonele cu acumulare scăzută de frig corespund locațiilor interioare din Marea Mediterană (adică, Montesa, Callosa de Sarriá și Murcia), deși ar putea fi artefacte, deoarece proiecțiile prevăd o acumulare mai mare de frig în viitor decât în prezent. scenariu. Acestea ar putea fi cauzate de posibilele diferențe climatice dintre locația reală a stațiilor meteo și cel mai apropiat punct al acestora din grilă pentru proiecții viitoare.
Figura 3
FIGURA 3. Diagrame cu boxplot de răcire acumulată în toate scenariile pentru stațiile de acumulare de frig scăzut (<60 de porții), mediu (între 60 și 80 de porții) și ridicat (>80 de porții), se referă la scenariul actual.
Acumularea de căldură
Acumularea de căldură a fost calculată folosind două modele (de exemplu, modelele Richardson și Anderson) în mod similar cu acumularea de frig. S-a constatat, de asemenea, o corelație ridicată între rezultatele ambelor modele (R2 = 0.998, Figura suplimentară 2). Prin urmare, rezultatele sunt prezentate folosind doar rezultatele modelului Anderson. Figura 4 arată modelele spațiale ale GDH medii în diferitele perioade luate în considerare. Toate scenariile privind GDH par să se coreleze invers cu scenariile corespunzătoare de acumulare de frig (Figura 2). Locurile în care acumularea de frig este scăzută prezintă o acumulare ridicată de căldură și invers. Pe măsură ce acumularea de frig scade în scenariile viitoare, acumularea de căldură crește proporțional în fiecare zonă. De exemplu, coeficientul de corelație Pearson dintre acumularea de frig pierdut și acumularea de căldură câștigată pentru scenariile curente și 2055_RCP8.5 este 0.68 (p-valoare < 1e-15).
Figura 4
FIGURA 4. Acumularea de căldură în principalele zone de producție de piatră din Spania pentru situația actuală (aproximativ 2000–2020), două orizonturi de timp (2025–2045 și 2045–2065) și două scenarii viitoare (RCP4.5 și RCP8.5)
Ca și în cazul acumulării de frig, efectele creșterii GDH sunt mai intense în scenariul 2055_RCP8.5, așa cum era de așteptat. Tabele suplimentare 5-8 arătați acumularea medie de căldură în perioada luată în considerare (1 ianuarie-8 aprilie) în GDH pentru toate locațiile și modelele din fiecare scenariu luat în considerare. Este prezentată valoarea medie a producțiilor celor unsprezece modele, precum și căldura acumulată înregistrată pentru perioada 2000–2020 în scop de comparație.
Probabilități de îngheț și de căldură anormală
Probabilitatea evenimentelor de îngheț așa cum este definită mai sus este prezentată în Figura 5 comparând săptămânile 2–10 pentru scenariile actuale și 2035_RCP4.5 și 2055_RCP8.5 (doar probabilități ≥ 10%). În situația actuală, probabilități semnificative de evenimente de îngheț au fost înregistrate în special în zonele Văii Ebrului dar și nordul Extremadurei și zonele interioare ale Mediteranei. Probabilitățile de îngheț scad de la săptămânile 2 la 10 așa cum era de așteptat, dar unele locații particulare din Valea Ebrului prezintă încă o probabilitate semnificativă de îngheț în săptămâna 10. Scenariile viitoare analizate în Figura 5 sunt cele mai optimiste (adică, 2035_RCP4.5) și respectiv pesimiști (adică, 2055_RCP8.5), în ceea ce privește creșterea temperaturii. Probabilitatea evenimentelor de îngheț dispare din Extremadura și scade în toate zonele, în timp ce doar zonele reduse ale Văii Ebrului și unele zone izolate din interiorul Mediteranei prezintă probabilități de peste 10% chiar și în săptămâna 10. Ca și în situația actuală, probabilitățile de îngheț scad de la săptămânile 2 până la 10. În mod remarcabil, scenariile 2035_RCP4.5 și 2055_RCP8.5 prezintă imagini similare în ceea ce privește probabilitățile de evenimente de îngheț, dezvăluind că Valea Ebrului și unele locații mediteraneene interioare vor suferi evenimente de îngheț în toate scenariile luate în considerare.
Figura 5
FIGURA 5. Probabilitatea evenimentelor de îngheț în principalele zone de producție de piatră din Spania pentru săptămânile 2 până la 10 pentru scenariile actuale, 2035_RCP4.5 și 2055_RCP8.5.
Discutie si concluzie
Acest studiu a încercat să caracterizeze principalele zone producătoare de fructe de sâmburi din Spania folosind date istorice agroclimatice (în special temperaturile) de la 270 de stații meteorologice răspândite în astfel de zone și să compare rezultatele cu proiecțiile viitoare în două orizonturi de timp și scenarii RCP. Zonele de studiu au fost selectate pe baza faptului că deciziile actuale și viitoare care trebuie luate cu privire la cultivarea fructelor cu sâmburi (adică piersici, caise, prune și cireșe) vor fi luate în principal în zonele producătoare actuale, unde cunoștințele și tehnologia de cultivare a acestor culturi sunt puternic instalate. Astfel, acest studiu nu se concentrează pe alte viitoare locații potențiale pentru cultivarea fructelor cu sâmburi.
Principalele variabile calculate, adică acumularea de frig și căldură, relevă faptul că zonele luate în considerare sunt destul de diverse din punct de vedere agroclimatic și că schimbările climatice vor avea un impact important, mai ales în zonele cele mai calde chiar și pe termen mediu. Modelele utilizate pentru a calcula oricare dintre ele (de exemplu, Utah și Dynamic pentru răcire și Richardson și Anderson pentru acumularea de căldură) arată corelații foarte mari, așa cum a fost găsit anterior de către Ruiz şi colab. (2007, 2018).
Reduceri importante ale acumulării de frig sunt proiectate în toate zonele, ceea ce este de acord cu studiile anterioare din zonele mediteraneene (Benmoussa și colab., 2018, 2020; Rodríguez și colab., 2019; Delgado și colab., 2021; Fraga și Santos, 2021). Scăderea acumulării de frig va fi similară în valori absolute în toate regiunile studiate, dar cele mai calde (de exemplu, zona Mediteranei și Valea Guadalquivir) pot fi mult mai afectate în ceea ce privește adecvarea cultivării fructelor de sâmbure, deoarece situația lor actuală este deja o limitare pentru multe soiuri. În zonele reci, precum Valea Ebroului și Extremadura, scăderea acumulării de frig nu va fi, în principiu, un obstacol în continuarea cultivării, deși în anumite locații reci din Extremadura și Marea Mediterană, scăderea acumulării de frig va fi mai intensă decât în alte locații reci. Este de remarcat că, conform Figura 3, se observă o scădere bruscă a acumulării de frig între situația actuală și viitorul apropiat. Rezoluția rețelei utilizate, chiar dacă este fină (~5 km) poate fi o cauză a acestui efect. Alte surse posibile de discrepanțe care conduc la diferențe exagerate între valorile proiectate și cele reale ar putea fi distorsiunile rămase ale modelului GCM care nu au fost complet minimizate în timpul procesului de reducere a dimensiunii sau faptul că comparăm calculele efectuate cu temperaturile orare reale (adică, curentul). scenariu) și calcule efectuate cu curbe de temperatură idealizate derivate din temperaturile maxime și minime proiectate zilnic (Linvill, 1990) pentru scenariile viitoare. Scăderi bruște similare în viitorul apropiat au fost observate și de Rodríguez și colab., care au prognozat o scădere de până la 30 de porții de răcoare pentru perioada 2021-2050 în unele locații din Spania (Rodríguez și colab., 2019), care este de acord cu rezultatele noastre. Benmoussa et al. (2020), Delgado et al. (2021), și Fraga și Santos (2021) a raportat, de asemenea, scăderi bruște între scenariile istorice și cele viitoare din Tunisia, Portugalia și, respectiv, Asturias (nordul Spaniei). Ca și în cazul nostru, aceste studii au mai arătat că nu apar diferențe importante pentru frigul acumulat în viitorul apropiat, indiferent de RCP luată în considerare. Spre deosebire de acumularea de frig, acumularea de căldură va crește în toate scenariile (în special în 2055_RCP8.5 așa cum era de așteptat), iar evoluția sa este inversă cu cea a acumulării de frig. Acest lucru a fost observat și de Fraga și Santos (2021) pentru Portugalia.
Au fost calculate, de asemenea, probabilitățile de îngheț și evenimente de căldură anormale în săptămânile în care acestea pot afecta în mod important randamentul și producția (de exemplu, îngheț târziu sau evenimente de căldură anormale înainte de eliberarea endodormanției). Pentru scenariul actual, evenimentele de îngheț sunt mai frecvente în zonele reci, așa cum era de așteptat. Evenimentele de căldură anormale din săptămânile cheie au fost concentrate în zona mediteraneană în ultimii ani, dar cu probabilități foarte scăzute. Estimările viitoare pentru aceste variabile arată că evenimentele de îngheț în săptămânile în care producția de fructe cu sâmburi poate fi afectată (Miranda și colab., 2005; Julian și colab., 2007) va scădea odată cu trecerea secolului și va fi mai puțin frecventă pentru RCP8.5, ceea ce este de acord cu studiile anterioare (Leolini și colab., 2018). Cu toate acestea, unele zone din Valea Ebrului și anumite locații interioare ale zonelor mediteraneene vor suferi în continuare un număr semnificativ de evenimente de îngheț în săptămânile existente, chiar și în scenariul cel mai cald (adică, 2055_RCP8.5, Figura 5). Definiția unui eveniment de îngheț în termeni de temperatură și timp de expunere este strâns legată de stadiul fenologic al soiului existent (Miranda și colab., 2005). Având în vedere varietatea mare de soiuri posibile de fructe cu sâmburi, de la CR foarte scăzută la foarte mare, și numărul de locații analizate, de la rece la cald, stabilirea unor definiții de evenimente de îngheț pentru soiuri/locații speciale nu este fezabilă în acest studiu din cauza volumului imens de informatiile implicate. Aceste tipuri de studii sunt de obicei efectuate folosind câteva locații și/sau soiuri, precum cel efectuat de Lorite și colab. (2020) pentru migdale în Spania, Fernandez şi colab. (2020) în Chile, care a calculat temperaturi minime sub 0°C în timpul perioadei de înflorire a celor mai reprezentative specii de pomi fructiferi de foioase cultivate în fiecare dintre cele nouă situri luate în considerare, sau Parker și colab. (2021) care au luat în considerare temperaturi și stadii fenologice diferite pentru trei specii (adică migdale, avocado și portocale), dar au realizat și o caracterizare generală a zonei luând în considerare trei temperaturi (0, −2 și +2°C) și timpul de expunere. Alegerea noastră de -1°C și cel puțin trei ore consecutive urmărește să caracterizeze evoluția evenimentelor de îngheț, mai degrabă decât să relaționeze daunele specifice anumitor soiuri, ceea ce ar presupune un studiu diferit. Această definiție a fost adoptată după preluarea opiniilor experților. Datorită numărului mare de soiuri în ceea ce privește CR și HR și diversității regimurilor de temperatură în zonele luate în considerare în acest studiu, am selectat acele săptămâni (de la 2 la 10) în care toate (sau majoritatea) combinațiilor de soi/locație ar putea fi susceptibile de a suferi daune de îngheț în funcție de stadiul lor fenologic. În scopul luării deciziilor, producătorii ar trebui să aleagă harta care se potrivește cel mai bine cu situația lor particulară (adică, soiul/locația) pentru a lua decizia optimă. În general, zonele calde și/sau soiurile cu înflorire timpurie vor fi legate de săptămânile anterioare din intervalul considerat, în timp ce zonele reci și/sau soiurile cu înflorire târzie vor fi legate de săptămânile ulterioare din intervalul considerat. Evenimente de căldură anormale în timpul iernii care pot stimula o eliberare precoce a endodormanției, care afectează negativ producția (Viti și Monteleone, 1995; Rodrigo și Herrero, 2002; Ladwig și colab., 2019), va fi crescută în principal în Valea Guadalquivir, zonele de coastă mediteraneene, precum și în Extremadura și în unele zone din Valea Ebroului la jumătatea sau sfârșitul lunii februarie (Figura 6). Cuantificarea acestei metrici nu este de obicei abordată în literatură, dar poate provoca probleme importante de producție în zonele calde, așa cum s-a observat în ultimii ani. Din nou, setarea la 25°C sau mai mult timp de cel puțin trei ore consecutive pentru a defini un astfel de eveniment a fost motivată de opiniile experților. La fel ca și în cazul probabilităților de evenimente de îngheț, am selectat acele săptămâni (de la 49 la 8) în care toate (sau majoritatea) combinațiilor de soi/locație ar putea fi susceptibile de a fi afectate de aceste evenimente în funcție de stadiul lor fenologic. În general, zonele calde și/sau soiurile cu înflorire timpurie vor fi legate de săptămânile anterioare din intervalul considerat, în timp ce zonele reci și/sau soiurile cu înflorire târzie vor fi legate de săptămânile ulterioare din intervalul considerat.
Metrica agroclimatică calculată în acest studiu oferă informații valoroase producătorilor pentru a selecta cele mai potrivite soiuri din fiecare zonă de producție din punct de vedere adaptativ. Fiecare soi are CR-urile sale pentru a sparge endodormanta (Campoy și colab., 2011b; Fadón și colab., 2020b). O scădere a acumulării de frig, așa cum se prevede în scenariile viitoare, poate face ca soiurile cultivate în prezent să nu-și îndeplinească CR în anumite zone, în special cele din zonele mediteraneene și din Valea Guadalquivir, care sunt deja calde. Aceasta ar implica o eliberare incompletă a endodormanției care afectează pomii fructiferi în trei aspecte principale și anume, picături de muguri florali (și, prin urmare, înflorire slabă), întârziere în înflorire și încolțire și lipsă de uniformitate în ambele procese, ceea ce duce la probleme productive grave (Legave şi colab., 1983; Erez, 2000; Atkinson și colab., 2013). Toate acestea pot produce pierderi economice importante pentru producători. În acest context, cunoștințele despre CR pentru diferite soiuri sunt esențiale, deși informațiile disponibile în prezent sunt relativ limitate la pomii fructiferi cu sâmburi (Fadón și colab., 2020b), inclusiv piersici (Maulión și colab., 2014), caisă (Ruiz și colab., 2007), prună (Ruiz și colab., 2018), și cireșe (Alburquerque et al., 2008).
În zonele calde precum Marea Mediterană și Valea Guadalquivir, unde frigul acumulat este sub 60 de porții în situația actuală, se cultivă soiuri de coacere timpurie cu CR între 30 și 60 de porții. Îndeplinirea CR pentru aceste soiuri poate fi în pericol în toate scenariile viitoare analizate (Figura 2). Pentru a asigura adaptabilitatea diferitelor specii/cultivare la aceste zone, poate fi necesară o relocare, iar unele dintre soiuri ar trebui mutate în zone apropiate (zone interioare din zona mediteraneană sau spre Extremadura în cazul Văii Guadalquivir) unde CR va fi îndeplinită chiar și în scenariile viitoare, iar riscurile de îngheț sunt de așteptat să scadă. În acest context, introducerea sau dezvoltarea soiurilor cu CR foarte scăzută devine o țintă crucială care trebuie luată în considerare în programele de ameliorare ale speciilor/cultivarurilor existente, în special pentru a fi potrivite pentru zonele calde în care adaptarea soiurilor actuale va fi în pericol în viitor. scenarii. În caz contrar, aceste zone nu își vor putea menține activitățile productive și economice legate de producția de fructe sâmburoase. În afară de aceasta, ar putea fi aplicate diferite practici și strategii agronomice pentru a minimiza scăderea acumulării de frig în aceste zone, cel puțin la nivel local. Aplicarea de bio-stimulanți pentru a sparge endodormanția înainte de îndeplinirea CR sau utilizarea plaselor de umbrire în diferite stadii de repaus au fost deja descrise în zonele calde pentru producția de fructe cu sâmburi (Gilreath și Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa și colab., 2004; Campoy și colab., 2010; Petri et al., 2014), deși trebuie efectuate cercetări și optimizari suplimentare pentru a face aceste tehnici mai eficiente și pentru a promova utilizarea lor sistematică. În schimb, în zonele cele mai reci producătoare, cum ar fi Valea Ebrului, nordul Extremadurei și unele locații interioare din zona mediteraneană, sunt așteptate mai puține evenimente de îngheț, ceea ce ar putea permite soiuri mai timpurii decât cele actuale, ceea ce ar extinde numărul de soiuri viabile și, deci, oferta pietei cu consecinte economice pozitive pentru zona. În ansamblu, în toate zonele de producție, este esențial să se ia în considerare soiurile cultivate în prezent și să se analizeze care sunt la limita îndeplinirii lor CR pentru a le înlocui sau a le muta sau a introduce practicile de management descrise mai sus pentru a asigura adaptarea la noile schimbări climatice. scenarii.
În ceea ce privește acumularea de căldură, scenariile viitoare prevăd o creștere a acestei variabile în toate zonele luate în considerare (Figura 4). În zonele calde și intermediare, această variabilă nu este la fel de decisivă ca acumularea de frig, dar poate avea un impact relevant asupra fenologiei, producând un avans în datele de înflorire și crescând astfel riscul potențial de vătămare prin îngheț (Mosedale și colab., 2015; Unterberger și colab., 2018; Ma et al., 2019). Ca un punct suplimentar, acest avans de înflorire va implica și un avans de coacere (Peñuelas și Filella, 2001; Campoy și colab., 2011b), care trebuie să fie luate în considerare de către producători pentru a-și introduce produsele în mod strategic pe piețe. În schimb, în zonele reci, lipsa acumulării de căldură în situația actuală poate dăuna dezvoltării fenologice și creșterii fructelor (Fadón și colab., 2020a). Aceste zone reci în prezent vor fi favorizate de creșterea prognozată a acumulării de căldură pentru scenariile viitoare. Așa cum se arată în Figura 6, evenimentele anormale de căldură vor fi mai frecvente în scenariile viitoare la date în care pomii fructiferi nu au eliberat încă endodormanție, în special în zonele calde precum Valea Guadalquivir și locații mediteraneene. Aceste evenimente pot avea un efect foarte negativ atunci când CR sunt parțial acoperite (aproximativ 60–70%), inducând o eliberare incompletă a repausului care poate implica probleme vegetative și de înflorire, cu impact negativ asupra rodului și producției (Rodrigo și Herrero, 2002; Campoy și colab., 2011a).
În orice caz, schimbările în regimurile de frig și acumulare de căldură nu au un efect comun asupra tuturor soiurilor și locațiilor acestora, deoarece pot avea loc unele efecte de compensare în ceea ce privește acumularea echilibrului frig/căldură în ceea ce privește eliberarea endodormanției sau predicția datelor de înflorire (Pope și colab., 2014). În plus, caracterizarea agroclimatică a locațiilor la o scară foarte locală poate necesita o calibrare specială a datelor din cauza eterogenității spațiale (Lorite și colab., 2020) pentru a lua cele mai bune decizii cu privire la selecțiile optime de soiuri. Rezultatele prezentate în acest studiu pot fi utile nu numai pentru producția de fructe cu sâmburi, ci și pentru alte fructe temperate, cu o importanță enormă în zonele existente, de exemplu, vița de vie din La Rioja (Valea Ebro) sau altele. Aceste rezultate pot sta la baza sistemelor de sprijinire a deciziilor pentru a ajuta producătorii să ia decizii strategice optime (de exemplu, selecția soiurilor, relocarea și implementarea practicilor de management de atenuare) pe termen mediu și lung.
Declarație privind disponibilitatea datelor
Contribuțiile originale prezentate în studiu sunt incluse în articol/Material suplimentar, întrebări suplimentare pot fi direcționate către autorii corespunzători.
Contribuțiile autorului
MC, JG-B, JG și DR au conceput și proiectat studiul. MC a furnizat datele agroclimatice pentru scenariul actual. JAE a efectuat calculele pentru scenarii viitoare. JAE și DR au scris partea principală a manuscrisului. JE a oferit informații despre aspecte tehnice agronomice. JG a gestionat proiectul de inovare care a finanțat această cercetare. Toți autorii au revizuit documentul și au aprobat versiunea transmisă.
Finanțare
Sprijinul financiar a fost oferit de Ministerul Spaniol al Agriculturii, Pescuitului și Alimentației prin Proiectul de inovare „Adaptarea sectorului fructelor cu sâmburi la schimbările climatice” (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) și de PRIMA, un program susținut în cadrul H2020, Cadrul Uniunii Europene. program pentru cercetare și inovare (proiectul „AdaMedOr”; numărul de grant PCI2020-112113 al Ministerului Spaniol al Științei și Inovării).
Conflictul de interese
Autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.
Nota editorului
Toate revendicările exprimate în acest articol sunt exclusiv ale autorilor și nu le reprezintă neapărat pe cele ale organizațiilor lor afiliate sau pe cele ale editorului, editorilor și recenzenților. Orice produs care poate fi evaluat în acest articol, sau revendicare care poate fi făcută de producătorul său, nu este garantat sau susținut de editor.
recunoasteri
Mulțumim tuturor membrilor Grupului Operativ Spaniol „Adaptarea sectorului fructelor cu sâmburi la schimbările climatice” (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) pentru contribuția lor valoroasă la dezvoltarea proiectului. Mulțumim AEMET pentru datele disponibile pe pagina sa web (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Material suplimentar
Materialul suplimentar pentru acest articol poate fi găsit online la adresa: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Figura suplimentară 1 | Corelația dintre porțiunile medii acumulate și unitățile de răcire pentru scenariul actual în toate stațiile meteo.
Figura suplimentară 2 | Corelația dintre GDH mediu acumulat pentru modelele Anderson și Richardson pentru scenariul actual în toate stațiile meteo.
Referinte
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A. și Burgos, L. (2008). Cerințele de răcire și căldură ale soiurilor de cireș și relația dintre altitudine și probabilitatea de a satisface cerințele de frig. Mediul. 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. și Rodríguez-Camino, E. (2018). Strategie pentru generarea de proiecții privind schimbările climatice care hrănesc comunitatea spaniolă de impact. Adv. Sci. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA și Kesner, CD (1986). Validarea modelelor de unități de răcire și fenologie a mugurilor florali pentru vișinul „Montmorency”. Acta Hortic. 1986, 71–78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM și Jones, HG (2013). Scăderea răcirii și impactul acesteia asupra culturilor perene temperate. Mediul. Exp. Bot. 91, 48–62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Benmoussa, H., Ben Mimoun, M., Ghrab, M. și Luedeling, E. (2018). Schimbările climatice amenință livezile de nuci din centrul Tunisiei. Int. J. Biometeorol. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Benmoussa, H., Luedeling, E., Ghrab, M. și Ben Mimoun, M. (2020). Declinul sever al frigului de iarnă are un impact asupra livezilor de fructe și nuci din Tunisia. Clim. Chan. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L. și Egea, J. (2011a). Temperaturi ridicate și timp pentru a înmuguri în caisul „Palsteyn”. Către o mai bună înțelegere a îndeplinirii cerințelor de frig și căldură. Sci. Hortic. 129, 649–655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Campoy, JA, Ruiz, D. și Egea, J. (2011b). Dormință în pomi fructiferi temperați într-un context de încălzire globală: o revizuire. Sci. Hortic. 130, 357–372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D. și Egea, J. (2010). Efectele umbririi și tratamentului cu tidiazuron+ulei asupra întreruperii repausului, a înfloririi și a punerii fructelor la caise într-un climat cald de iarnă. Sci. Hortic. 125, 203–210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Chmielewski, F.-M., Götz, K.-P., Weber, KC și Moryson, S. (2018). Daunele schimbărilor climatice și ale înghețului de primăvară pentru cireșe dulci în Germania. Int. J. Biometeorol. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Chylek, P., Li, J., Dubey, MK, Wang, M. și Lesins, G. (2011). Variabilitatea temperaturii arctice observată și simulată pe model din secolul XX: modelul sistemului pământesc canadian CanESM20. Atmos. Chim. Fiz. Discuta. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC și Mudzunga, J. (2004). Agenți chimici de rupere a repausului pentru industria sud-africană a fructelor cu sâmburi și sâmburi. Acta Hortic. 2004, 295–302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Delgado, A., Dapena, E., Fernandez, E. și Luedeling, E. (2021). Cerințele climatice în timpul repausului la meri din nord-vestul Spaniei – Încălzirea globală poate amenința cultivarea soiurilor cu frig ridicat. EURO. 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). Modelele climatice globale cuplate CM2 ale GFDL. partea I: caracteristici de formulare și simulare. 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). Proiecții privind schimbările climatice utilizând Modelul Sistemului Pământesc IPSL-CM5: de la CMIP3 la CMIP5. Clim. Din. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Controlul chimic al mugurelui. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). „Bud Dormancy; Fenomen, probleme și soluții la tropice și subtropice”, în Culturi de fructe temperate în climă caldă, ed. A. Erez (Dordrecht: Springer), 17–48. doi: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Fadón, E., Fernandez, E., Behn, H. și Luedeling, E. (2020a). Un cadru conceptual pentru repaus de iarnă la copacii de foioase. Agronomie 10:241. doi: 10.3390/agronomy10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME și Rodrigo, J. (2020b). Cerințele de răcire și căldură ale pomilor fructiferi temperați (Prunus sp.). Agronomie 10:409. doi: 10.3390/agronomy10030409
FAOSTAT (2019). Date despre alimentație și agricultură. Roma: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF și Luedeling, E. (2020). Perspective de scădere a frigului de iarnă pentru producția de fructe de foioase în Chile de-a lungul secolului al XXI-lea. Clim. Chan. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A. şi Couvillon, GA (1987). Dependența de temperatură a ruperii de repaus la plante: analiza matematică a unui model în două etape care implică o tranziție cooperativă. J. Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H. și Santos, JA (2021). Evaluarea impactului schimbărilor climatice asupra răcirii și forțarii pentru principalele regiuni cu fructe proaspete din Portugalia. Față. Plant Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR și Buchanan, DW (1981). Dezvoltarea florală și vegetativă a mugurilor de nectarine „Sungold” și „Sunlite”, influențată de răcirea evaporativă prin stropire deasupra capului în timpul repausului. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 106, 321-324.
Giorgetta, MA, Jungclaus, J., Reick, CH, Legutke, S., Bader, J., Böttinger, M., și colab. (2013). Clima și schimbările ciclului carbonului de la 1850 la 2100 în simulările MPI-ESM pentru faza 5 a proiectului de intercomparație cu modele cuplate. J. Adv. Model. Earth System. 5, 572–597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F. și Lionello, P. (2008). Proiecții privind schimbările climatice pentru regiunea mediteraneană. Glob. Planetă. Chan. 63, 90–104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Guo, L., Dai, J., Wang, M., Xu, J. și Luedeling, E. (2015). Răspunsuri ale fenologiei de primăvară în copacii din zonele temperate la încălzirea climatică: un studiu de caz al înfloririi caisului în China. Agric. Pentru. Meteorol. 201, 1–7. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.10.016
Guo, L., Wang, J., Li, M., Liu, L., Xu, J., Cheng, J., și colab. (2019). Marjele de distribuție ca laboratoare naturale pentru a deduce răspunsurile înfloririi speciilor la încălzirea climatică și implicațiile pentru riscul de îngheț. Agric. Pentru. Meteorol. 268, 299–307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Hatfield, JL, Sivakumar, MVK și Prueger, JH (eds) (2019). Agroclimatologie: Legătura agriculturii cu clima. 1-a ed. Madison: Societatea Americană de Agronomie.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA și Rodríguez-Camino, E. (2022a). Evaluarea metodelor de downscaling statistic pentru proiecțiile schimbărilor climatice în Spania: condiții prezente cu predictori perfecți. Int. J. Climatol. 42, 762–776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M. și Rodríguez-Camino, E. (2022b). Evaluarea metodelor de downscaling statistic pentru proiecțiile schimbărilor climatice asupra Spaniei: condiții viitoare cu pseudo realitate (experiment de transferabilitate). Int. J. Climatol. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Schimbările climatice 2021: baza științei fizice. Contribuția Grupului de Lucru I la cel de-al șaselea raport de evaluare al Grupului Interguvernamental pentru Schimbările Climatice. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., și colab. (2014). Descrierea și evaluarea de bază a Modelului Sistemului Pământesc al Universității Normale din Beijing (BNU-ESM) versiunea 1. Geosci. Model Dev. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M. și Rodrigo, J. (2007). Căderea mugurilor de flori și deteriorarea înghețului înainte de înflorire la cais (Prunus armeniaca L.). J. Apl. Bot. Calitatea alimentelor 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW și Henn, JJ (2019). Evenimentul extrem de cald de iarnă provoacă o rupere excepțional de timpurie a mugurilor pentru multe specii lemnoase. ecosferei 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G. şi Marco, F. (1983). Unele aspecte descriptive ale procesului picăturilor din muguri florali sau flori tinere observate pe caisul din sudul Franței. Acta Hortic. 1983, 75–84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Leolini, L., Moriondo, M., Fila, G., Costafreda-Aumedes, S., Ferrise, R. și Bindi, M. (2018). Înghețul de primăvară târzie are impact asupra distribuției viitoare a viței de vie în Europa. Culturi de câmp Res. 222, 197–208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Calcularea orelor de răcire și a unităților de răcire din observațiile zilnice ale temperaturii maxime și minime. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et al. (2020). Rolul fenologiei în impactul schimbărilor climatice și strategiile de adaptare pentru culturile de arbori: un studiu de caz asupra livezilor de migdale din sudul Europei. Agric. Pentru. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Luedeling, E. (2012). Impactul schimbărilor climatice asupra frigului de iarnă pentru producția de fructe și nuci temperate: o revizuire. Sci. Hortic. 144, 218–229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Luedeling, E. (2019). chillR: metode statistice de analiză fenologică la pomii fructiferi temperați. Versiunea pachetului R 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA și Brown, PH (2011). Schimbările climatice afectează frigul de iarnă pentru pomii de fructe și nuci temperați. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T. și Urbach, C. (2021). PhenoFlex – un model integrat pentru a prezice fenologia de primăvară în pomii fructiferi temperați. Agric. Pentru. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H. și Berninger, F. (2019). Tendințe divergente în ceea ce privește riscul de daune ale înghețului de primăvară asupra copacilor din Europa odată cu încălzirea recentă. Glob. Chan. Biol. 25, 351–360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J. și Asante, EA (2018). Efectele umbririi și ecranelor rezistente la insecte asupra microclimatului și producției culturilor: o revizuire a progreselor recente. 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, și colab. (2014). Compararea metodelor de estimare a cerințelor de răcire și căldură ale genotipurilor de nectarine și piersici pentru înflorire. Sci. Hortic. 177, 112–117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Schimbările climatice și de mediu în bazinul mediteranean – Situația actuală și riscuri pentru viitor Primul raport de evaluare a Mediteranei. Marsilia: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG și Royo, JB (2005). Variabilitatea relației dintre temperatura înghețului și nivelul de vătămare pentru unele specii de prunus cultivate. HortScience 40, 357–361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J. și Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: Un pachet R pentru evaluarea adaptării la climă a speciilor de fructe temperate. Calculator. Electron. Agric. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ și Maclean, IMD (2015). Schimbările climatice și expunerea culturilor la vreme nefavorabilă: modificări ale riscului de îngheț și ale condițiilor de înflorire a viței de vie. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE și Bindi, M. (2002). Consecințele schimbărilor climatice pentru productivitatea agricolă europeană, utilizarea terenurilor și politica. EURO. J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Parker, L., Pathak, T. și Ostoja, S. (2021). Schimbările climatice reduc expunerea la îngheț pentru culturile de livezi de mare valoare din California. Sci. Total mediu. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J. și Filella, I. (2001). Răspunsuri la o lume care se încălzește. Ştiinţă 294, 793-795. doi: 10.1126 / science.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC și Haverroth, FJ (2014). Inducerea chimică a mugurelui: produse de nouă generație pentru a înlocui cianamida de hidrogen. Acta Hortic. 2014, 159–166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Pope, KS, Da Silva, D., Brown, PH și DeJong, TM (2014). O abordare bazată pe biologic pentru modelarea fenologiei de primăvară în copacii de foioase temperate. Agric. Pentru. Meteorol. 198, 15–23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD și Walker, DR (1974). Un model pentru estimarea finalizării odihnei pentru piersici „Redhaven” și „Elberta”. HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J. și Herrero, M. (2002). Efectele temperaturilor de dinainte de înflorire asupra dezvoltării florilor și a nașterii fructelor la cais. Sci. Hortic. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Centeno, A. și Ruiz-Ramos, M. (2021). Viabilitatea soiurilor de pomi fructiferi temperați din Spania în condițiile schimbărilor climatice în funcție de acumularea de răcoare. Agric. Syst. 186:102961. doi: 10.1016/j.agsy.2020.102961
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Sánchez, E., Centeno, A., Gómara, I., Dosio, A. și colab. (2019). Acumulare rece în pomii fructiferi din Spania în condițiile schimbărilor climatice. Nat. Pericole Earth Syst. Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA și Egea, J. (2007). Cerințele de răcire și căldură ale soiurilor de caise pentru înflorire. Mediul. Exp. Bot. 61, 254–263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
CrossRef Full Text | Google Academic
Ruiz, D., Egea, J., Salazar, JA și Campoy, JA (2018). Cerințele de răcire și căldură ale soiurilor de prun japoneze pentru înflorire. 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). Efectele ciclonilor tropicali asupra transportului de căldură oceanică într-un model de circulație generală cuplată de înaltă rezoluție. J. Clim. 24, 4368–4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA și Stratonovitch, P. (2010). Utilizarea ansamblurilor multi-modele din modelele climatice globale pentru evaluarea impactului schimbărilor climatice. Clim. Res. 41, 1–14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Rețele automate de stații meteo: Ghid pentru validarea datelor meteo din rețelele de stații. Madrid: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., şi colab. (2018). Risc de îngheț de primăvară pentru producția regională de mere într-un climat mai cald. 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). Căile reprezentative de concentrare: o privire de ansamblu. Clim. Chan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R. şi Monteleone, P. (1995). Influența temperaturii ridicate asupra prezenței anomaliilor mugurilor florali la două soiuri de caise caracterizate prin productivitate diferită. Acta Hortic. 1995, 283–290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA și Gusev, AV (2010). Simularea climatului actual cu modelul cuplat INMCM4.0 al circulațiilor generale atmosferice și oceanice. Izv. Atmosp. Ocean. Fiz. 46, 414–431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ și colab. (2018). Ansamblurile multimodel îmbunătățesc predicțiile interacțiunilor culturi-mediu-management. Glob. Chan. Biol. 24, 5072–5083. doi: 10.1111/gcb.14411
Watanabe, S., Hajima, T., Sudo, K., Nagashima, T., Takemura, T., Okajima, H. şi colab. (2011). MIROC-ESM 2010: descrierea modelului și rezultatele de bază ale experimentelor CMIP5-20c3m. 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. și colab. (2014). O privire de ansamblu asupra dezvoltării și aplicării modelului de sistem climatic BCC pentru studiile schimbărilor climatice. 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). Un nou model climatic global al institutului de cercetare meteorologică: MRI-CGCM3 — Model Description and Basic Performance. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23–64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Cuvinte cheie: Prunus, fructe cu sâmbure, adaptare, acumulare de frig, fenologie, risc de îngheț, alegere varietală, metrici agroclimatice
Referirea: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J și Ruiz D (2022) Agroclimatic Metrics for the Main Stone Fruit Producing Areas in Spain in Current and Future Climate Change Scenarios: Implications From an Adaptive Point of View. Față. Plant Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
Primit: 23 decembrie 2021; Admis: 02 Mai 2022;
Publicat în: 08 iunie 2022.
Editat de:Hisayo Yamane, Universitatea din Kyoto, Japonia
Revizuite de:Liang Guo, Universitatea Northwest A&F, China
Kirti Rajagopalan, Universitatea de Stat din Washington, Statele Unite
Drepturi de autor © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea și Ruiz. Acesta este un articol cu acces deschis distribuit în conformitate cu termenii Creative Commons Attribution License (CC BY). Utilizarea, distribuirea sau reproducerea în alte forumuri este permisă, cu condiția ca autorii și proprietarii drepturilor de autor să fie creditați și să fie citată publicația originală în acest jurnal, în conformitate cu practicile academice acceptate. Nu este permisă utilizarea, distribuirea sau reproducerea care nu respectă acești termeni.
*Corespondenţă: Jose A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
O sursă: https://www.frontiersin.org