Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 og David Ruiz 1*
- 1Frugtavlsgruppe, Institut for Planteavl, CEBAS-CSIC, Murcia, Spanien
- 2Murcia Institute of Agri-Food Research and Development, Murcia, Spanien
- 3ENAE Business School, University of Murcia, Murcia, Spanien
Stenfrugtproduktion har enorm økonomisk betydning i Spanien. Dyrkningssteder for disse frugtarter (dvs. fersken, abrikos, blomme og søde kirsebær) dækker brede og klimatisk forskellige geografiske områder i landet. Klimaændringer producerer allerede en stigning i gennemsnitstemperaturerne med særlig intensitet i visse områder som Middelhavet. Disse ændringer fører til et fald i den akkumulerede kulde, hvilket kan have en dybtgående indvirkning på fænologien af Prunus arter som stenfrugter på grund af f.eks. vanskeligheder med at dække nedkølingsbehovet for at bryde endodormans, forekomsten af sene frosthændelser eller unormale tidlige høje temperaturer. Alle disse faktorer kan i alvorlig grad påvirke frugtproduktionen og -kvaliteten og fremkalde derfor meget negative konsekvenser fra et socioøkonomisk synspunkt i de etablerede regioner. Således er karakterisering af nuværende dyrkningsarealer med hensyn til agroklimatiske variabler (f.eks. kulde- og varmeakkumulering og sandsynligheder for frost og tidlige unormale varmehændelser), baseret på data fra 270 vejrstationer for de seneste 20 år, udført i dette arbejde til skabe et informativt billede af den aktuelle situation. Desuden analyseres fremtidige klimatiske fremskrivninger fra forskellige globale klimamodeller (data hentet fra Meteorological State Agency of Spain—AEMET) frem til 2065 for to Repræsentative Concentration Pathway-scenarier (dvs. RCP4.5 og RCP8.5). Ved at bruge den nuværende situation som udgangspunkt og i betragtning af de fremtidige scenarier kan der udledes information om de forskellige arters/kultivarers nuværende og fremtidige tilpasningsegnethed til de forskellige vækstområder. Disse oplysninger kan være grundlaget for et beslutningsstøtteværktøj til at hjælpe de forskellige interessenter med at træffe optimale beslutninger vedrørende nuværende og fremtidige stenfrugtdyrkning eller andre tempererede arter i Spanien.
Introduktion
Spanien er en af verdens største producenter af stenfrugter (dvs. fersken, abrikos, blomme og søde kirsebær) med en gennemsnitlig årlig produktion på omkring 2 millioner tons. Dyrkning af disse frugter spiller en meget vigtig økonomisk rolle i landet og dækker omkring 140,260 ha (FAOSTAT, 2019). De vigtigste vækstområder i Spanien for disse kultivarer er placeret i områder med forskellige agroklimatiske egenskaber: fra varme områder som Guadalquivir-dalen og en stor del af Middelhavsområdet til kolde områder som det nordlige Extremadura, Ebro-dalen og nogle indre steder i Middelhavsområdet (se Figur 1). Da disse afgrøder kræver tilstrækkelig vinterafkøling til at bryde endodormansen for at undgå produktionsproblemer (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) udvælge den bedste landbrugspraksis og -teknologier til at afbøde virkningen af klimaændringer (Campoy et al., 2010; Mahmood et al., 2018).
Krav til afkøling og varme (Fadón et al., 2020b) eller graden af frostskader (Miranda et al., 2005) af de nuværende dyrkede arter/kultivarer kan kobles med de agroklimatiske målinger i de forskellige områder for at opbygge beslutningsværktøjer, der hjælper producenter og andre interessenter med at designe optimale produktions- og økonomiske politikker på mellemlang og lang sigt. Tilgængelige modelleringsværktøjer til at bearbejde store serier af klima og fænologiske, tjener allerede som grundlag for at opbygge de ovennævnte beslutningsværktøjer (Luedeling, 2019; Luedeling et al., 2021; Miranda et al., 2021). Klimafremskrivninger i Middelhavsområdet afslører, at virkningerne af den globale opvarmning kan være særligt alvorlige i dette område (Giorgi og Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), derfor er foregribelsesforanstaltninger afgørende for at undgå fremtidige produktionsproblemer, som alvorligt kan påvirke økonomien i visse regioner som dem, der er præsenteret i denne undersøgelse (Olesen og Bindi, 2002; Benmoussa et al., 2018).
Forskellige forskningsundersøgelser har bestemt den negative indflydelse af global opvarmning på produktionen af tempererede frugter og nødder i forskellige regioner over hele planeten. Hovedårsagerne er relateret til faldet i vinterkulde, selvom stigningen i frostrisici på grund af den forventede fremgang i blomstringen og blomstringen også er taget i betragtning i nogle undersøgelser. For eksempel har Fernandez et al. forudsagde et fald i vinterafkøling, der er nødvendig for produktion af løvfældende frugter i Chile, med forventede negative konsekvenser i de nordlige områder af landet. Samtidig forventede de betydelige reduktioner af frostsandsynligheder i løbet af den mest plausible periode med knopbrud for løvfældende frugttræer for alle de betragtede lokaliteter (Fernandez et al., 2020); Lorite et al. analyserede fænomener som manglende vinterkulde, frostrisiko og varme forhold under blomstring på den iberiske halvø for nogle mandelkultivarer, der kobler klimaprojektioner og fænologisk information. De fandt, at generelt (og afhængigt af den betragtede kultivar), (i) vil manglen på vinterkulde være mere udtalt i Middelhavskysten og Guadalquivir-dalen, (ii) varme forhold under blomstringen vil være mere intense i det centrale Plateau og Ebro Valley, og (iii) risikoen for frost vil blive reduceret til bestemte områder af det nordlige plateau og det nordlige bakkede område (Lorite et al., 2020). Benmoussa et al. forventede vigtige fremtidige vinterkuldereduktioner i Tunesien, som kan påvirke produktionen af nogle frugter og nødder markant. For eksempel, for det mest pessimistiske scenarie, kunne kun lavtkølede mandelkultivarer være levedygtige. I andre scenarier kan nogle pistacienødder og ferskensorter være levedygtige selv på lang sigt for den nordvestlige del af landet (Benmoussa et al., 2020); Fraga og Santos overvejede både den fremtidige køling og varmeakkumulering og deres indvirkning på produktionen af forskellige frugter i Portugal. De forventede kraftige fald i vinterafkøling, som vil påvirke de inderste regioner af landet hårdere. De nordlige æbledyrkningsområder vil være særligt udsat for nedkølingsreduktion. Forfatterne forudsagde også stigninger i varmeakkumulering med en større påvirkning i de sydlige og kystnære områder af landet. De fremhævede, at dette faktum kan øge risikoen for frostskader på grund af fremskridt i fænologiske stadier (Rodríguez et al., 2019, 2021; Fraga og Santos, 2021) sammenlignede den nuværende situation i produktionsområderne for nogle tempererede frugter i Spanien med fremtidige klimaændringsscenarier vedrørende kuldeakkumulering. De forudsagde betydelige kuldetab i nogle områder (f.eks. Sydøst- eller Gualdalquivir-området) selv i den nærmeste fremtid. For den fjerne fremtid (>2070) erklærede disse forfattere, at i betragtning af de nuværende vækstområder, kan blomme-, mandel- og æblesorter blive alvorligt påvirket af manglen på kulde (Rodríguez et al., 2019, 2021).
I denne undersøgelse vurderede vi de vigtigste agroklimatiske variabler relateret til stenfrugttilpasning i forskellige regioner i Spanien, inklusive dem, hvor den vigtigste stenfrugtproduktion finder sted ved hjælp af data fra 270 vejrstationer i perioden 2000-2020. Dette ledsages af fremtidige temperaturfremskrivninger for at estimere kulde- og varmeakkumuleringsudviklingen og de fremtidige sandsynligheder for frost og tidlige unormale varmebegivenheder sammenlignet med den nuværende situation. Denne information kan være meget nyttig til at tage de optimale beslutninger i forbindelse med etablering af nye frugtplantager, flytning af nuværende eller udvælgelse af de optimale sorter for at opnå profit på lang sigt.
Hovedbidraget fra denne undersøgelse er, at vi på samme tid analyserede forskellige agroklimatiske variabler relateret til stenfrugttilpasning. Ikke kun kuldeakkumuleringen for at opfylde CR'er som udført i undersøgelsen af Rodríguez et al. (2019, 2021) men også varmeakkumulering for korrekt blomstring, frostrisici og en variabel, der sjældent er kvantificeret i litteraturen: sandsynligheden for unormale varmebegivenheder om vinteren, der kan øge endodormansfrigivelsen med en negativ indvirkning på frugtproduktion, kvalitet og udbytte, som det har været observeret i varme områder inden for de seneste år. Vi brugte data fra et meget tæt netværk af vejrstationer, der giver nøjagtige målinger for den aktuelle situation. Vi fokuserede på de nuværende producerende områder, da beslutninger om opvarmningstilpasning sandsynligvis vil blive truffet i de områder, hvor de egnede teknologier og viden er godt fastlagt. I sådanne områder vil udflytning af afgrøder have uønskede socioøkonomiske konsekvenser og affolkning. For at karakterisere den nuværende situation brugte vi desuden rigtige timetemperaturer i stedet for estimerede, hvilket giver resultaterne mere nøjagtighed sammenlignet med andre undersøgelser, hvor timetemperaturer er interpoleret fra daglige. Den anvendte opløsning (~5 km) er finere end i andre lignende undersøgelser i Spanien (Rodríguez et al., 2019, 2021; Lorite et al., 2020) og hjælper med at træffe beslutninger selv på lokalt plan.
Materialer og Metoder
Klimadata og agroklimatiske variabler
Klimadata fra 340 vejrstationer placeret i de vigtigste stenfrugtproducerende områder i Spanien (se Figur 1) blev brugt til at vurdere de agroklimatiske målinger. Data omfattede de vigtigste klimatiske variabler, herunder middel-, maksimum- og minimumstemperatur (°C), relativ fugtighed (%), nedbør (mm), evapotranspiration (ETo, mm) og solstråling (W/m)2). Der blev fundet ufuldstændige registreringer og problemer på nogle af de betragtede stationer. Efter at have anvendt den spanske forordning (UNE 500540, 2004), blev et endeligt antal på 270 stationer valgt. Timetemperaturdata var fuldstændige bortset fra tomme timer svarende til vedligeholdelseshændelser, der ikke blev udfyldt, da de bestod af en ubetydelig procentdel af det samlede antal. Gennemsnitlige timetemperaturer i perioden 2000-2020 blev brugt til at beregne de vigtigste agroklimatiske variabler, herunder kulde- og varmeakkumuleringer samt sandsynligheder for potentielt skadelig frost og unormale varmebegivenheder om vinteren. Antallet af hele år pr. station varierer pr. station: fra 5 til 21 år (median = 20) afhængig af station.
Kuldeakkumulering for hver sæson blev beregnet fra den 1. november til den 28. februar det følgende år. Utah (Richardson et al., 1974) og dynamisk (Fishman et al., 1987) modeller blev brugt til at udføre denne beregning. Varmeakkumulering for hver sæson blev beregnet fra den 1. januar til den 8. april (omkring 14 uger) ved hjælp af Richardson (Richardson et al., 1974) og Anderson (Anderson et al., 1986) modeller, som giver resultaterne i voksende gradtimer (GDH'er). Sandsynligheder for frost og unormale varmebegivenheder blev beregnet pr. uge som følger: For hver uge opstår der en frostbegivenhed, hvis temperaturen falder til under -1°C i mindst tre på hinanden følgende timer. Derefter defineres sandsynligheden for forekomst af frosthændelser i en bestemt uge som antallet af gange, den uge havde mindst én frostbegivenhed i løbet af undersøgelsesperioden divideret med antallet af betragtede år. På samme måde opstår en unormal varmebegivenhed, hvis temperaturen stiger over 25°C i mindst tre på hinanden følgende timer. Derefter beregnes sandsynligheden for forekomst af unormale varmehændelser som forklaret for frosthændelser. Uge 1 startede den 1. januar. For frosthændelser blev uger fra 2 til 10 betragtet som repræsentative potentielle farlige uger. De første uger i området (dvs. uge 2 til uge 5-6) ville være de farligste i varme områder, mens resten (dvs. uge 5-6 til uge 10) ville være de kritiske i kolde områder. For unormale varmebegivenheder varierede den betragtede periode fra uge 49 i det foregående år (begyndelsen af december) til 8 (slutningen af februar), hvor disse hændelser kunne øge frigivelsen af tidlig dvale i forbindelse med senere produktionsproblemer.
Fremtidsscenarier
Med hensyn til fremtidige scenarier blev temperaturfremskrivninger beregnet af det spanske statslige meteorologiske agentur (AEMET). AEMET har i de seneste år produceret et sæt reference-nedskalerede klimaændringsfremskrivninger over Spanien, enten ved at anvende statistiske nedskaleringsteknikker til output fra de globale klimamodeller (GCM'er) eller ved at bruge informationen genereret af dynamiske nedskaleringsteknikker gennem europæiske projekter eller internationale initiativer såsom PRUDENCE, ENSEMBLES og EURO-CORDEX (Amblar-Francés et al., 2018). I denne undersøgelse brugte vi de forventede daglige temperaturer (dvs. maksimum og minimum) ved hjælp af statistisk nedskalering baseret på kunstige neurale netværk. Dette er blevet vurderet som en egnet metode til at producere klimafremskrivninger i de nuværende og fremtidige scenarier i Spanien og samtidig reducere GCMs modelforstyrrelser (Hernanz et al., 2022a,b) over et gitter på 5 km opløsning. To tidshorisonter er blevet overvejet, nemlig 2025-2045 (karakteriseret af 2035) og 2045-2065 (karakteriseret af 2055) for at give resultater på kort og mellemlang sigt. To repræsentative koncentrationsveje, dvs. RCP4.5 og RCP8.5, blev overvejet (van Vuuren et al., 2011). Bemærk, at elleve GCM'er blev brugt i denne undersøgelse (Tabel 1). Resultaterne blev præsenteret ved hjælp af en ensemble metode (Semenov og Stratonovitch, 2010; Wallach et al., 2018) hvor gennemsnitsværdierne af de projekterede metrikker (f.eks. kulde- og varmeakkumulering eller sandsynligheder) beregnet af alle modellerne blev brugt i efterfølgende trin. Timetemperaturer for at beregne de agroklimatiske indekser blev simuleret fra daglige ved hjælp af chillR-pakken (Luedeling, 2019).
Tabel 1
TABEL 1. Liste over globale klimamodeller brugt i denne undersøgelse.
For at sammenligne de agroklimatiske variabler i nuværende og fremtidige scenarier, blev vejrstationernes faktiske placeringer sammenlignet med deres nærmeste punkter fra nettet. Maksimal-, minimum- og middelafstande fra vejrstationerne til deres nærmeste punkter i gitteret var henholdsvis 3.87, 0.26 og 2.14 km. I alle tilfælde (nuværende og fremtidige scenarier) blev et interpoleret område omkring de betragtede vejrstationer (dvs. ikke længere end 50 km væk fra den nærmeste vejrstation) beregnet ved hjælp af den omvendte afstandsvægtningsmetode.
Resultater
Chill akkumulering
Som påpeget ovenfor, blev to modeller brugt til at beregne kuldeakkumuleringen, nemlig Utah (i kuldeenheder) og den dynamiske model (i portioner). Ved at bruge middelværdierne af den samlede akkumulerede kulde i hele perioden for alle stationer, blev der fundet en meget høj korrelation mellem begge indekser (R2 = 0.95, Supplerende figur 1). Derfor præsenteres resultaterne kun ved brug af én af dem (portioner). Figur 2 viser de rumlige mønstre af gennemsnitlige kølige portioner over de forskellige betragtede perioder. I den nuværende situation kan vi se, at der er flere geografiske områder med høj kuldeakkumulering (≥75 portioner), som Ebro-dalen, det nordlige Extremadura og nogle indre områder i Middelhavet. Kun i Middelhavet og Guadalquivir-dalen findes varme områder med kuldeakkumulering under 60 portioner (selv under 50 i nogle isolerede områder). De fremtidige scenarier viser et klart fald i akkumuleret kulde i varme områder, i det nordlige Extremadura og nogle indre områder af Middelhavet. Faldet i akkumuleret kulde i Ebro-dalen vil blive produceret i den østlige del af dette område, mens det indre vil akkumulere betydelig vinterkulde selv i det mest pessimistiske scenario (f.eks. 2055_RCP8.5). Effekterne af global opvarmning over vinterens kuldefald er mere intense i 2055_RCP8.5-scenariet som forventet. Supplerende tabeller 1-4 vis den gennemsnitlige kuldeakkumulering i den betragtede periode (1. november til slutningen af februar) i portioner for alle lokationer og modeller i alle overvejede fremtidige scenarier. Middelværdien af output fra de elleve modeller er vist, samt den registrerede akkumulerede kulde for perioden 2000-2020 til sammenligning.
Figur 2
FIGUR 2. Kuldeakkumulering i de vigtigste stenproduktionsområder i Spanien for den nuværende situation (ca. 2000-2020), to tidshorisonter (2025-2045 og 2045-2065) og to fremtidige scenarier (RCP4.5 og RCP8.5).
For at kontrollere, om det forventede fald i kuldeakkumulering vil have en lignende indflydelse på lokaliteterne afhængigt af deres aktuelle kuldeakkumulering, blev der udført en klassificering af de 270 vejrstationer, som dividerede dem i form af gennemsnitlige akkumulerede portioner i det aktuelle scenario: lav akkumulering (< 60 portioner, 34 stationer), medium akkumulering (mellem 60 og 80 portioner, 121 stationer) og høj akkumulering (over 80 portioner, 115 stationer). Figur 3 viser boxplottene af de akkumulerede portioner i hvert scenarie for de tre typer lokationer. Det observerede fald i kuldeakkumulering er som forventet i henhold til hvert scenarie. Med hensyn til forskelle i medianværdier mellem nuværende og fremtidige scenarier ser det ud til, at de tre typer lokaliteter har den samme adfærd (hvilket betyder, at de procentuelle tab er højere i områder med lav akkumulering). Spredningen af data er dog meget forskellig. Områder med lav og høj kuldeakkumulering viser lavere spredning (med nogle afvigere i den lave ende af fordelingen) end mellemstore områder, som giver en højere spredning, men ingen afvigende værdier. Analysen af disse outliers for områder med høj kuldeakkumulering afslører, at outlieren for alle de fire fremtidige scenarier svarer til en indre middelhavsplacering (Játiva). For områder med lav kuldeakkumulering svarer afvigelsen i alle tilfælde (inklusive det aktuelle scenarie) til en kystnær Middelhavets beliggenhed (Almería). Afvigelserne for den høje ende af fordelingen i områder med lav kuldeakkumulering svarer til indre placeringer i Middelhavet (dvs. Montesa, Callosa de Sarriá og Murcia), selvom de kan være artefakter, eftersom fremskrivninger forudsiger mere kuldeakkumulering i fremtiden end i den nuværende scenarie. De kan være forårsaget af de mulige klimatiske forskelle mellem vejrstationernes faktiske placering og deres nærmeste punkt i nettet til fremtidige fremskrivninger.
Figur 3
FIGUR 3. Boxplots af akkumuleret chill i alle scenarier for lav (<60 portioner), medium (mellem 60 og 80 portioner) og høj (>80 portioner) chill akkumuleringsstationer, refererede til det aktuelle scenario.
Varmeakkumulering
Varmeakkumulering blev beregnet ved hjælp af to modeller (dvs. Richardson og Anderson modeller) svarende til kuldeakkumulering. Der blev også fundet en høj sammenhæng mellem resultaterne af begge modeller (R2 = 0.998, Supplerende figur 2). Derfor præsenteres resultaterne kun ved brug af resultaterne af Anderson-modellen. Figur 4 viser de rumlige mønstre af middel GDH over de forskellige betragtede perioder. Alle scenarierne vedrørende GDH ser ud til at korrelere omvendt med deres tilsvarende kuldeakkumuleringsscenarier (Figur 2). Steder, hvor kuldeakkumuleringen er lav, har høj varmeakkumulering og omvendt. Efterhånden som kuldeakkumulering aftager i fremtidige scenarier, stiger varmeakkumulering proportionalt i hvert område. For eksempel er Pearson-korrelationskoefficienten mellem den tabte kuldeakkumulering og den opnåede varmeakkumulering for nuværende og 2055_RCP8.5 scenarier 0.68 (p-værdi < 1e-15).
Figur 4
FIGUR 4. Varmeakkumulering i de vigtigste stenproduktionsområder i Spanien for den nuværende situation (ca. 2000-2020), to tidshorisonter (2025-2045 og 2045-2065) og to fremtidige scenarier (RCP4.5 og RCP8.5)
Ligesom i tilfælde af kuldeakkumulering er virkningerne af GDH-stigning mere intense i 2055_RCP8.5-scenariet som forventet. Supplerende tabeller 5-8 vis middelvarmeakkumuleringen i den betragtede periode (1. januar-8. april) i GDH for alle lokationer og modeller i alle overvejede scenarier. Middelværdien af de elleve modellers output er vist samt den registrerede akkumulerede varme for perioden 2000-2020 til sammenligning.
Sandsynlighed for frost og unormale varmehændelser
Sandsynligheden for frosthændelser som defineret ovenfor er vist i Figur 5 sammenligne uge 2-10 for de nuværende scenarier og 2035_RCP4.5 og 2055_RCP8.5 scenarier (kun sandsynligheder ≥ 10%). I den nuværende situation blev der registreret betydelige sandsynligheder for frosthændelser, især i områder af Ebro-dalen, men også i det nordlige Extremadura og indre områder af Middelhavet. Frostsandsynlighederne falder som forventet fra uge 2 til 10, men nogle bestemte steder i Ebrodalen har stadig en betydelig sandsynlighed for frost i uge 10. De analyserede fremtidsscenarier i Figur 5 er henholdsvis de mest optimistiske (dvs. 2035_RCP4.5) og pessimistiske (dvs. 2055_RCP8.5) med hensyn til temperaturstigning. Sandsynligheden for frosthændelser forsvinder fra Extremadura og falder i alle områder, hvorimod blot reducerede områder af Ebro-dalen og nogle isolerede områder i det indre Middelhav viser sandsynlighed over 10 % selv i uge 10. Ligesom i den nuværende situation falder frostsandsynligheden fra fra kl. uge 2 til 10. Bemærkelsesværdigt viser 2035_RCP4.5 og 2055_RCP8.5 scenarier lignende billeder med hensyn til sandsynligheder for frostbegivenheder, hvilket afslører, at Ebro-dalen og nogle indre Middelhavslokaliteter vil gennemgå frostbegivenheder i alle de overvejede scenarier.
Figur 5
FIGUR 5. Sandsynlighed for frosthændelser i de vigtigste stenproduktionsområder i Spanien i uge 2 til 10 for de nuværende scenarier 2035_RCP4.5 og 2055_RCP8.5.
Diskussion og konklusion
Denne undersøgelse forsøgte at karakterisere de vigtigste stenfrugtproducerende områder i Spanien ved hjælp af historiske agroklimatiske data (især temperaturer) fra 270 vejrstationer spredt ud over sådanne områder og sammenligne resultaterne med fremtidige fremskrivninger i to tidshorisonter og RCP-scenarier. Undersøgelsesområderne er udvalgt på baggrund af, at nuværende og fremtidige beslutninger, der skal træffes vedrørende dyrkning af stenfrugter (dvs. fersken, abrikos, blomme og søde kirsebær) primært vil blive taget inden for de nuværende produktionsområder, hvor viden og teknologi til dyrkning af disse afgrøder er stærkt installeret. Denne undersøgelse fokuserer således ikke på andre fremtidige potentielle lokaliteter for stenfrugtdyrkning.
De vigtigste beregnede variabler, dvs. kulde- og varmeakkumulering, afslører, at de betragtede områder er ret forskellige fra et agroklimatisk synspunkt, og at klimaændringer vil have en vigtig indvirkning, især i de varmeste områder selv på mellemlang sigt. De modeller, der blev brugt til at beregne en af dem (dvs. Utah og Dynamic for chill og Richardson og Anderson for varmeakkumulering) viser meget høje korrelationer som tidligere fundet af Ruiz et al. (2007, 2018).
Der forventes vigtige reduktioner af kuldeakkumulering i alle områder, hvilket stemmer overens med tidligere undersøgelser i middelhavsområder (Benmoussa et al., 2018, 2020; Rodríguez et al., 2019; Delgado et al., 2021; Fraga og Santos, 2021). Faldet i kuldeakkumulering vil være ens i absolutte værdier i alle de undersøgte regioner, men de varmeste (dvs. Middelhavsområdet og Guadalquivir-dalen) kan være meget mere påvirket med hensyn til stenfrugtdyrkningsegnethed, da deres nuværende situation allerede er en begrænsning for mange kultivarer. I kolde områder som Ebro-dalen og Extremadura vil nedgangen i kuldeakkumuleringen i princippet ikke være en hindring for at fortsætte dyrkningen, selvom på nogle særlige kolde steder i Extremadura og Middelhavet vil nedgangen i kuldeakkumuleringen være mere intens end på andre kolde steder. Det er at bemærke, at iflg Figur 3, observeres et pludseligt fald i kuldeakkumulering mellem den nuværende situation og den nærmeste fremtid. Opløsningen af det brugte gitter, selvom det er fint (~5 km), kan være en årsag til denne effekt. Andre mulige kilder til uoverensstemmelser, der fører til overdrevne forskelle mellem de projekterede og de reelle værdier, kunne være de resterende GCM-modelforstyrrelser, der ikke minimeres fuldstændigt under nedskaleringsprocessen, eller det faktum, at vi sammenligner beregninger udført med reelle timetemperaturer (dvs. scenarie) og beregninger udført med idealiserede temperaturkurver afledt af forventede daglige maksimum- og minimumstemperaturer (Linvill, 1990) for de fremtidige scenarier. Lignende pludselige fald i den nærmeste fremtid blev også observeret af Rodríguez et al., som forudsagde et fald på op til 30 køleportioner for perioden 2021-2050 nogle steder i Spanien (Rodríguez et al., 2019), hvilket stemmer overens med vores resultater. Benmoussa et al. (2020), Delgado et al. (2021)og Fraga og Santos (2021) rapporterede også pludselige fald mellem de historiske og fremtidige scenarier i henholdsvis Tunesien, Portugal og Asturien (Nordspanien). Ligesom i vores tilfælde viste disse undersøgelser også, at ingen vigtige forskelle for akkumuleret kulde forekommer i den nærmeste fremtid uanset den overvejede RCP. I modsætning til kuldeakkumulering vil varmeakkumulering stige i alle scenarierne (især i 2055_RCP8.5 som forventet), og dens udvikling er omvendt til denne af kuldeakkumulering. Dette blev også observeret af Fraga og Santos (2021) for Portugal.
Sandsynligheder for frost og unormale varmebegivenheder i de uger, hvor de i væsentlig grad kan påvirke udbytte og produktion (f.eks. sen frost eller unormale varmebegivenheder før frigivelse af endodormans) blev også beregnet. For det aktuelle scenarie er frosthændelser hyppigere i kolde områder som forventet. Unormale varmebegivenheder i nøgleuger har været koncentreret i Middelhavsområdet i de seneste år, men med meget lave sandsynligheder. Fremtidige estimater for disse variabler viser, at frosthændelser i uger, hvor stenfrugtproduktionen kan blive påvirket (Miranda et al., 2005; Julian et al., 2007) vil falde, efterhånden som århundredet skrider frem og vil være mindre hyppigt for RCP8.5, hvilket stemmer overens med tidligere undersøgelser (Leolini et al., 2018). Nogle områder af Ebro-dalen og særlige indre placeringer i Middelhavsområderne vil dog stadig gennemgå et betydeligt antal frostbegivenheder inden for de gældende uger, selv i det varmeste scenarie (dvs. 2055_RCP8.5, Figur 5). Definitionen af en frosthændelse med hensyn til temperatur og eksponeringstid er tæt forbundet med det fænologiske stadie af den etablerede kultivar (Miranda et al., 2005). I betragtning af det store udvalg af mulige stenfrugtsorter, fra meget lav til meget høj CR, og antallet af analyserede lokaliteter, fra kolde til varme, er det ikke muligt i denne undersøgelse at etablere særlige kultivar/lokalitetsfrosthændelsesdefinitioner på grund af den enorme mængde af involverede oplysninger. Disse typer undersøgelser udføres normalt ved hjælp af nogle få lokaliteter og/eller kultivarer, som den, der udføres af Lorite et al. (2020) for mandler i Spanien, Fernandez et al. (2020) i Chile, som beregnede minimumstemperaturer under 0°C i blomstringsperioden for de mest repræsentative løvfældende frugttræarter, der dyrkes på hver af de ni betragtede lokaliteter, eller Parker et al. (2021) som overvejede forskellige temperaturer og fænologiske stadier for tre arter (dvs. mandler, avocadoer og appelsiner), men også udførte en generel karakterisering af området ved at overveje tre temperaturer (0, -2 og +2°C) og eksponeringstid. Vores valg af -1°C og mindst tre på hinanden følgende timer sigter mod at karakterisere udviklingen af frostbegivenhederne i stedet for at relatere den specifikke skade på bestemte kultivarer, hvilket ville antage en anden undersøgelse. Denne definition blev vedtaget efter at have indhentet ekspertudtalelser. På grund af det store antal kultivarer med hensyn til CR og HR og mangfoldigheden af temperaturregimer i de overvejede områder i denne undersøgelse, valgte vi de uger (fra 2 til 10), hvor alle (eller de fleste) kombinationer af kultivar/placering kunne være modtagelige for at gennemgå frostskader i henhold til deres fænologiske stadie. Til beslutningsformål bør producenterne vælge det kort, der passer bedst til deres særlige situation (dvs. kultivar/placering) for at træffe den optimale beslutning. Generelt vil varme områder og/eller tidligt blomstrende kultivarer være relateret til tidligere uger i det betragtede område, hvorimod kolde områder og/eller sent blomstrende sorter vil være relateret til senere uger i det betragtede område. Unormale varmebegivenheder om vinteren, der kan øge en tidlig frigivelse af endodormans, hvilket påvirker produktionen negativt (Viti og Monteleone, 1995; Rodrigo og Herrero, 2002; Ladwig et al., 2019), vil blive øget hovedsageligt i Guadalquivir-dalen, kystnære middelhavsområder og også i Extremadura og nogle områder af Ebro-dalen i midten af eller slutningen af februar (Figur 6). Kvantificering af denne metrik er normalt ikke behandlet i litteraturen, men kan fremprovokere vigtige produktionsproblemer i varme områder, som det er blevet observeret i de senere år. Igen var indstilling af 25°C eller derover i mindst tre på hinanden følgende timer for at definere en sådan begivenhed motiveret af eksperters udtalelser. På samme måde som med sandsynligheder for frosthændelser valgte vi de uger (fra 49 til 8), hvor alle (eller de fleste) kombinationer af kultivar/placering kunne være modtagelige for at blive påvirket af disse hændelser i henhold til deres fænologiske stadie. Generelt vil varme områder og/eller tidligt blomstrende kultivarer være relateret til tidligere uger i det betragtede område, hvorimod kolde områder og/eller sent blomstrende sorter vil være relateret til senere uger i det betragtede område.
De agroklimatiske målinger, der er beregnet i denne undersøgelse, giver værdifuld information til producenterne, så de kan vælge de bedst egnede sorter i hvert produktionsområde ud fra et adaptivt synspunkt. Hver kultivar har sine CR'er for at bryde endodormans (Campoy et al., 2011b; Fadón et al., 2020b). Et fald i kuldeakkumulering som forventet i fremtidige scenarier kan forårsage, at aktuelt dyrkede kultivarer ikke opfylder deres CR i visse områder, især områderne i Middelhavet og Guadalquivir-dalen, som allerede er varme. Dette ville involvere en ufuldstændig endodormansfrigivelse, der påvirker frugttræerne i tre hovedaspekter, nemlig blomsterknoppfald (og dermed dårlig blomstring), forsinkelse i blomstring og spiring og mangel på ensartethed i begge processer, hvilket fører til alvorlige produktive problemer (Legave et al., 1983; Erez, 2000; Atkinson et al., 2013). Alle disse kan forårsage betydelige økonomiske tab for producenterne. I denne sammenhæng er viden om CR for forskellige kultivarer afgørende, selvom den nuværende tilgængelige information er relativt sparsom i stenfrugttræer (Fadón et al., 2020b), herunder fersken (Maulión et al., 2014), abrikos (Ruiz et al., 2007), blomme (Ruiz et al., 2018), og søde kirsebær (Alburquerque et al., 2008).
I varme områder som Middelhavet og Guadalquivir-dalen, hvor den akkumulerede kulde er under 60 portioner i den nuværende situation, dyrkes der tidligt modne kultivarer med CR mellem 30 og 60 portioner. CR-opfyldelse for disse kultivarer kan være i fare i alle de analyserede fremtidige scenarier (Figur 2). For at sikre de forskellige arters/kultivarers adaptive egnethed til disse områder, kan det være nødvendigt med en flytning, og nogle af sorterne bør flyttes til tætte områder (indre zoner i Middelhavsområdet eller mod Extremadura i Guadalquivir-dalens tilfælde) hvor CR vil blive opfyldt selv i de fremtidige scenarier, og frostrisikoen forventes at falde. I denne sammenhæng bliver introduktion eller udvikling af kultivarer med meget lav CR et afgørende mål, der skal overvejes i avlsprogrammer af de etablerede arter/kultivarer, især for at være egnet til de varme områder, hvor nuværende sorters tilpasning vil være i fare i fremtiden. scenarier. Ellers vil disse områder ikke være i stand til at bevare deres produktive og økonomiske aktiviteter relateret til stenfrugtproduktion. Bortset fra dette kunne forskellige agronomiske praksisser og strategier også anvendes for at minimere faldet i kuldeakkumuleringen i disse områder i det mindste lokalt. Anvendelsen af biostimulerende midler til at bryde endodormans før opfyldelse af CR eller brugen af skyggenet under forskellige dvalestadier er allerede blevet beskrevet i varme områder til stenfrugtproduktion (Gilreath og Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa et al., 2004; Campoy et al., 2010; Petri et al., 2014), selvom der skal udføres yderligere forskning og optimering for at gøre disse teknikker mere effektive og fremme deres systematiske brug. I modsætning hertil forventes der i de koldeste producerende områder som Ebro-dalen, det nordlige Extremadura og nogle indre steder i Middelhavsområdet færre frosthændelser, hvilket kan tillade tidligere sorter end nuværende, hvilket ville udvide antallet af levedygtige sorter og, derfor tilbuddet til markedet med positive økonomiske konsekvenser for området. Overordnet set er det i alle produktionsområderne afgørende at overveje de aktuelt dyrkede kultivarer og analysere, som er på kanten af deres CR-opfyldelse, for at erstatte eller flytte dem eller at indføre forvaltningspraksis beskrevet ovenfor for at sikre tilpasningen til de nye klimaændringer scenarier.
Med hensyn til varmeakkumulering forudsiger de fremtidige scenarier en stigning i denne variabel i alle de overvejede områder (Figur 4). I varme og mellemliggende områder er denne variabel ikke så afgørende som kuldeophobningen, men kan have en relevant indvirkning på fænologien, hvilket giver en fremgang i blomstringsdatoer og dermed øger den potentielle risiko for frostskader (Mosedale et al., 2015; Unterberger et al., 2018; Ma et al., 2019). Som et ekstra punkt vil denne blomstringsfremgang også involvere et modningsfremskridt (Peñuelas og Filella, 2001; Campoy et al., 2011b), som skal tages i betragtning af producenterne for strategisk at markedsføre deres produkter. I modsætning hertil kan manglen på varmeakkumulering i den nuværende situation i kolde områder skade den fænologiske udvikling og frugtvækst (Fadón et al., 2020a). Disse aktuelt kolde områder vil blive begunstiget af den forventede varmeakkumulering til fremtidige scenarier. Som vist i Figur 6, vil unormale varmehændelser være hyppigere i fremtidige scenarier på datoer, hvor frugttræerne endnu ikke har frigivet endodormans, især i varme områder som Guadalquivir-dalen og steder i Middelhavet. Disse hændelser kan have en meget negativ effekt, når CR er delvist dækket (omkring 60-70%), hvilket inducerer en ufuldstændig dvalefrigivelse, der kan involvere vegetative og blomstrende problemer, med en negativ indvirkning på frugtsætning og udbytte (Rodrigo og Herrero, 2002; Campoy et al., 2011a).
Under alle omstændigheder har ændringer i kulde- og varmeakkumuleringsregimerne ikke en fælles effekt på alle kultivarer og deres placeringer, da nogle kompensationseffekter kan finde sted med hensyn til balancen kulde/varmeakkumulering i form af endodormanitetsfrigivelse eller forudsigelse af blomstringsdatoer (Pope et al., 2014). Desuden kan agroklimatisk karakterisering af lokaliteter i meget lokal skala kræve en særlig kalibrering af data på grund af den rumlige heterogenitet (Lorite et al., 2020) for at træffe de bedste beslutninger vedrørende de optimale kultivarudvalg. Resultaterne præsenteret i denne undersøgelse kan være nyttige ikke kun til stenfrugtproduktion, men også for andre tempererede frugter med enorm betydning i de etablerede områder, f.eks. vinstokke i La Rioja (Ebro-dalen) eller andre. Disse resultater kan være grundlaget for beslutningsstøttesystemer til at hjælpe producenterne med at træffe optimale strategiske beslutninger (f.eks. udvælgelse af kultivarer, flytning og implementering af afbødningsforvaltningspraksis) på mellemlang og lang sigt.
Erklæring om datatilgængelighed
De originale bidrag præsenteret i undersøgelsen er inkluderet i artiklen/Supplerende materiale, kan yderligere henvendelser rettes til de tilsvarende forfattere.
Forfatterbidrag
MC, JG-B, JG og DR udtænkte og designede undersøgelsen. MC leverede de agroklimatiske data for det aktuelle scenario. JAE udførte beregningerne for fremtidige scenarier. JAE og DR skrev hovedparten af manuskriptet. JE gav information om tekniske agronomiske aspekter. JG ledede innovationsprojektet, der finansierede denne forskning. Alle forfattere reviderede dokumentet og godkendte den indsendte version.
Finansiering
Finansiel støtte blev ydet af det spanske ministerium for landbrug, fiskeri og fødevarer gennem innovationsprojektet "Tilpasning af stenfrugtsektoren til klimaændringer" (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) og af PRIMA, et program støttet under H2020, EU's rammeværk program for forskning og innovation ("AdaMedOr"-projekt; bevillingsnummer PCI2020-112113 fra det spanske ministerium for videnskab og innovation).
Interessekonflikt
Forfatterne erklærer, at forskningen blev gennemført i mangel af kommercielle eller økonomiske forhold, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
Forlagets note
Alle påstande udtrykt i denne artikel er udelukkende forfatternes og repræsenterer ikke nødvendigvis påstandene fra deres tilknyttede organisationer eller udgiverens, redaktørerne og anmelderne. Ethvert produkt, der kan evalueres i denne artikel, eller krav, der kan fremsættes af dets producent, er ikke garanteret eller godkendt af udgiveren.
Tak
Vi takker alle medlemmer af den spanske operative gruppe "Tilpasning af stenfrugtsektoren til klimaændringer" (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) for deres værdifulde bidrag til projektets udvikling. Vi takker AEMET for de tilgængelige data på deres webside (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Supplerende materiale
Supplerende materiale til denne artikel kan findes online på: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Supplerende figur 1 | Korrelation mellem gennemsnitlige akkumulerede portioner og chill-enheder for det aktuelle scenario i alle vejrstationerne.
Supplerende figur 2 | Korrelation mellem gennemsnitlig akkumuleret GDH for Anderson- og Richardson-modeller for det aktuelle scenario i alle vejrstationerne.
Referencer
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A. og Burgos, L. (2008). Køle- og varmebehov for søde kirsebærsorter og forholdet mellem højde og sandsynligheden for at opfylde kølekravene. 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 af klimaforandringer, der nærer det spanske samfund. Adv. Sci. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA og Kesner, CD (1986). Validering af chill unit og blomsterknop fænologi modeller for "Montmorency" surkirsebær. Acta Hortic. 1986, 71-78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM og Jones, HG (2013). Faldende nedkøling og dens indvirkning på tempererede flerårige afgrøder. 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). Klimaændringer truer centrale tunesiske nøddeplantager. 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 vinterkuldefald påvirker tunesiske frugt- og nøddeplantager. Clim. Chan. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L. og Egea, J. (2011a). Høje temperaturer og tid til knopbrud i lavt kølig abrikos 'Palsteyn'. Mod en bedre forståelse af opfyldelse af kulde- 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 tempererede frugttræer i en global opvarmningssammenhæng: en gennemgang. Sci. Hortic. 130, 357-372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D. og Egea, J. (2010). Effekter af skygge og thidiazuron+oliebehandling på dvalebrud, blomstring og frugtsætning i abrikos 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). Klimaændringer og forårsfrostskader for søde kirsebær 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). Observeret og modelleret simuleret arktisk temperaturvariabilitet fra det 20. århundrede: canadisk jordsystemmodel CanESM2. Atmos. Chem. Phys. Drøfte. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC, og Mudzunga, J. (2004). Kemiske hvilemidler til den sydafrikanske kerne- og stenfrugtindustri. 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 æbletræer fra det nordvestlige Spanien – Global opvarmning kan true dyrkningen af kultivarer med høj køling. 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 simuleringskarakteristika. 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). Klimaændringsprojektioner ved hjælp af IPSL-CM5 Earth System Model: fra CMIP3 til CMIP5. Clim. Dyn. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Kemisk bekæmpelse af knopper. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). “Buddvale; Fænomen, problemer og løsninger i troperne og subtroperne," i Tempererede frugtafgrøder 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). En konceptuel ramme for vinterdvale i løvtræer. Agronomi 10:241. doi: 10.3390/agronomi10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME og Rodrigo, J. (2020b). Nedkøling og varmebehov for tempererede stenfrugttræer (Prunus sp.). Agronomi 10:409. doi: 10.3390/agronomi10030409
FAOSTAT (2019). Fødevare- og landbrugsdata. Rom: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF, og Luedeling, E. (2020). Udsigter til aftagende vinterkulde for løvfældende frugtproduktion i Chile gennem det 21. århundrede. Clim. Chan. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A. og Couvillon, GA (1987). Temperaturafhængigheden af dvalebrud i planter: matematisk analyse af en to-trins model, der 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 af klimaændringernes indvirkning på nedkøling og forcering for de vigtigste friskfrugtregioner i portugal. Foran. Plant Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR og Buchanan, DW (1981). Blomster- og vegetativ knopudvikling af "Sungold" og "Sunlite" nektarin som påvirket af fordampningsafkøling ved overdrysning 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 kulstofkredsløbsændringer fra 1850 til 2100 i MPI-ESM-simuleringer for fase 5 af Coupled Model Intercomparison Project. J. Adv. Model. Jordsystem. 5, 572-597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F. og Lionello, P. (2008). Fremskrivninger af klimaændringer for Middelhavsområdet. 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 forårsfænologi i tempererede zonetræer på klimaopvarmning: et casestudie af abrikosblomstring 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). Fordelingsmargener som naturlige laboratorier til at udlede arters blomstringsrespons på klimaopvarmning og implikationer 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: Forbindelse mellem landbrug og klima. 1. udg. Madison: American Society of Agronomy.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA, og Rodríguez-Camino, E. (2022a). Evaluering af statistiske nedskaleringsmetoder for klimaændringsfremskrivninger over Spanien: nuværende forhold med perfekte forudsigere. Int. J. Climatol. 42, 762-776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M. og Rodríguez-Camino, E. (2022b). Evaluering af statistiske nedskaleringsmetoder for klimaændringsfremskrivninger over Spanien: Fremtidige forhold med pseudo-virkelighed (overførbarhedseksperiment). Int. J. Climatol. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Bidrag fra arbejdsgruppe I til den sjette vurderingsrapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., et al. (2014). Beskrivelse og grundlæggende evaluering af Beijing Normal University Earth System Model (BNU-ESM) version 1. Geosci. Model Dev. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M. og Rodrigo, J. (2007). Blomsterknopsfald og frostskader før blomstringen hos abrikos (Prunus armeniaca L.). J. Appl. Bot. Mad Kval. 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW og Henn, JJ (2019). Ekstrem vintervarme begivenhed forårsager usædvanligt tidlig knopbrud for mange træagtige arter. økosfæren 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G. og Marco, F. (1983). Nogle beskrivende aspekter af dråberprocessen af blomsterknopper eller unge blomster observeret på abrikostræ i det sydlige Frankrig. 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 forårsfrost påvirker den fremtidige udbredelse af vinstokke i Europa. Markafgrøder Res. 222, 197-208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Beregning af køletimer og køleenheder ud fra daglige maksimum- og minimumtemperaturobservationer. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et al. (2020). Fænologiens rolle i klimaændringernes påvirkninger og tilpasningsstrategier for træafgrøder: et casestudie om mandelplantager i Sydeuropa. Agric. Til. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Luedeling, E. (2012). Klimaændringer påvirker vinterafkøling for tempereret frugt- og nødproduktion: en gennemgang. Sci. Hortic. 144, 218-229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Luedeling, E. (2019). chillR: statistiske metoder til fænologisk analyse i tempererede frugttræer. R-pakkeversion 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA og Brown, PH (2011). Klimaændringer påvirker vinterkulde for tempererede frugt- og nøddetræer. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T. og Urbach, C. (2021). PhenoFlex – en integreret model til at forudsige forårsfænologi i tempererede frugttræer. Agric. Til. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H. og Berninger, F. (2019). Divergerende tendenser i risikoen for forårsfrostskader på træer i Europa med den seneste opvarmning. Glob. Chan. Biol. 25, 351-360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J. og Asante, EA (2018). Effekter af skygge og insektsikre skærme på afgrødens mikroklima og produktion: en gennemgang af de seneste fremskridt. 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 af metoder til estimering af køling og varmebehov af nektarin- og ferskengenotyper til blomstring. Sci. Hortic. 177, 112-117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Klima- og miljøændringer i Middelhavsområdet – Nuværende situation og risici for den fremtidige første middelhavsvurderingsrapport. Marseille: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG og Royo, JB (2005). Variation i forholdet mellem frosttemperatur og skadesniveau for nogle dyrkede prunusarter. HortScience 40, 357-361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J., og Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: En R-pakke til klimatilpasningsvurdering af tempererede frugtarter. Comput. Elektron. Agric. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ og Maclean, IMD (2015). Klimaændringer og afgrøders eksponering for ugunstigt vejr: ændringer i frostrisiko og vinstokkeblomstringsforhold. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE og Bindi, M. (2002). Konsekvenser af klimaændringer for europæisk landbrugsproduktivitet, arealanvendelse og politik. Eur. J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Parker, L., Pathak, T. og Ostoja, S. (2021). Klimaændringer reducerer frosteksponering for højværdi californiske frugtplantageafgrøder. Sci. Samlet miljø. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J. og Filella, I. (2001). Svar på en opvarmende verden. Videnskab 294, 793-795. doi: 10.1126 / science.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC og Haverroth, FJ (2014). Kemisk induktion af knopbrud: ny generation af produkter til at 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 baseret tilgang til modellering af forårsfænologi i tempererede løvtræer. Agric. Til. Meteorol. 198, 15-23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD og Walker, DR (1974). En model til at estimere færdiggørelsen af hvile for "Redhaven" og "Elberta" ferskentræer. HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J. og Herrero, M. (2002). Effekter af temperaturer før blomstringen på blomstens udvikling og frugtsætning i abrikos. 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). Levedygtighed af tempererede frugttræsorter i Spanien under klimaændringer i henhold til kuldeakkumulering. 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). Kuldeophobning i frugttræer i Spanien under klimaændringer. Nat. Farer Jordsystem. Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA, og Egea, J. (2007). Afkøling og varmebehov for abrikossorter til 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). Afkøling og varmebehov for japanske blommesorter til 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 af tropiske cykloner på havets varmetransport i en højopløsnings koblet generel cirkulationsmodel. J. Clim. 24, 4368-4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA og Stratonovitch, P. (2010). Brug af multi-model ensembler fra globale klimamodeller til vurdering af klimaændringspåvirkninger. Clim. Res. 41, 1-14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Automatiske vejrstationsnetværk: Vejledning til validering af vejrdata fra stationsnetværkene. Madrid: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., et al. (2018). Forårsfrostrisiko for regional æbleproduktion 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 repræsentative koncentrationsveje: et overblik. Clim. Chan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R. og Monteleone, P. (1995). Høj temperatur indflydelse på tilstedeværelsen af blomsterknopsanomalier i to abrikossorter karakteriseret ved forskellig produktivitet. Acta Hortic. 1995, 283-290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA og Gusev, AV (2010). Simulering af nutidens klima med den INMCM4.0-koblede model af de atmosfæriske og oceaniske generelle cirkulationer. Izv. Atmosp. Ocean. Phys. 46, 414–431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ, et al. (2018). Multimodel-ensembler forbedrer forudsigelser af interaktioner mellem afgrøde-miljø og forvaltning. 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: modelbeskrivelse og grundlæggende resultater af 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 oversigt over BCC-klimasystemmodeludvikling og anvendelse til klimaændringsstudier. 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 klimamodel fra det meteorologiske forskningsinstitut: MRI-CGCM3 — Model Description and Basic Performance. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23-64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
nøgleord: Prunus, stenfrugt, tilpasning, kuldeakkumulering, fænologi, frostrisiko, sortsvalg, agroklimatiske metrik
Citation: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J og Ruiz D (2022) Agroklimatiske metrikker for de vigtigste stenfrugtproducerende områder i Spanien i nuværende og fremtidige klimaændringsscenarier: Implikationer fra et adaptivt synspunkt. Foran. Plant Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
modtaget: 23 december 2021; Accepteret: 02 maj 2022;
Udgivet: 08 juni 2022.
Redigeret af:Hisayo Yamane, Kyoto Universitet, Japan
Anmeldt af:Liang Guo, Northwest A&F University, Kina
Kirti Rajagopalan, Washington State University, USA
Copyright © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea og Ruiz. Dette er en artikel med åben adgang distribueret under betingelserne i Creative Commons Navngivelseslicens (CC BY). Anvendelse, distribution eller reproduktion i andre fora er tilladt, forudsat at den oprindelige forfatter (e) og indehaveren af ophavsret (e) er krediteret, og at den oprindelige publikation i denne tidsskrift er citeret i overensstemmelse med anerkendt akademisk praksis. Ingen brug, distribution eller reproduktion er tilladt, som ikke overholder disse vilkår.
*Korrespondance: Jose A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
En kilde: https://www.frontiersin.org