José A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Ježiš Gambiín 3, José Egea 1 a David Ruiz 1*
- 1Fruit Breeding Group, Department of Plant Breeding, CEBAS-CSIC, Murcia, Spain
- 2Murcia Institute of Agro-Food Research and Development, Murcia, Španielsko
- 3ENAE Business School, University of Murcia, Murcia, Španielsko
Produkcia kôstkového ovocia má v Španielsku obrovský hospodársky význam. Miesta pestovania týchto ovocných druhov (tj broskyne, marhule, slivky a čerešne) pokrývajú široké a klimaticky rôznorodé geografické oblasti v rámci krajiny. Klimatické zmeny už spôsobujú zvýšenie priemerných teplôt s osobitnou intenzitou v určitých oblastiach, ako sú stredomorské oblasti. Tieto zmeny vedú k zníženiu nahromadeného chladu, čo môže mať hlboký vplyv na fenológiu Prunus druhy ako kôstkové ovocie, napríklad kvôli ťažkostiam pri pokrytí požiadaviek na chladenie na prerušenie endodormancie, výskytu neskorých mrazov alebo abnormálnych skorých vysokých teplôt. Všetky tieto faktory môžu vážne ovplyvniť produkciu a kvalitu ovocia, a preto môžu mať veľmi negatívne sociálno-ekonomické dôsledky v etablovaných regiónoch. V tejto práci sa teda vykonáva charakterizácia súčasných pestovateľských oblastí z hľadiska agroklimatických premenných (napr. akumulácia chladu a tepla a pravdepodobnosti mrazu a skorých abnormálnych tepelných udalostí), na základe údajov z 270 meteorologických staníc za posledných 20 rokov. vytvoriť informatívny obraz o súčasnej situácii. Okrem toho sa analyzujú aj budúce klimatické projekcie z rôznych globálnych klimatických modelov (údaje získané zo Štátnej meteorologickej agentúry Španielska – AEMET) až do roku 2065 pre dva scenáre reprezentatívnej koncentračnej dráhy (tj RCP4.5 a RCP8.5). Na základe súčasnej situácie ako východiska a pri zohľadnení budúcich scenárov možno odvodiť informácie o súčasnej a budúcej adaptačnej vhodnosti rôznych druhov/kultivarov pre rôzne pestovateľské oblasti. Tieto informácie by mohli byť základom nástroja na podporu rozhodovania, ktorý pomôže rôznym zainteresovaným stranám prijať optimálne rozhodnutia týkajúce sa súčasného a budúceho pestovania kôstkového ovocia alebo iných druhov mierneho pásma v Španielsku.
úvod
Španielsko je jedným z hlavných svetových producentov kôstkového ovocia (tj broskýň, marhúľ, sliviek a čerešní) s priemernou ročnou produkciou okolo 2 miliónov ton. Pestovanie týchto plodov má v krajine veľmi dôležitú ekonomickú úlohu a pokrýva približne 140,260 XNUMX ha (FAOSTAT, 2019). Hlavné oblasti pestovania týchto kultivarov v Španielsku sa nachádzajú v oblastiach s rôznymi agroklimatickými charakteristikami: od teplých oblastí, ako je údolie Guadalquivir a veľká časť stredomorskej oblasti, po chladné oblasti, ako je severná Extremadura, údolie rieky Ebro a niektoré vnútorné polohy stredomorskej oblasti. (pozri Obrázok 1). Keďže tieto plodiny vyžadujú dostatočné zimné chladenie na prerušenie endodormácie, aby sa predišlo problémom s produkciou (Atkinson a kol., 2013)Campoy a kol., 2011b; Luedeling a kol., 2011; Luedeling, 2012; Julian a kol., 2007; Guo a spol., 2015; 2019; Chmielewski a kol., 2018a (iv) vybrať najlepšie poľnohospodárske postupy a technológie na zmiernenie vplyvu zmeny klímy (Campoy a kol., 2010; Mahmood a kol., 2018).
Požiadavky na chlad a teplo (Fadón a kol., 2020b) alebo úroveň poškodenia mrazom (Miranda a kol., 2005) súčasných pestovaných druhov/kultivarov možno spojiť s agroklimatickými metrikami v rôznych oblastiach, aby sa vytvorili rozhodovacie nástroje, ktoré pomôžu výrobcom a iným zainteresovaným stranám navrhnúť optimálne výrobné a hospodárske politiky v strednodobom a dlhodobom horizonte. Dostupné modelovacie nástroje na spracovanie veľkých sérií klimatických a fenologických už slúžia ako základ pre zostavenie vyššie uvedených rozhodovacích nástrojov (Luedeling, 2019; Luedeling a kol., 2021; Miranda a kol., 2021). Klimatické prognózy v oblasti Stredozemného mora ukazujú, že účinky globálneho otepľovania môžu byť v tejto oblasti obzvlášť závažné (Giorgi a Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), preto sú predvídavé opatrenia rozhodujúce, aby sa predišlo budúcim problémom s výrobou, ktoré by mohli vážne ovplyvniť hospodárstvo určitých regiónov, ako sú regióny uvedené v tejto štúdii (Olesen a Bindi, 2002; Benmoussa a kol., 2018).
Rôzne výskumné štúdie určili negatívny vplyv globálneho otepľovania na produkciu ovocia a orechov mierneho pásma v rôznych regiónoch planéty. Hlavné príčiny súvisia s poklesom zimného chladu, hoci v niektorých štúdiách sa zohľadňuje aj zvýšenie rizika mrazu v dôsledku očakávaného predstihu kvitnutia a kvitnutia. Napríklad Fernandez a kol. predpovedalo zníženie zimného chladu potrebného na produkciu listnatého ovocia v Čile s očakávanými negatívnymi vplyvmi v severných oblastiach krajiny. Zároveň predpokladali výrazné zníženie pravdepodobnosti mrazov počas najpravdepodobnejšieho obdobia pučania pre listnaté ovocné stromy pre všetky uvažované lokality (Fernandez a kol., 2020); Lorite a kol. analyzovali javy, ako je nedostatok zimného chladu, riziko mrazu a teplé podmienky počas kvitnutia na Pyrenejskom polostrove pre niektoré kultivary mandlí, ktoré spájajú klimatické projekcie a fenologické informácie. Zistili, že vo všeobecnosti (a v závislosti od uvažovaného kultivaru) (i) nedostatok zimného chladu bude výraznejší na pobreží Stredozemného mora a v údolí Guadalquivir, (ii) teplé podmienky počas kvitnutia budú intenzívnejšie v strednej časti regiónu. plošina a údolie rieky Ebro a (iii) riziko mrazov sa zníži na konkrétne oblasti severnej plošiny a severné kopcovité oblasti (Lorite a kol., 2020). Benmoussa a kol. predpokladané významné budúce zníženie zimného ochladenia v Tunisku, ktoré môže výrazne ovplyvniť produkciu niektorých druhov ovocia a orechov. Napríklad pre najpesimistickejší scenár by mohli byť životaschopné iba kultivary mandlí s nízkym chladením. V iných scenároch by niektoré kultivary pistácií a broskýň mohli byť životaschopné aj z dlhodobého hľadiska pre severozápadnú časť krajiny (Benmoussa a kol., 2020); Fraga a Santos zvažovali budúce chladenie a akumuláciu tepla a ich vplyv na produkciu rôznych druhov ovocia v Portugalsku. Predpokladali silný pokles zimného ochladzovania, ktorý závažnejšie ovplyvní najvnútornejšie regióny krajiny. Severné oblasti pestovania jabĺk budú obzvlášť vystavené zníženiu chladu. Autori tiež predpokladali zvýšenie akumulácie tepla s vyšším vplyvom v južných a pobrežných oblastiach krajiny. Zdôraznili, že táto skutočnosť môže zvýšiť riziko poškodenia mrazom v dôsledku pokročilosti fenologických štádií (Rodríguez a kol., 2019, 2021; Fraga a Santos, 2021) porovnal súčasnú situáciu v oblastiach produkcie niektorých druhov ovocia mierneho pásma v Španielsku s budúcimi scenármi zmeny klímy, pokiaľ ide o akumuláciu chladu. V niektorých oblastiach (napr. juhovýchod alebo oblasť Gualdalquiviru) predpovedali významné straty chladom aj v blízkej budúcnosti. Pre ďalekú budúcnosť (> 2070) títo autori uviedli, že vzhľadom na súčasné pestovateľské oblasti môžu byť kultivary sliviek, mandlí a jabloní vážne ovplyvnené nedostatkom chladu (Rodríguez a kol., 2019, 2021).
V tejto štúdii sme hodnotili hlavné agroklimatické premenné súvisiace s adaptáciou kôstkového ovocia v rôznych regiónoch Španielska, vrátane tých, kde prebieha najdôležitejšia produkcia kôstkového ovocia pomocou údajov z 270 meteorologických staníc v období rokov 2000–2020. Toto je sprevádzané budúcimi teplotnými projekciami na odhad vývoja chladu a akumulácie tepla a budúcej pravdepodobnosti mrazu a skorých abnormálnych tepelných udalostí v porovnaní so súčasnou situáciou. Tieto informácie môžu byť veľmi užitočné pri prijímaní optimálnych rozhodnutí týkajúcich sa zakladania nových sadov, premiestňovania súčasných sadov alebo výberu optimálnych kultivarov na dosiahnutie zisku v dlhodobom horizonte.
Hlavným prínosom tejto štúdie je, že sme súčasne analyzovali rôzne agroklimatické premenné súvisiace s adaptáciou kôstkového ovocia. Nielen akumulácia chladu na splnenie CR, ako sa v štúdii vykonalo Rodríguez a kol. (2019, 2021) ale aj akumulácia tepla pre správne kvitnutie, riziká mrazu a premenná zriedkavo kvantifikovaná v literatúre: pravdepodobnosť abnormálnych tepelných udalostí v zime, ktoré môžu zvýšiť uvoľňovanie endodormancie s negatívnym dopadom na produkciu, kvalitu a výnos ovocia, ako tomu bolo doteraz. pozorované v teplých oblastiach v posledných rokoch. Použili sme údaje z veľmi hustej siete meteostaníc, ktoré poskytujú presné metriky pre aktuálnu situáciu. Zamerali sme sa na súčasné výrobné oblasti, keďže rozhodnutia o adaptácii na otepľovanie sa budú pravdepodobne prijímať v tých oblastiach, kde sú vhodné technológie a znalosti dobre zavedené. V takýchto oblastiach by premiestňovanie plodín malo nežiaduce sociálno-ekonomické dôsledky a vyľudňovanie. Ďalej sme na charakterizáciu súčasnej situácie použili skutočné hodinové teploty namiesto odhadovaných, čo dáva výsledkom väčšiu presnosť v porovnaní s inými štúdiami, kde sú hodinové teploty interpolované z denných. Použité rozlíšenie (~5 km) je jemnejšie ako v iných podobných štúdiách v Španielsku (Rodríguez a kol., 2019, 2021; Lorite a kol., 2020) a pomáha pri rozhodovaní aj na miestnej úrovni.
Materiály a metódy
Klimatické údaje a agroklimatické premenné
Klimatické údaje z 340 meteorologických staníc umiestnených v hlavných oblastiach pestovania kôstkového ovocia v Španielsku (pozri Obrázok 1) sa použili na hodnotenie agroklimatických metrík. Údaje zahŕňali hlavné klimatické premenné vrátane strednej, maximálnej a minimálnej teploty (°C), relatívnej vlhkosti (%), zrážok (mm), evapotranspirácie (ETo, mm) a slnečného žiarenia (W/m2). V niektorých uvažovaných staniciach boli zistené neúplné záznamy a problémy. Po uplatnení španielskeho nariadenia (UNE 500540, 2004), bol vybraný konečný počet 270 staníc. Hodinové údaje o teplote boli úplné, s výnimkou prázdnych hodín zodpovedajúcich udalostiam údržby, ktoré neboli vyplnené, pretože tvorili zanedbateľné percento z celkového počtu. Stredné hodinové teploty v období 2000–2020 sa použili na výpočet hlavných agroklimatických premenných vrátane akumulácie chladu a tepla, ako aj pravdepodobnosti potenciálne škodlivého mrazu a abnormálnych tepelných udalostí v zime. Počet úplných rokov na stanicu sa líši podľa stanice: od 5 do 21 rokov (medián = 20) v závislosti od stanice.
Akumulácia chladu pre každú sezónu bola vypočítaná od 1. novembra do 28. februára nasledujúceho roka. Utah (Richardson a kol., 1974) a dynamické (Fishman a kol., 1987Na vykonanie tohto výpočtu boli použité modely. Akumulácia tepla pre každú sezónu bola vypočítaná od 1. januára do 8. apríla (približne 14 týždňov) pomocou Richardsonovej (Richardson a kol., 1974) a Anderson (Anderson a kol., 1986) modely, ktoré poskytujú výsledky v rastúcich stupňovo hodinách (GDHs). Pravdepodobnosť výskytu mrazu a abnormálneho tepla bola vypočítaná na týždeň nasledovne: pre každý týždeň nastane udalosť mrazu, ak teplota klesne pod -1 °C počas najmenej troch po sebe nasledujúcich hodín. Potom je pravdepodobnosť výskytu mrazov v konkrétnom týždni definovaná ako počet, koľkokrát v danom týždni došlo k aspoň jednému mrazu počas sledovaného obdobia, vydelený počtom uvažovaných rokov. Podobne k abnormálnemu teplu dochádza, ak teplota stúpne nad 25 °C aspoň na tri po sebe nasledujúce hodiny. Potom sa vypočíta pravdepodobnosť výskytu abnormálnych tepelných udalostí, ako je vysvetlené pre mrazy. Prvý týždeň začal 1. januára. Pre mrazové udalosti boli týždne od 1 do 2 považované za reprezentatívne potenciálne nebezpečné týždne. Prvé týždne v rozmedzí (tj týždeň 10 až týždeň 2-5) by boli najnebezpečnejšie v teplých oblastiach, zatiaľ čo zvyšok (tj týždne 6-5 až týždeň 6) by boli kritické v chladných oblastiach. Pre abnormálne horúčavy sa uvažované obdobie pohybovalo od 10. týždňa predchádzajúceho roka (začiatok decembra) do 49. týždňa (koniec februára), kedy tieto udalosti mohli podporiť skoré uvoľnenie pokoja spojené s neskoršími výrobnými problémami.
Budúce scenáre
Čo sa týka budúcich scenárov, použili sa teplotné projekcie vypočítané Španielskou štátnou meteorologickou agentúrou (AEMET). AEMET vytvoril v posledných rokoch súbor referenčných zmenšených projekcií klimatických zmien v Španielsku, a to buď použitím štatistických techník downscalingu na výstupy globálnych klimatických modelov (GCM), alebo využitím informácií generovaných technikami dynamického downscalingu prostredníctvom európskych projektov alebo medzinárodných iniciatív. ako je PRUDENCE, ENSEMBLES a EURO-CORDEX (Amblar-Francés a kol., 2018). V tejto štúdii sme použili projektované denné teploty (tj maximálne a minimálne) pomocou štatistického downscalingu založeného na umelých neurónových sieťach. Toto bolo vyhodnotené ako vhodná metóda na vytváranie klimatických projekcií v súčasných a budúcich scenároch v Španielsku pri súčasnom znížení skreslenia modelu GCM (Hernanz a kol., 2022a,b) cez mriežku s rozlíšením 5 km. Zohľadnili sa dva časové horizonty, a to 2025 – 2045 (charakterizované rokom 2035) a 2045 – 2065 (charakterizované rokom 2055), aby sa dosiahli krátkodobé a strednodobé výsledky. Zvažovali sa dve reprezentatívne dráhy koncentrácie, tj RCP4.5 a RCP8.5 (van Vuuren a kol., 2011). Je potrebné poznamenať, že v tejto štúdii sa použilo jedenásť GCM (Tabuľka 1). Výsledky boli prezentované pomocou an spolu metodika (Semenov a Stratonovič, 2010; Wallach a kol., 2018), kde boli v nasledujúcich krokoch použité priemerné hodnoty projektovaných metrík (napr. chlad a akumulácia tepla alebo pravdepodobnosti) vypočítané všetkými modelmi. Hodinové teploty na výpočet agroklimatických indexov boli simulované z denných pomocou balíka chillR (Luedeling, 2019).
Tabuľka 1
TABUĽKA 1. Zoznam globálnych klimatických modelov použitých v tejto štúdii.
Na porovnanie agroklimatických premenných v súčasných a budúcich scenároch boli skutočné polohy meteorologických staníc porovnané s ich najbližšími bodmi z mriežky. Maximálne, minimálne a priemerné vzdialenosti od meteorologických staníc k ich najbližším bodom v sieti boli 3.87, 0.26 a 2.14 km. Vo všetkých prípadoch (súčasné a budúce scenáre) bola vypočítaná interpolovaná oblasť okolo uvažovaných meteorologických staníc (tj nie ďalej ako 50 km od najbližšej meteorologickej stanice) pomocou metódy inverzného váženia vzdialenosti.
výsledky
Akumulácia chladu
Ako bolo uvedené vyššie, na výpočet akumulácie chladu sa použili dva modely, a to Utah (v jednotkách chladu) a dynamický model (v porciách). Pri použití stredných hodnôt celkového akumulovaného chladu za celé obdobie pre všetky stanice bola zistená veľmi vysoká korelácia medzi oboma indexmi (R2 = 0.95, Doplnkový obrázok 1). Preto sú výsledky prezentované s použitím iba jedného z nich (častí). Obrázok 2 ukazuje priestorové vzory stredných chladných častí počas rôznych uvažovaných období. V súčasnej situácii môžeme vidieť, že existuje niekoľko geografických oblastí s vysokou akumuláciou chladu (≥75 porcií), ako je údolie rieky Ebro, severná Extremadura a niektoré vnútrozemské oblasti v Stredozemnom mori. Iba v Stredozemnom mori a údolí Guadalquivir sa nachádzajú teplé oblasti s akumuláciou chladu pod 60 porcií (dokonca pod 50 v niektorých izolovaných oblastiach). Budúce scenáre ukazujú zreteľný pokles nahromadeného chladu v teplých oblastiach, v severnej Extremadure a niektorých vnútrozemských oblastiach Stredozemného mora. Pokles nahromadeného chladu v údolí rieky Ebro bude produkovaný vo východnej časti tejto oblasti, zatiaľ čo vnútrozemie bude akumulovať výrazné zimné ochladenie aj v najpesimistickejšom scenári (napr. 2055_RCP8.5). Účinky globálneho otepľovania na pokles ochladzovania v zime sú podľa očakávania intenzívnejšie v scenári 2055_RCP8.5. Doplnkové tabuľky 1-4 ukazujú priemernú akumuláciu chladu v uvažovanom období (1. november až koniec februára) v častiach pre všetky lokality a modely v každom uvažovanom budúcom scenári. Zobrazená je stredná hodnota výstupov jedenástich modelov, ako aj zaznamenaný akumulovaný chlad za obdobie 2000–2020 na účely porovnania.
Obrázok 2
OBRÁZOK 2. Akumulácia chladu v hlavných oblastiach výroby kameňa v Španielsku pre súčasnú situáciu (približne 2000 – 2020), dva časové horizonty (2025 – 2045 a 2045 – 2065) a dva budúce scenáre (RCP4.5 a RCP8.5).
Aby sa overilo, či očakávaný pokles akumulácie chladu bude mať podobný vplyv na miesta v závislosti od ich aktuálnej akumulácie chladu, vykonala sa klasifikácia 270 meteorologických staníc, ktoré sa rozdelili podľa priemernej akumulovanej časti v súčasnom scenári: nízka akumulácia (< 60 porcií, 34 staníc), stredná akumulácia (medzi 60 a 80 porciami, 121 staníc) a vysoká akumulácia (nad 80 porcií, 115 staníc). Obrázok 3 zobrazuje krabicové grafy nahromadených častí v každom scenári pre tri typy miest. Pozorovaný pokles akumulácie chladu je očakávaný podľa každého scenára. Z hľadiska rozdielov v hodnotách mediánu medzi súčasnými a budúcimi scenármi sa zdá, že tri typy lokalít vykazujú rovnaké správanie (čo znamená, že percentuálne straty sú vyššie v oblastiach s nízkou akumuláciou). Šírenie údajov je však veľmi odlišné. Oblasti s nízkou a vysokou akumuláciou chladu vykazujú nižší rozptyl (s niektorými odľahlými hodnotami na spodnom konci distribúcie) ako stredné oblasti, ktoré predstavujú vyšší rozptyl, ale žiadne odľahlé hodnoty. Analýza týchto odľahlých hodnôt pre oblasti s vysokou akumuláciou chladu ukazuje, že odľahlá hodnota pre všetky štyri budúce scenáre zodpovedá vnútornému stredomorskému umiestneniu (Játiva). Pre oblasti s nízkou akumuláciou chladu odľahlá hodnota v každom prípade (vrátane súčasného scenára) zodpovedá pobrežnej stredomorskej polohe (Almería). Odľahlé hodnoty pre hornú hranicu distribúcie v oblastiach s nízkou akumuláciou chladu zodpovedajú vnútorným lokalitám v Stredozemnom mori (tj Montesa, Callosa de Sarriá a Murcia), hoci by to mohli byť artefakty, pretože projekcie predpovedajú v budúcnosti väčšiu akumuláciu chladu ako v súčasnosti. scenár. Môžu byť spôsobené možnými klimatickými rozdielmi medzi skutočným umiestnením meteorologických staníc a ich najbližším bodom v sieti pre budúce projekcie.
Obrázok 3
OBRÁZOK 3. Krabicové grafy nahromadeného chladu vo všetkých scenároch pre stanice s nízkou (< 60 porcií), strednou (medzi 60 a 80 porciami) a vysokou (> 80 porcií) stanicami akumulácie chladu, odkazovali na súčasný scenár.
Akumulácia tepla
Akumulácia tepla bola vypočítaná pomocou dvoch modelov (tj Richardsonov a Andersonov model) podobne ako akumulácia chladu. Zistila sa tiež vysoká korelácia medzi výsledkami oboch modelov (R2 = 0.998, Doplnkový obrázok 2). Preto sú výsledky prezentované iba s použitím výsledkov Andersonovho modelu. Obrázok 4 ukazuje priestorové vzorce priemerného GDH v rôznych uvažovaných obdobiach. Zdá sa, že všetky scenáre týkajúce sa GDH nepriamo korelujú s ich zodpovedajúcimi scenármi akumulácie chladu (Obrázok 2). Miesta, kde je nízka akumulácia chladu, majú vysokú akumuláciu tepla a naopak. Keď sa akumulácia chladu v budúcich scenároch zníži, akumulácia tepla sa úmerne zvýši v každej oblasti. Napríklad Pearsonov korelačný koeficient medzi akumuláciou strateného chladu a akumuláciou získaného tepla pre súčasný scenár a scenár 2055_RCP8.5 je 0.68 (p-hodnota < 1e-15).
Obrázok 4
OBRÁZOK 4. Akumulácia tepla v hlavných oblastiach výroby kameňa v Španielsku pre súčasnú situáciu (približne 2000 – 2020), dva časové horizonty (2025 – 2045 a 2045 – 2065) a dva budúce scenáre (RCP4.5 a RCP8.5)
Podobne ako v prípade akumulácie chladu sú účinky zvýšenia GDH intenzívnejšie v scenári 2055_RCP8.5, ako sa očakávalo. Doplnkové tabuľky 5-8 ukazujú priemernú akumuláciu tepla v uvažovanom období (1. január – 8. apríl) v GDH pre všetky lokality a modely v každom uvažovanom scenári. Na porovnanie je uvedená stredná hodnota výkonov jedenástich modelov a evidované akumulované teplo za obdobie 2000–2020.
Pravdepodobnosť mrazu a abnormálnych tepelných udalostí
Pravdepodobnosť výskytu mrazu, ako je definovaná vyššie, je uvedená v Obrázok 5 porovnanie týždňov 2–10 pre súčasný scenár a scenár 2035_RCP4.5 a 2055_RCP8.5 (iba pravdepodobnosti ≥ 10 %). V súčasnej situácii boli významné pravdepodobnosti mrazových udalostí zaznamenané najmä v oblastiach údolia rieky Ebro, ale aj severnej Extremadury a vnútrozemia Stredomoria. Pravdepodobnosť mrazov klesá z 2. na 10. týždeň, ako sa očakávalo, ale niektoré konkrétne miesta v údolí rieky Ebro stále predstavujú významnú pravdepodobnosť mrazov v 10. týždni. Obrázok 5 sú najoptimistickejšie (tj 2035_RCP4.5) a pesimistickí (tj 2055_RCP8.5), pokiaľ ide o nárast teploty. Pravdepodobnosť mrazových udalostí mizne z Extremadury a klesá vo všetkých oblastiach, zatiaľ čo práve zmenšené oblasti údolia rieky Ebro a niektoré izolované oblasti vo vnútrozemí Stredomoria vykazujú pravdepodobnosti nad 10 % aj v 10. týždni. Podobne ako v súčasnej situácii pravdepodobnosti mrazov klesajú od 2. až 10. týždeň. Je pozoruhodné, že scenáre 2035_RCP4.5 a 2055_RCP8.5 prezentujú podobné obrázky z hľadiska pravdepodobnosti mrazových udalostí, čo odhaľuje, že údolie rieky Ebro a niektoré vnútorné stredomorské lokality budú vystavené mrazu vo všetkých uvažovaných scenároch.
Obrázok 5
OBRÁZOK 5. Pravdepodobnosť výskytu mrazu v hlavných oblastiach výroby kameňa v Španielsku počas 2. až 10. týždňa pre súčasné scenáre 2035_RCP4.5 a 2055_RCP8.5.
Diskusia a záver
Táto štúdia sa pokúsila charakterizovať hlavné oblasti pestovania kôstkového ovocia v Španielsku pomocou historických agroklimatických údajov (najmä teplôt) z 270 meteorologických staníc rozmiestnených v týchto oblastiach a porovnať výsledky s budúcimi prognózami v dvoch časových horizontoch a scenároch RCP. Študijné oblasti boli vybrané na základe skutočnosti, že súčasné a budúce rozhodnutia týkajúce sa pestovania kôstkového ovocia (tj broskýň, marhúľ, sliviek a čerešní) sa budú prijímať najmä v rámci súčasných pestovateľských oblastí, kde sú poznatky a technológie na pestovanie týchto plodín sú silne nainštalované. Táto štúdia sa teda nezameriava na ďalšie budúce potenciálne lokality pre pestovanie kôstkového ovocia.
Hlavné vypočítané premenné, teda chlad a akumulácia tepla, ukazujú, že uvažované oblasti sú z agroklimatického hľadiska značne rôznorodé a že klimatické zmeny budú mať významný vplyv najmä v najteplejších oblastiach aj v strednodobom horizonte. Modely použité na výpočet ktoréhokoľvek z nich (tj modely Utah a Dynamic pre chlad a Richardson a Anderson pre akumuláciu tepla) vykazujú veľmi vysoké korelácie, ako už bolo zistené Ruiz a kol. (2007, 2018).
Vo všetkých oblastiach sa predpokladá významné zníženie akumulácie chladu, čo je v súlade s predchádzajúcimi štúdiami v oblastiach Stredozemného mora (Benmoussa a kol., 2018, 2020; Rodríguez a kol., 2019; Delgado a kol., 2021; Fraga a Santos, 2021). Pokles akumulácie chladu bude podobný v absolútnych hodnotách vo všetkých skúmaných regiónoch, ale tie najteplejšie (t. j. oblasť Stredozemného mora a údolie Guadalquivir) môžu byť z hľadiska vhodnosti pestovania kôstkovín ovplyvnené oveľa viac, keďže ich súčasná situácia je už obmedzená pre veľa kultivarov. V chladných oblastiach, ako je údolie rieky Ebro a Extremadura, nebude pokles akumulácie chladu v zásade prekážkou pokračovania v pestovaní, hoci v niektorých konkrétnych chladných lokalitách v Extremadure a Stredozemnom mori bude pokles akumulácie chladu intenzívnejší ako v iných chladných lokalitách. Je potrebné poznamenať, že podľa Obrázok 3je pozorovaný náhly pokles akumulácie chladu medzi súčasnou situáciou a blízkou budúcnosťou. Rozlíšenie použitej mriežky, aj keď jemné (~5 km), môže byť príčinou tohto efektu. Ďalšími možnými zdrojmi nezrovnalostí vedúcich k prehnaným rozdielom medzi projektovanými a skutočnými hodnotami môžu byť zostávajúce odchýlky modelu GCM, ktoré nie sú úplne minimalizované počas procesu downscalingu, alebo skutočnosť, že porovnávame vykonané výpočty so skutočnými hodinovými teplotami (tj aktuálne scenár) a výpočty vykonané s idealizovanými teplotnými krivkami odvodenými z projektovaných denných maximálnych a minimálnych teplôt (Linvill, 1990) pre budúce scenáre. Podobné náhle poklesy v blízkej budúcnosti zaznamenali aj Rodríguez et al., ktorí predpovedali pokles až o 30 chladiacich porcií na obdobie 2021–2050 v niektorých lokalitách v Španielsku (Rodríguez a kol., 2019), čo súhlasí s našimi výsledkami. Benmoussa a kol. (2020), Delgado a kol. (2021)a Fraga a Santos (2021) tiež zaznamenali náhle poklesy medzi historickým a budúcim scenárom v Tunisku, Portugalsku a Astúrii (severné Španielsko). Rovnako ako v našom prípade, tieto štúdie tiež ukázali, že v blízkej budúcnosti sa neobjavia žiadne dôležité rozdiely pre nahromadený chlad bez ohľadu na uvažovaný RCP. Na rozdiel od akumulácie chladu sa akumulácia tepla zvýši vo všetkých scenároch (najmä v roku 2055_RCP8.5, ako sa očakávalo), a jej vývoj je inverzný k akumulácii chladu. Toto spozoroval aj Fraga a Santos (2021) pre Portugalsko.
Vypočítali sa aj pravdepodobnosti výskytu mrazu a abnormálneho tepla v týždňoch, kedy môžu významne ovplyvniť výnos a produkciu (napr. neskoré mrazy alebo abnormálne tepelné udalosti pred uvoľnením endodormancie). Podľa súčasného scenára sú mrazy v chladných oblastiach podľa očakávania častejšie. Abnormálne horúčavy v kľúčových týždňoch sa v posledných rokoch sústredili v oblasti Stredozemného mora, ale s veľmi nízkou pravdepodobnosťou. Budúce odhady pre tieto premenné ukazujú, že mrazy v týždňoch, kedy môže byť ovplyvnená produkcia kôstkového ovocia (Miranda a kol., 2005; Julian a kol., 2007) bude klesať s postupom storočia a bude menej častá pre RCP8.5, čo súhlasí s predchádzajúcimi štúdiami (Leolini a kol., 2018). Niektoré oblasti údolia rieky Ebro a konkrétne vnútrozemie oblastí Stredozemného mora však budú počas nasledujúcich týždňov stále podliehať značnému počtu mrazov aj v najteplejšom scenári (tj 2055_RCP8.5, Obrázok 5). Definícia mrazu z hľadiska teploty a času expozície úzko súvisí s fenologickým štádiom existujúceho kultivaru (Miranda a kol., 2005). Vzhľadom na veľkú rozmanitosť možných kultivarov kôstkového ovocia, od veľmi nízkej po veľmi vysokú CR, a na počet analyzovaných lokalít, od studených po teplé, nie je v tejto štúdii možné stanoviť konkrétne definície kultivaru/miesta mrazu z dôvodu obrovského objemu príslušné informácie. Tieto typy štúdií sa zvyčajne vykonávajú s použitím niekoľkých lokalít a/alebo kultivarov, ako je tá, ktorú vykonáva Lorite a kol. (2020) pre mandle v Španielsku, Fernandez a kol. (2020) v Čile, ktorí vypočítali minimálne teploty pod 0 °C počas obdobia kvitnutia najreprezentatívnejších druhov listnatých ovocných stromov pestovaných na každej z deviatich uvažovaných lokalít, alebo Parker a kol. (2021) ktorí zvažovali rôzne teploty a fenologické štádiá pre tri druhy (tj mandle, avokádo a pomaranče), ale vykonali aj všeobecnú charakteristiku oblasti zvážením troch teplôt (0, -2 a +2 °C) a času expozície. Naša voľba −1 °C a najmenej tri po sebe idúce hodiny sa zameriava skôr na charakterizáciu vývoja mrazových udalostí, než na spojenie špecifických poškodení konkrétnych kultivarov, čo by predpokladalo inú štúdiu. Táto definícia bola prijatá po získaní stanovísk odborníkov. Vzhľadom na veľký počet kultivarov z hľadiska CR a HR a rôznorodosť teplotných režimov v uvažovaných oblastiach v tejto štúdii sme vybrali tie týždne (od 2 do 10), v ktorých by mohli byť všetky (alebo väčšina) kombinácií kultivar/miesto náchylné na poškodenie mrazom podľa ich fenologického štádia. Na účely rozhodovania by výrobcovia mali vybrať mapu, ktorá najlepšie vyhovuje ich konkrétnej situácii (tj kultivar/miesto), aby urobili optimálne rozhodnutie. Vo všeobecnosti budú teplé oblasti a/alebo skoré kvitnúce kultivary súvisieť so skoršími týždňami v uvažovanom rozsahu, zatiaľ čo chladné oblasti a/alebo neskoro kvitnúce kultivary budú súvisieť s neskoršími týždňami v uvažovanom rozsahu. Abnormálne horúčavy v zime, ktoré môžu podporiť skoré uvoľnenie endodormancie, čo negatívne ovplyvňuje produkciu (Viti a Monteleone, 1995; Rodrigo a Herrero, 2002; Ladwig a kol., 2019(Obrázok 6). Kvantifikácia tejto metriky sa zvyčajne v literatúre nezaoberá, ale môže vyvolať dôležité produkčné problémy v teplých oblastiach, ako bolo pozorované v posledných rokoch. Opäť, nastavenie 25 °C alebo viac na najmenej tri po sebe nasledujúce hodiny na definovanie takejto udalosti bolo motivované názormi odborníkov. Podobne ako pri pravdepodobnosti mrazových udalostí sme vybrali tie týždne (od 49 do 8), kde všetky (alebo väčšina) kombinácií kultivaru/lokality môžu byť podľa ich fenologického štádia náchylné na ovplyvnenie týmito udalosťami. Vo všeobecnosti budú teplé oblasti a/alebo skoré kvitnúce kultivary súvisieť so skoršími týždňami v uvažovanom rozsahu, zatiaľ čo chladné oblasti a/alebo neskoro kvitnúce kultivary budú súvisieť s neskoršími týždňami v uvažovanom rozsahu.
Agroklimatické metriky vypočítané v tejto štúdii poskytujú výrobcom cenné informácie na výber najvhodnejších kultivarov v každej pestovateľskej oblasti z adaptívneho hľadiska. Každý kultivar má svoje CR na prerušenie endodormancie (Campoy a kol., 2011b; Fadón a kol., 2020b). Pokles akumulácie chladu, ako sa predpokladá v budúcich scenároch, môže spôsobiť, že v súčasnosti pestované kultivary nespĺňajú svoju CR v určitých oblastiach, najmä v oblastiach Stredomoria a údolia Guadalquivir, ktoré sú už teplé. Zahŕňalo by to neúplné uvoľňovanie endodormancie, ktoré ovplyvňuje ovocné stromy v troch hlavných aspektoch, a to pokles kvetných pukov (a teda slabé kvitnutie), oneskorenie kvitnutia a klíčenia a nedostatok jednotnosti v oboch procesoch, čo vedie k vážnym výrobným problémom (Legave a kol., 1983; Erez, 2000; Atkinson a kol., 2013). To všetko môže výrobcom spôsobiť značné ekonomické straty. V tomto kontexte sú znalosti o CR pre rôzne kultivary kľúčové, hoci v súčasnosti sú dostupné informácie o kôstkovinách pomerne vzácne (Fadón a kol., 2020b), vrátane broskyne (Maulión a kol., 2014), marhuľa (Ruiz a kol., 2007), slivka (Ruiz a kol., 2018) a sladká čerešňa (Alburquerque a kol., 2008).
V teplých oblastiach, ako je Stredozemné more a údolie Guadalquivir, kde je v súčasnej situácii akumulovaný chlad pod 60 porcií, sa pestujú skoré dozrievajúce kultivary s CR medzi 30 až 60 porciami. Naplnenie CR pre tieto kultivary môže byť ohrozené vo všetkých analyzovaných budúcich scenároch (Obrázok 2). Aby sa zabezpečila adaptačná vhodnosť rôznych druhov/kultivarov do týchto oblastí, môže byť potrebné premiestnenie a niektoré kultivary by sa mali premiestniť do blízkych oblastí (vnútorné zóny v oblasti Stredozemného mora alebo smerom k Extremadure v prípade údolia Guadalquivir). kde sa CR naplní aj v budúcich scenároch a očakáva sa pokles rizík mrazov. V tejto súvislosti sa zavádzanie alebo vývoj kultivarov s veľmi nízkou CR stáva kľúčovým cieľom, ktorý treba zvážiť v šľachtiteľských programoch existujúcich druhov/kultivarov, najmä preto, aby boli vhodné do teplých oblastí, kde bude v budúcnosti ohrozená adaptácia súčasných kultivarov. scenárov. V opačnom prípade si tieto oblasti nebudú môcť udržať svoje výrobné a ekonomické aktivity súvisiace s produkciou kôstkového ovocia. Okrem toho by sa mohli použiť rôzne agronomické postupy a stratégie na minimalizáciu poklesu akumulácie chladu v týchto oblastiach aspoň lokálne. V teplých oblastiach na produkciu kôstkového ovocia už bola popísaná aplikácia biostimulantov na prerušenie endodormácie pred naplnením CR alebo použitie tieniacich sietí v rôznych štádiách vegetačného pokoja (Gilreath a Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa a kol., 2004; Campoy a kol., 2010; Petri a kol., 2014), aj keď je potrebné vykonať ďalší výskum a optimalizáciu na zefektívnenie týchto techník a podporu ich systematického používania. Naproti tomu v najchladnejších produkčných oblastiach, ako je údolie rieky Ebro, severná Extremadura a niektoré vnútorné lokality v oblasti Stredozemného mora, sa očakáva menej mrazov, čo by mohlo umožniť skoršie kultivary ako súčasné, čo by rozšírilo počet životaschopných kultivarov a, teda ponuka na trh s pozitívnymi ekonomickými dôsledkami pre oblasť. Celkovo je vo všetkých pestovateľských oblastiach kľúčové zvážiť v súčasnosti pestované kultivary a analyzovať, ktoré sú na hranici plnenia CR, nahradiť ich alebo premiestniť alebo zaviesť vyššie opísané postupy manažmentu, aby sa zabezpečilo prispôsobenie sa novým klimatickým zmenám. scenárov.
Čo sa týka akumulácie tepla, budúce scenáre predpovedajú nárast tejto premennej vo všetkých uvažovaných oblastiach (Obrázok 4). V teplých a stredne veľkých oblastiach nie je táto premenná taká rozhodujúca ako akumulácia chladu, ale môže mať relevantný vplyv na fenológiu, čo vedie k predĺženiu dátumov kvitnutia a tým k zvýšeniu potenciálneho rizika poškodenia mrazom (Mosedale a kol., 2015; Unterberger a kol., 2018; Ma a kol., 2019). Ako ďalší bod, tento pokrok v kvitnutí bude zahŕňať aj pokrok dozrievania (Peñuelas a Filella, 2001; Campoy a kol., 2011b), ktoré musia výrobcovia brať do úvahy pri strategickom uvádzaní svojich výrobkov na trhy. Naopak v chladných oblastiach môže nedostatok akumulácie tepla v súčasnej situácii poškodiť fenologický vývoj a rast plodov (Fadón a kol., 2020a). Tieto v súčasnosti chladné oblasti budú zvýhodnené predpokladaným zvýšením akumulácie tepla pre budúce scenáre. Ako je uvedené v Obrázok 6, abnormálne horúčavy budú v budúcich scenároch častejšie v dátumoch, keď ovocné stromy ešte neuvoľnili endodormanciu, najmä v teplých oblastiach, ako je údolie Guadalquivir a stredomorské lokality. Tieto udalosti môžu mať veľmi negatívny vplyv, keď sú CR čiastočne zakryté (okolo 60–70 %), čo môže viesť k neúplnému uvoľneniu pokoja, ktoré môže zahŕňať vegetatívne a kvitnúce problémy, s negatívnym dopadom na násadu plodov a výnos (Rodrigo a Herrero, 2002; Campoy a kol., 2011a).
V každom prípade zmeny v režimoch chladu a akumulácie tepla nemajú spoločný účinok na všetky kultivary a ich umiestnenie, pretože sa môžu vyskytnúť určité kompenzačné účinky týkajúce sa rovnováhy akumulácie chladu a tepla v zmysle uvoľňovania endodormancie alebo predikcie dátumov kvitnutia (Pope a kol., 2014). Okrem toho si agroklimatická charakterizácia lokalít vo veľmi lokálnom meradle môže vyžadovať osobitnú kalibráciu údajov z dôvodu priestorovej heterogenity (Lorite a kol., 2020) robiť najlepšie rozhodnutia týkajúce sa optimálneho výberu kultivarov. Výsledky prezentované v tejto štúdii môžu byť užitočné nielen pre produkciu kôstkového ovocia, ale aj pre iné ovocie mierneho pásma s obrovským významom v existujúcich oblastiach, napr. vinič v La Rioja (údolie rieky Ebro) alebo iné. Tieto výsledky môžu byť základom systémov na podporu rozhodovania, ktoré pomôžu výrobcom pri prijímaní optimálnych strategických rozhodnutí (napr. výber kultivaru, premiestnenie a implementácia postupov riadenia zmierňovania) v strednodobom a dlhodobom horizonte.
Vyhlásenie o dostupnosti údajov
Pôvodné príspevky prezentované v štúdii sú zahrnuté v článku/Doplnkový materiál, ďalšie otázky možno smerovať na zodpovedajúcich autorov.
Príspevky od autorov
Štúdiu navrhli a navrhli MC, JG-B, JG a DR. MC poskytla agroklimatické údaje pre súčasný scenár. JAE vykonala výpočty pre budúce scenáre. JAE a DR napísali hlavnú časť rukopisu. JE poskytol informácie o technických agronomických aspektoch. JG riadila inovačný projekt, ktorý financoval tento výskum. Všetci autori dokument prepracovali a schválili predloženú verziu.
Financovanie
Finančnú podporu poskytlo španielske ministerstvo poľnohospodárstva, rybolovu a výživy prostredníctvom inovačného projektu „Adaptácia sektora kôstkového ovocia na zmenu klímy“ (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) a PRIMA, program podporovaný v rámci programu H2020, rámca Európskej únie. program pre výskum a inovácie (projekt „AdaMedOr“; číslo grantu PCI2020-112113 španielskeho ministerstva vedy a inovácií).
Konflikt záujmov
Autori vyhlasujú, že výskum bol vykonaný bez obchodných alebo finančných vzťahov, ktoré by mohli byť interpretované ako potenciálny konflikt záujmov.
Poznámka vydavateľa
Všetky tvrdenia vyjadrené v tomto článku sú výlučne tvrdeniami autorov a nemusia nevyhnutne predstavovať tvrdenia ich pridružených organizácií alebo tvrdenia vydavateľa, redaktorov a recenzentov. Žiadny produkt, ktorý môže byť hodnotený v tomto článku, alebo tvrdenie, ktoré môže uviesť jeho výrobca, nie je zaručené ani schválené vydavateľom.
Poďakovanie
Ďakujeme všetkým členom španielskej operatívnej skupiny „Prispôsobenie sektora kôstkového ovocia klimatickým zmenám“ (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) za ich cenný príspevok k vývoj projektu. Ďakujeme spoločnosti AEMET za údaje dostupné na jej webovej stránke (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Doplnkový materiál
Doplnkový materiál tohto článku sa nachádza na adrese: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Doplnkový obrázok 1 | Korelácia medzi priemernými akumulovanými porciami a jednotkami chladu pre aktuálny scenár vo všetkých meteorologických staniciach.
Doplnkový obrázok 2 | Korelácia medzi priemerným akumulovaným GDH pre modely Anderson a Richardson pre aktuálny scenár vo všetkých meteorologických staniciach.
Referencie
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A. a Burgos, L. (2008). Požiadavky na chladenie a teplo kultivarov čerešní a vzťah medzi nadmorskou výškou a pravdepodobnosťou uspokojenia požiadaviek na chlad. 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., a Rodríguez-Camino, E. (2018). Stratégia na generovanie projekcií klimatických zmien, ktoré živia španielsku komunitu. Adv. Sci. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA a Kesner, CD (1986). Validácia modelov chladiacej jednotky a fenologických modelov kvetných pukov pre višňu „Montmorency“. Acta Hortic. 1986, 71-78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennanová, RM a Jones, HG (2013). Klesajúce ochladzovanie a jeho vplyv na viacročné plodiny mierneho pásma. Environ. Exp. Bot. 91, 48-62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Benmoussa, H., Ben Mimoun, M., Ghrab, M. a Luedeling, E. (2018). Klimatické zmeny ohrozujú centrálne tuniské sady orechov. Int. J. Biometeorol. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Benmoussa, H., Luedeling, E., Ghrab, M. a Ben Mimoun, M. (2020). Prudký pokles ochladzovania v zime ovplyvňuje tuniské ovocné a orechové sady. Clim. Chan. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L. a Egea, J. (2011a). Vysoké teploty a čas na vypuknutie pukov v nízko chladnej marhuli „Palsteyn“. K lepšiemu pochopeniu plnenia požiadaviek na chlad a teplo. Sci. Hortic. 129, 649-655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Campoy, JA, Ruiz, D. a Egea, J. (2011b). Dormancia v ovocných stromoch mierneho pásma v kontexte globálneho otepľovania: prehľad. Sci. Hortic. 130, 357-372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D. a Egea, J. (2010). Účinky zatienenia a ošetrenia thidiazuron+olejom na lámanie, kvitnutie a nasadenie plodov v marhuliach v teplom a zimnom podnebí. Sci. Hortic. 125, 203-210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Chmielewski, F.-M., Götz, K.-P., Weber, KC a Moryson, S. (2018). Klimatické zmeny a škody spôsobené jarnými mrazmi pre čerešne v Nemecku. Int. J. Biometeorol. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Chylek, P., Li, J., Dubey, MK, Wang, M. a Lesins, G. (2011). Pozorovaná a modelovaná arktická teplotná variabilita 20. storočia: model kanadského zemského systému CanESM2. Atmos. Chem. Phys. Diskutujte. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC a Mudzunga, J. (2004). Chemické rozbíjacie prostriedky pre juhoafrický priemysel jadrovín a kôstkového ovocia. Acta Hortic. 2004, 295-302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Delgado, A., Dapena, E., Fernandez, E. a Luedeling, E. (2021). Klimatické požiadavky počas vegetačného pokoja u jabloní zo severozápadu Španielska – Globálne otepľovanie môže ohroziť pestovanie kultivarov s vysokým chladom. 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). Globálne spojené klimatické modely GFDL CM2. časť I: formulačné a simulačné charakteristiky. J. Clim. 19, 643-674. doi: 10.1175/JCLI3629.1
Dufresne, J.-L., Foujols, M.-A., Denvil, S., Caubel, A., Marti, O., Aumont, O., a kol. (2013). Projekcie klimatických zmien pomocou modelu zemského systému IPSL-CM5: od CMIP3 po CMIP5. Clim. Dyn. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Chemická kontrola puklice. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). „Dormancia púčikov; Fenomén, problémy a riešenia v trópoch a subtrópoch,“ v Plodiny mierneho pásma v teplých klimatických podmienkached. A. Erez (Dordrecht: Springer), 17.–48. doi: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Fadón, E., Fernandez, E., Behn, H. a Luedeling, E. (2020a). Koncepčný rámec pre zimný pokoj v listnatých stromoch. agronómia 10:241. doi: 10.3390/agronómia10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME a Rodrigo, J. (2020b). Požiadavky na chladenie a teplo kôstkovín mierneho pásma (Prunus sp.). agronómia 10:409. doi: 10.3390/agronómia10030409
FAOSTAT (2019). Údaje o potravinách a poľnohospodárstve. Rím: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF, a Luedeling, E. (2020). Vyhliadky na zníženie zimného chladu pre produkciu listnatého ovocia v Čile počas 21. storočia. Clim. Chan. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A. a Couvillon, GA (1987). Teplotná závislosť prerušenia pokoja v rastlinách: matematická analýza dvojkrokového modelu zahŕňajúceho kooperatívny prechod. J. Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H. a Santos, JA (2021). Posúdenie vplyvov zmeny klímy na chladenie a nútenie pre hlavné oblasti čerstvého ovocia v Portugalsku. Predné. Plant Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR a Buchanan, DW (1981). Kvetinové a vegetatívne púčiky nektárinky „Sungold“ a „Sunlite“ ovplyvnené ochladzovaním odparovaním kropením nad hlavou počas odpočinku. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 106, 321-324.
Giorgetta, MA, Jungclaus, J., Reick, CH, Legutke, S., Bader, J., Böttinger, M., et al. (2013). Zmeny klímy a uhlíkového cyklu od 1850 do 2100 v simuláciách MPI-ESM pre fázu 5 projektu Coupled Model Intercomparison Project. J. Adv. Model. Earth Syst. 5, 572-597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F. a Lionello, P. (2008). Prognózy zmeny klímy pre oblasť Stredozemného mora. Glob. Planéta. Chan. 63, 90-104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Guo, L., Dai, J., Wang, M., Xu, J. a Luedeling, E. (2015). Odozvy jarnej fenológie v stromoch mierneho pásma na otepľovanie klímy: prípadová štúdia kvitnutia marhúľ v Číne. Agric. Pre. 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). Distribučné rozpätia ako prirodzené laboratóriá na odvodenie odpovedí kvitnutia druhov na otepľovanie klímy a dôsledky pre riziko mrazu. Agric. Pre. Meteorol. 268, 299–307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Hatfield, JL, Sivakumar, MVK a Prueger, JH (eds.) (2019). Agroklimatológia: prepojenie poľnohospodárstva s klímou. 1. vyd. Madison: Americká spoločnosť pre agronómiu.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA a Rodríguez-Camino, E. (2022a). Hodnotenie metód štatistického znižovania pre prognózy klimatických zmien v Španielsku: súčasné podmienky s dokonalými prediktormi. Int. J. Climatol. 42, 762-776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M. a Rodríguez-Camino, E. (2022b). Hodnotenie metód štatistického downscalingu pre prognózy klimatických zmien v Španielsku: Budúce podmienky s pseudorealitou (experiment prenosnosti). Int. J. Climatol. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Klimatické zmeny 2021: Základy fyzikálnych vied. Príspevok pracovnej skupiny I k šiestej hodnotiacej správe Medzivládneho panelu o zmene klímy. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., et al. (2014). Popis a základné hodnotenie modelu Pekingskej normálnej univerzity (BNU-ESM) verzie 1. Geosci. Model Dev. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M. a Rodrigo, J. (2007). Opad kvetných pukov a poškodenie predkvitnutím mrazom v marhuli (Prunus armeniaca L.). J. Appl. Bot. Food Qual. 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW a Henn, JJ (2019). Extrémne teplé zimné obdobie spôsobuje u mnohých drevín výnimočne skoré lámanie pukov. ekosféra 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G. a Marco, F. (1983). Niektoré popisné aspekty kvapkového procesu kvetných pukov alebo mladých kvetov pozorovaných na marhuli v južnom Francúzsku. Acta Hortic. 1983, 75-84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Leolini, L., Moriondo, M., Fila, G., Costafreda-Aumedes, S., Ferrise, R. a Bindi, M. (2018). Neskoré jarné mrazy ovplyvňujú budúce rozšírenie viniča v Európe. Field Crops Res. 222, 197-208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Výpočet hodín chladenia a jednotiek chladenia z denných pozorovaní maximálnej a minimálnej teploty. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et al. (2020). Úloha fenológie v dopadoch zmeny klímy a adaptačných stratégiách pre stromové plodiny: prípadová štúdia o mandľových sadoch v južnej Európe. Agric. Pre. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Luedeling, E. (2012). Vplyv klimatických zmien na zimné chladenie pri produkcii ovocia a orechov mierneho pásma: prehľad. Sci. Hortic. 144, 218-229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Luedeling, E. (2019). chillR: štatistické metódy fenologickej analýzy na ovocných stromoch mierneho pásma. Verzia balíka R 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA a Brown, PH (2011). Klimatické zmeny ovplyvňujú zimné chladenie ovocných stromov a orechov mierneho pásma. PLoS One 6: e20155. dva: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T. a Urbach, C. (2021). PhenoFlex – integrovaný model na predpovedanie jarnej fenológie v ovocných stromoch mierneho pásma. Agric. Pre. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H. a Berninger, F. (2019). Rozdielne trendy v riziku poškodenia stromov v Európe jarnými mrazmi v dôsledku nedávneho otepľovania. Glob. Chan. Biol. 25, 351-360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J. a Asante, EA (2018). Vplyv tienenia a clony proti hmyzu na mikroklímu a produkciu plodín: prehľad nedávnych pokrokov. 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, a kol. (2014). Porovnanie metód odhadu potreby chladenia a tepla genotypov nektáriniek a broskýň na kvitnutie. Sci. Hortic. 177, 112-117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Zmena klímy a životného prostredia v oblasti Stredozemného mora – súčasná situácia a riziká pre budúcnosť Prvá stredomorská hodnotiaca správa. Marseille: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG a Royo, JB (2005). Variabilita vo vzťahu medzi teplotou mrazu a úrovňou poškodenia pre niektoré pestované druhy sliviek. HortScience 40, 357-361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J. a Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: Balík R na hodnotenie adaptácie ovocných druhov mierneho pásma na klímu. Výpočet. Electron. Agric. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ a Maclean, IMD (2015). Klimatické zmeny a vystavenie plodín nepriaznivému počasiu: zmeny rizika mrazu a podmienok kvitnutia viniča. PLoS One 10: e0141218. dva: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE a Bindi, M. (2002). Dôsledky zmeny klímy na európsku poľnohospodársku produktivitu, využívanie pôdy a politiku. Eur. J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Parker, L., Pathak, T. a Ostoja, S. (2021). Klimatické zmeny znižujú vystavenie mrazu pre vysokohodnotné kalifornské ovocné sady. Sci. Totálne prostredie. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J. a Filella, I. (2001). Reakcie na otepľovanie sveta. veda 294, 793-795. dva: 10.1126 / science.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC a Haverroth, FJ (2014). Chemická indukcia puklín: produkty novej generácie, ktoré nahradia kyánamid. Acta Hortic. 2014, 159-166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Pope, KS, Da Silva, D., Brown, PH a DeJong, TM (2014). Biologicky založený prístup k modelovaniu jarnej fenológie v miernych listnatých stromoch. Agric. Pre. Meteorol. 198, 15–23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD a Walker, DR (1974). Model na odhad dokončenia odpočinku pre broskyne „Redhaven“ a „Elberta“. HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J. a Herrero, M. (2002). Účinky teplôt pred kvitnutím na vývoj kvetov a násadu plodov v marhuli. Sci. Hortic. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Centeno, A. a Ruiz-Ramos, M. (2021). Životaschopnosť odrôd ovocných stromov mierneho pásma v Španielsku pri zmene klímy podľa akumulácie chladu. 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). Akumulácia chladu v ovocných stromoch v Španielsku pri zmene klímy. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA, a Egea, J. (2007). Nároky kultivarov marhúľ na kvitnutie na chladenie a teplo. Environ. Exp. Bot. 61, 254-263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
CrossRef Plný text | Študovňa Google
Ruiz, D., Egea, J., Salazar, JA a Campoy, JA (2018). Nároky japonských kultivarov sliviek na chladenie a teplo na kvitnutie. 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., a kol. (2011). Účinky tropických cyklónov na prenos tepla oceánom v modeli spojenej všeobecnej cirkulácie s vysokým rozlíšením. J. Clim. 24, 4368-4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA a Stratonovitch, P. (2010). Použitie multimodelových súborov z globálnych klimatických modelov na hodnotenie dopadov klimatických zmien. Clim. Res. 41, 1-14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Siete automatických meteorologických staníc: Návod na overenie údajov o počasí zo sietí staníc. Madrid: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., a kol. (2018). Riziko jarných mrazov pre regionálnu produkciu jabĺk v teplejšom podnebí. PLoS One 13: e0200201. dva: 10.1371 / journal.pone.0200201
van Vuuren, DP, Edmonds, J., Kainuma, M., Riahi, K., Thomson, A., Hibbard, K., a kol. (2011). Reprezentatívne cesty koncentrácie: prehľad. Clim. Chan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R. a Monteleone, P. (1995). Vplyv vysokej teploty na prítomnosť anomálií kvetných pukov v dvoch odrodách marhúľ, ktoré sa vyznačujú odlišnou produktivitou. Acta Hortic. 1995, 283-290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA a Gusev, AV (2010). Simulácia súčasnej klímy s INMCM4.0 spojeným modelom atmosférickej a oceánskej všeobecnej cirkulácie. Izv. Atmosp. oceán. Phys. 46, 414 - 431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ, et al. (2018). Multimodelové súbory zlepšujú predpovede interakcií medzi plodinami, prostredím a manažmentom. 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: popis modelu a základné výsledky experimentov 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. a kol. (2014). Prehľad vývoja modelu klimatického systému BCC a aplikácie pre štúdie klimatických zmien. 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). Nový globálny klimatický model meteorologického výskumného ústavu: MRI-CGCM3 — Popis modelu a základný výkon. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23-64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Kľúčové slová: Prunus, kôstkové ovocie, adaptácia, akumulácia chladu, fenológia, riziko mrazu, výber odrôd, agroklimatické metriky
citácie: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J a Ruiz D (2022) Agroklimatické metriky pre hlavné oblasti produkcie kôstkového ovocia v Španielsku v súčasných a budúcich scenároch klimatických zmien: dôsledky z adaptívneho hľadiska. Predné. Plant Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
obdržal: 23 December 2021; Prijatý: 02 May 2022;
Publikované: 08 júna 2022.
strih:Hisayo Yamane, Kjótska univerzita, Japonsko
Hodnotené:Liang Guo, Northwest A&F University, Čína
Kirti Rajagopalan, Washington State University, Spojené štáty americké
copyright © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambiín, Egea a Ruiz. Toto je článok s otvoreným prístupom distribuovaný za podmienok Creative Commons Attribution License (CC BY), Používanie, distribúcia alebo rozmnožovanie na iných fórach je povolené za predpokladu, že pôvodný autor (autorov) a vlastník autorských práv (autorov) sú pripísané a že pôvodná publikácia v tomto časopise je citovaná v súlade s prijatou akademickou praxou. Nepoužíva sa žiadna distribúcia alebo reprodukcia, ktorá nie je v súlade s týmito podmienkami.
*Korešpondencia: José A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
Zdroj: https://www.frontiersin.org