Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 i David Ruiz 1*
- 1Grupa za oplemenjivanje voća, Odjel za uzgoj biljaka, CEBAS-CSIC, Murcia, Španija
- 2Murcia Institute of Agro-Food Research and Development, Murcia, Španija
- 3ENAE Business School, Univerzitet u Mursiji, Murcia, Španija
Proizvodnja koštičavog voća ima ogroman ekonomski značaj u Španiji. Lokacije uzgoja ovih voćnih vrsta (tj. breskve, kajsije, šljive i trešnje) pokrivaju široka i klimatski raznolika geografska područja unutar zemlje. Klimatske promjene već proizvode porast prosječnih temperatura sa posebnim intenzitetom u određenim područjima poput mediteranskih. Ove promjene dovode do smanjenja akumulirane zimice, što može imati dubok utjecaj na fenologiju Prunus vrste poput koštičavog voća zbog, na primjer, poteškoća da se pokriju zahtjevi za hlađenjem kako bi se prekinula endodormancija, pojave kasnih mrazeva ili nenormalno ranih visokih temperatura. Svi ovi faktori mogu ozbiljno uticati na proizvodnju i kvalitet voća i samim tim izazvati veoma negativne posledice sa socio-ekonomskog stanovišta u incumbent regionima. Dakle, karakterizacija trenutnih uzgojnih površina u smislu agroklimatskih varijabli (npr. hladnoća i akumulacija toplote i vjerovatnoća mraza i ranih nenormalnih vrućina), na osnovu podataka sa 270 meteoroloških stanica za posljednjih 20 godina, provedena je u ovom radu kako bi se daju informativnu sliku o trenutnoj situaciji. Osim toga, analiziraju se i buduće klimatske projekcije iz različitih globalnih klimatskih modela (podaci preuzeti od Državne meteorološke agencije Španije—AEMET) do 2065. za dva scenarija reprezentativnog puta koncentracije (tj. RCP4.5 i RCP8.5). Koristeći trenutnu situaciju kao osnovnu liniju i uzimajući u obzir buduće scenarije, mogu se zaključiti informacije o trenutnoj i budućoj prilagodljivosti različitih vrsta/kultivara za različita područja uzgoja. Ove informacije mogu biti osnova alata za podršku odlučivanju koji će pomoći različitim dionicima da donesu optimalne odluke u vezi sa sadašnjim i budućim uzgojem koštičavog voća ili drugih umjerenih vrsta u Španjolskoj.
Uvod
Španija je jedan od glavnih svjetskih proizvođača koštičavog voća (tj. breskve, kajsije, šljive i trešnje) sa prosječnom godišnjom proizvodnjom od oko 2 miliona tona. Uzgoj ovog voća ima veoma važnu ekonomsku ulogu u zemlji, pokrivajući oko 140,260 ha (FAOSTAT, 2019). Glavna područja uzgoja ovih sorti u Španjolskoj nalaze se u područjima s različitim agroklimatskim karakteristikama: od toplih područja poput doline Guadalquivir i velikog dijela mediteranskog područja do hladnih područja poput sjeverne Extremadure, doline Ebro i nekih unutrašnjih lokacija mediteranskog područja. (vidi Slika 1). Budući da ovi usjevi zahtijevaju dovoljno zimske hladnoće kako bi se prekinuli endodormantnost kako bi se izbjegli problemi u proizvodnji (Atkinson et al., 2013)Campoy et al., 2011b; Luedeling et al., 2011; Luedeling, 2012; Julian et al., 2007; Guo et al., 2015; 2019; Chmielewski i dr., 2018), i (iv) odabrati najbolje poljoprivredne prakse i tehnologije za ublažavanje efekata klimatskih promjena (Campoy et al., 2010; Mahmood i dr., 2018).
Zahtjevi za hlađenje i grijanje (Fadón et al., 2020b) ili stepen oštećenja od mraza (Miranda i dr., 2005) trenutnih kultivisanih vrsta/kultivara mogu se spojiti sa agroklimatskim metrikama u različitim oblastima kako bi se izgradili alati za odlučivanje koji pomažu proizvođačima i drugim zainteresovanim stranama da osmisle optimalnu proizvodnu i ekonomsku politiku na srednji i dugi rok. Dostupni alati za modeliranje za obradu velikih serija klimatskih i fenoloških već služe kao osnova za izgradnju gore navedenih alata za odlučivanje (Luedeling, 2019; Luedeling et al., 2021; Miranda i dr., 2021). Klimatske projekcije u mediteranskom basenu otkrivaju da efekti globalnog zagrijavanja mogu biti posebno ozbiljni na ovom području (Giorgi i Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), stoga su mjere predviđanja kritične kako bi se izbjegli budući problemi u proizvodnji, koji bi mogli ozbiljno utjecati na privredu pojedinih regija poput onih predstavljenih u ovoj studiji (Olesen i Bindi, 2002; Benmoussa i dr., 2018).
Različite istraživačke studije su utvrdile negativan uticaj globalnog zagrevanja na proizvodnju voća i orašastih plodova umerene klime u različitim regionima širom planete. Glavni uzroci se odnose na smanjenje zimske hladnoće, iako se u nekim studijama uzima u obzir i povećanje rizika od mraza zbog očekivanog napredovanja cvjetanja i cvjetanja. Na primjer, Fernandez et al. predviđa smanjenje zimske hladnoće potrebne za proizvodnju listopadnog voća u Čileu, sa očekivanim negativnim uticajima u sjevernim područjima zemlje. Istovremeno, projektirali su značajno smanjenje vjerovatnoće mraza tokom najvjerovatnijeg perioda pucanja za listopadne voćke za sve razmatrane lokacije (Fernandez i dr., 2020); Lorite et al. analizirali su fenomene kao što su nedostatak zimske hladnoće, rizik od mraza i topli uslovi tokom cvatnje na Iberijskom poluostrvu za neke sorte badema koji spajaju klimatske projekcije i fenološke informacije. Utvrdili su da će generalno (i u zavisnosti od sorte), (i) nedostatak zimske hladnoće biti izraženiji na mediteranskoj obali i dolini Guadalquivir, (ii) topli uslovi tokom cvatnje će biti intenzivniji u centralnom dijelu Visoravan i dolina Ebra, i (iii) rizik od mraza će se smanjiti na određena područja Sjeverne visoravni i Sjevernih brdskih područja (Lorite et al., 2020). Benmoussa et al. predviđaju značajna buduća smanjenja hladnoće zime u Tunisu koja mogu značajno uticati na proizvodnju nekog voća i orašastih plodova. Na primjer, u najpesimističnijem scenariju, samo sorte badema s niskim temperaturama mogle bi biti održive. U drugim scenarijima, neke sorte pistacija i breskve mogle bi biti održive čak i dugoročno za sjeverozapadni dio zemlje (Benmoussa i dr., 2020); Fraga i Santos su razmatrali i buduće hlađenje i akumulaciju toplote i njihov uticaj na proizvodnju različitog voća u Portugalu. Oni predviđaju snažan pad zimskog zahlađenja koji će ozbiljnije uticati na najuže regije zemlje. Sjeverna područja uzgoja jabuka bit će posebno izložena smanjenju hlađenja. Autori su takođe predvideli povećanje akumulacije toplote, sa većim uticajem u južnim i obalnim područjima zemlje. Naglasili su da ova činjenica može povećati rizik od oštećenja od mraza zbog napredovanja fenoloških faza (Rodríguez et al., 2019, 2021; Fraga i Santos, 2021) uporedio je trenutnu situaciju u oblastima proizvodnje nekih umerenih plodova u Španiji sa budućim scenarijima klimatskih promena u vezi sa akumulacijom hladnoće. Oni su prognozirali značajne gubitke od hladnoće u nekim područjima (npr. Jugoistok ili područje Gualdalquivira) čak iu bliskoj budućnosti. Za daleku budućnost (>2070), ovi autori su izjavili da s obzirom na trenutna uzgojna područja, sorte šljive, badema i jabuke mogu biti ozbiljno pogođene nedostatkom hlađenja (Rodríguez et al., 2019, 2021).
U ovoj studiji procijenili smo glavne agroklimatske varijable vezane za adaptaciju koštičavog voća u različitim regijama u Španiji, uključujući i one u kojima se odvija najvažnija proizvodnja koštičavog voća koristeći podatke sa 270 meteoroloških stanica u periodu 2000-2020. Ovo je praćeno budućim temperaturnim projekcijama za procjenu evolucije hladnoće i akumulacije topline i budućih vjerovatnoća mraza i ranih nenormalnih toplotnih događaja u poređenju sa trenutnom situacijom. Ove informacije mogu biti vrlo korisne za donošenje optimalnih odluka u vezi sa podizanjem novih voćnjaka, preseljenjem postojećih ili odabirom optimalnih sorti za postizanje profita na dugi rok.
Glavni doprinos ove studije je da smo istovremeno analizirali različite agroklimatske varijable vezane za adaptaciju koštičavog voća. Ne samo akumulacija hladnoće za ispunjavanje CR kao što je izvedeno u studiji od strane Rodríguez et al. (2019, 2021) ali i akumulacija topline za pravilno cvjetanje, rizik od mraza i varijabla koja se rijetko kvantificira u literaturi: vjerojatnost abnormalnih toplotnih događaja zimi koji mogu povećati otpuštanje endodormancije s negativnim utjecajem na proizvodnju, kvalitetu i prinos voća, kao što je to bilo uočeno u toplim područjima tokom proteklih godina. Koristili smo podatke iz vrlo guste mreže meteoroloških stanica koje pružaju precizne metrike za trenutnu situaciju. Fokusirali smo se na trenutna proizvodna područja jer će se odluke o adaptaciji na zagrijavanje vjerovatno donositi u onim područjima gdje su odgovarajuće tehnologije i znanja dobro uspostavljeni. U takvim područjima, preseljenje usjeva bi proizvelo nepoželjne društveno-ekonomske posljedice i depopulaciju. Nadalje, za karakterizaciju trenutne situacije koristili smo realne temperature po satu umjesto procijenjenih, što daje veću tačnost rezultatima u poređenju sa drugim studijama gdje su satne temperature interpolirane od dnevnih. Korištena rezolucija (∼5 km) je finija nego u drugim sličnim studijama u Španiji (Rodríguez et al., 2019, 2021; Lorite et al., 2020) i pomaže u donošenju odluka čak i na lokalnom nivou.
Materijali i metode
Klimatski podaci i agroklimatske varijable
Klimatski podaci sa 340 meteoroloških stanica smještenih u glavnim područjima proizvodnje koštičavog voća u Španjolskoj (vidi Slika 1) korišteni su za procjenu agroklimatskih metrika. Podaci su sadržavali glavne klimatske varijable, uključujući srednju, maksimalnu i minimalnu temperaturu (°C), relativnu vlažnost (%), padavine (mm), evapotranspiraciju (ETo, mm) i sunčevo zračenje (W/m2). U nekim od razmatranih stanica pronađeni su nepotpuni zapisi i problemi. Nakon primjene španske regulative (UNE 500540, 2004), odabran je konačan broj od 270 stanica. Podaci o temperaturi po satu bili su potpuni osim za prazne sate koji odgovaraju događajima održavanja koji nisu bili ispunjeni jer su se sastojali od zanemarljivog procenta ukupnog broja. Srednje satne temperature u periodu 2000–2020. korišćene su za izračunavanje glavnih agroklimatskih varijabli, uključujući hladnoću i akumulaciju toplote, kao i verovatnoće potencijalno štetnog mraza i abnormalnih toplotnih događaja zimi. Broj punih godina po stanici varira po stanici: od 5 do 21 godine (medijan = 20) u zavisnosti od stanice.
Akumulacija hlađenja za svaku sezonu računala se od 1. novembra do 28. februara naredne godine. Utah (Richardson i dr., 1974) i dinamički (Fishman et al., 1987) modeli su korišteni za izvođenje ovog proračuna. Akumulacija toplote za svaku sezonu izračunata je od 1. januara do 8. aprila (oko 14 nedelja) koristeći Richardsonovu (Richardson i dr., 1974) i Anderson (Anderson i dr., 1986) modeli, koji daju rezultate u rastućim stepenu sati (GDH). Vjerojatnosti pojave mraza i abnormalnih vrućina izračunate su sedmično na sljedeći način: za svaku sedmicu dolazi do pojave mraza ako temperatura padne ispod -1°C tokom najmanje tri uzastopna sata. Zatim, vjerovatnoća pojave mraza u određenoj sedmici definira se kao broj puta kada je ta sedmica imala barem jedan mraz tokom perioda istraživanja podijeljen sa brojem razmatranih godina. Slično tome, nenormalan toplotni događaj nastaje ako temperatura poraste iznad 25°C najmanje tri uzastopna sata. Zatim se izračunava vjerovatnoća pojave abnormalnih toplotnih događaja kako je objašnjeno za događaje mraza. Prva sedmica je počela 1. januara. Za događaje mraza, sedmice od 1 do 2 smatrane su reprezentativnim potencijalno opasnim sedmicama. Prve sedmice u rasponu (tj. od 10. do 2.-5. sedmice) bile bi najopasnije u toplim područjima, dok bi ostale (tj. od 6.-5. do 6. sedmice) bile kritične u hladnim područjima. Za abnormalne toplotne događaje, razmatrani period se kretao od 10. sedmice prethodne godine (početak decembra) do 49. (kraj februara) kada bi ovi događaji mogli potaknuti rano oslobađanje u mirovanju povezano s kasnijim problemima proizvodnje.
Budući scenariji
Što se tiče budućih scenarija, korištene su projekcije temperature koje je izračunala španska državna meteorološka agencija (AEMET). AEMET je posljednjih godina proizvodio skup referentnih smanjenih projekcija klimatskih promjena u Španiji, bilo primjenom statističkih tehnika smanjivanja na rezultate globalnih klimatskih modela (GCM) ili korištenjem informacija generiranih tehnikama dinamičkog smanjenja kroz evropske projekte ili međunarodne inicijative. kao što su PRUDENCE, ANSEMBLES i EURO-CORDEX (Amblar-Francés et al., 2018). U ovoj studiji koristili smo projektovane dnevne temperature (tj. maksimalne i minimalne) koristeći statističko smanjenje na osnovu veštačkih neuronskih mreža. Ovo je ocijenjeno kao prikladna metoda za izradu klimatskih projekcija u sadašnjim i budućim scenarijima u Španjolskoj uz istovremeno smanjenje pristranosti GCM modela (Hernanz et al., 2022a,b) preko mreže rezolucije 5 km. Razmatrana su dva vremenska horizonta, odnosno 2025–2045 (obilježena 2035.) i 2045–2065 (obilježena 2055.) kako bi se obezbijedili kratkoročni i srednjoročni rezultati. Razmatrana su dva reprezentativna puta koncentracije, tj. RCP4.5 i RCP8.5 (van Vuuren et al., 2011). Treba napomenuti da je u ovoj studiji korišteno jedanaest GCM (Tabela 1). Rezultati su predstavljeni korištenjem an ansambl metodologija (Semenov i Stratonovič, 2010; Wallach et al., 2018) gdje su prosječne vrijednosti projektovanih metrika (npr. hladnoća i akumulacija topline ili vjerovatnoće) izračunate od strane svih modela korištene u narednim koracima. Satne temperature za izračunavanje agroklimatskih indeksa simulirane su od dnevnih pomoću chillR paketa (Luedeling, 2019).
Tabela 1
TABLE 1. Lista globalnih klimatskih modela korištenih u ovoj studiji.
Da bi se uporedile agroklimatske varijable u sadašnjem i budućem scenariju, stvarne lokacije meteoroloških stanica su upoređene sa njihovim najbližim tačkama iz mreže. Maksimalna, minimalna i srednja udaljenost od meteoroloških stanica do njihovih najbližih tačaka u mreži bile su 3.87, 0.26 i 2.14 km, respektivno. U svim slučajevima (trenutni i budući scenariji), interpolirano područje oko razmatranih meteoroloških stanica (tj. ne dalje od 50 km od najbliže meteorološke stanice) izračunato je korištenjem metode ponderiranja inverzne udaljenosti.
Rezultati
Chill Accumulation
Kao što je gore istaknuto, dva modela su korištena za izračunavanje akumulacije hlađenja, naime, Utah (u rashladnim jedinicama) i Dynamic model (u porcijama). Koristeći srednje vrijednosti ukupne akumulirane hladnoće u cijelom periodu za sve stanice, utvrđena je vrlo visoka korelacija između oba indeksa (R2 = 0.95, Dodatna slika 1). Stoga su rezultati prikazani korištenjem samo jednog od njih (dijelova). Slika 2 prikazuje prostorne obrasce srednjih dijelova hlađenja u različitim razmatranim periodima. U trenutnoj situaciji, možemo vidjeti da postoji nekoliko geografskih područja sa velikom akumulacijom hlađenja (≥75 dijelova), poput doline Ebra, sjeverne Extremadure i nekih unutrašnjih područja na Mediteranu. Samo u Mediteranu i dolini Guadalquivir nalaze se topla područja sa akumulacijom hladnoće ispod 60 porcija (čak i ispod 50 u nekim izoliranim područjima). Budući scenariji pokazuju jasno smanjenje akumulirane hladnoće u toplim područjima, u sjevernoj Extremaduri i nekim unutrašnjim područjima Mediterana. Smanjenje akumulirane hladnoće u dolini Ebra će biti proizvedeno u istočnom dijelu tog područja, dok će unutrašnjost akumulirati značajnu zimsku hladnoću čak i u najpesimističnijem scenariju (npr. 2055_RCP8.5). Efekti globalnog zagrijavanja preko pada zimske hladnoće intenzivniji su u scenariju 2055_RCP8.5 kao što se i očekivalo. Dodatne tabele 1-4 prikazuje srednju akumulaciju hladnoće u razmatranom periodu (1. novembra do kraja februara) u porcijama za sve lokacije i modele u svakom razmatranom budućem scenariju. Prikazana je srednja vrijednost izlaza jedanaest modela, kao i registrovana akumulirana hladnoća za period 2000–2020. radi poređenja.
Slika 2
SLIKA 2. Akumulacija hladnoće u glavnim područjima proizvodnje kamena u Španiji za trenutnu situaciju (otprilike 2000–2020), dva vremenska horizonta (2025–2045 i 2045–2065) i dva buduća scenarija (RCP4.5 i RCP8.5).
Da bi se provjerilo da li će očekivani pad akumulacije hlađenja imati sličan utjecaj na lokacije u zavisnosti od njihove trenutne akumulacije hlađenja, izvršena je klasifikacija 270 meteoroloških stanica, koja ih dijeli u smislu srednjih akumuliranih dijelova u trenutnom scenariju: niska akumulacija (< 60 porcija, 34 stanice), srednja akumulacija (između 60 i 80 porcija, 121 stanica) i visoka akumulacija (iznad 80 porcija, 115 stanica). Slika 3 prikazuje okvire akumuliranih dijelova u svakom scenariju za tri tipa lokacija. Uočeni pad akumulacije hladnoće je očekivan prema svakom scenariju. U smislu razlika u srednjim vrijednostima između sadašnjeg i budućeg scenarija, čini se da tri tipa lokacija imaju isto ponašanje (što znači da su procentualni gubici veći u područjima sa niskim akumulacijama). Međutim, širenje podataka je veoma različito. Područja sa niskim i visokim stepenom akumulacije hladnoće pokazuju nižu disperziju (sa nekim odstupanjima na donjem kraju distribucije) od srednjih područja, koja predstavljaju veću disperziju, ali bez odstupanja. Analiza ovih ekstremnih vrijednosti za područja akumulacije s visokim stepenom hladnoće otkriva da granična vrijednost za sva četiri buduća scenarija odgovara unutrašnjoj mediteranskoj lokaciji (Játiva). Za područja sa niskim akumulacijom hladnoće, u svakom slučaju (uključujući trenutni scenarij) granična vrijednost odgovara lokaciji na obali Sredozemnog mora (Almeria). Izrazi za visoki kraj distribucije u područjima sa niskim akumulacijom hladnoće odgovaraju unutrašnjim lokacijama na Mediteranu (tj. Montesa, Callosa de Sarriá i Murcia) iako bi mogli biti artefakti jer projekcije predviđaju više akumulacije hladnoće u budućnosti nego u sadašnjoj scenario. One mogu biti uzrokovane mogućim klimatskim razlikama između stvarne lokacije meteoroloških stanica i njihove najbliže tačke u mreži za buduće projekcije.
Slika 3
SLIKA 3. Dijagrami akumuliranog hlađenja u svim scenarijima za niske (<60 porcija), srednje (između 60 i 80 porcija) i visoke (>80 porcija) stanice za akumulaciju hlađenja, odnose se na trenutni scenario.
Akumulacija toplote
Akumulacija topline je izračunata korištenjem dva modela (tj. Richardsonov i Andersonov model) slično akumulaciji hladnoće. Također je pronađena visoka korelacija između ishoda oba modela (R2 = 0.998, Dodatna slika 2). Stoga su rezultati prikazani koristeći samo rezultate Andersonovog modela. Slika 4 prikazuje prostorne obrasce srednjeg GDH u različitim razmatranim periodima. Čini se da su svi scenariji koji se odnose na GDH u obrnutoj korelaciji sa njihovim odgovarajućim scenarijima akumulacije hladnoće (Slika 2). Mjesta gdje je akumulacija hlađenja mala prisutna je velika akumulacija topline i obrnuto. Kako se akumulacija hlađenja smanjuje u budućim scenarijima, akumulacija topline se proporcionalno povećava u svakoj oblasti. Na primjer, Pearsonov koeficijent korelacije između izgubljene akumulacije hlađenja i dobijene akumulacije topline za trenutne scenarije i scenarije 2055_RCP8.5 je 0.68 (p-vrijednost < 1e-15).
Slika 4
SLIKA 4. Akumulacija topline u glavnim područjima proizvodnje kamena u Španiji za trenutnu situaciju (približno 2000–2020), dva vremenska horizonta (2025–2045 i 2045–2065) i dva buduća scenarija (RCP4.5 i RCP8.5)
Kao iu slučaju akumulacije hladnoće, efekti povećanja GDH su intenzivniji u scenariju 2055_RCP8.5 kao što se i očekivalo. Dodatne tabele 5-8 prikazuje srednju akumulaciju toplote u razmatranom periodu (1. januar–8. april) u GDH za sve lokacije i modele u svakom razmatranom scenariju. Prikazana je srednja vrijednost izlaza jedanaest modela, kao i registrovana akumulirana toplina za period 2000–2020. radi poređenja.
Vjerojatnosti pojave mraza i abnormalnih vrućina
Vjerovatnoća pojave mraza kako je gore definirano prikazana je u Slika 5 upoređivanje sedmica 2–10 za trenutni scenarij i scenarije 2035_RCP4.5 i 2055_RCP8.5 (samo vjerovatnoće ≥ 10%). U trenutnoj situaciji zabilježene su značajne vjerovatnoće pojave mraza, posebno u područjima doline Ebra, ali i sjevernog Extremadure i unutrašnjih područja Mediterana. Vjerojatnosti mraza se smanjuju sa 2. na 10. sedmicu kako se očekivalo, ali neke određene lokacije u dolini Ebra i dalje predstavljaju značajnu vjerovatnoću mraza u 10. sedmici. Analizirani budući scenariji u Slika 5 su najoptimističniji (tj. 2035_RCP4.5) i pesimističniji (tj. 2055_RCP8.5), respektivno, u smislu porasta temperature. Vjerojatnost pojave mraza nestaje iz Extremadure i smanjuje se u svim područjima, dok samo smanjena područja doline Ebra i neka izolirana područja u unutrašnjosti Mediterana pokazuju vjerovatnoću iznad 10% čak iu 10. sedmici. Kao iu trenutnoj situaciji, vjerovatnoća mraza se smanjuje od sedmica od 2 do 10. Zanimljivo je da scenariji 2035_RCP4.5 i 2055_RCP8.5 predstavljaju slične slike u smislu vjerovatnoće pojave mraza, otkrivajući da će dolina Ebra i neke unutrašnje mediteranske lokacije proći kroz mrazeve u svim razmatranim scenarijima.
Slika 5
SLIKA 5. Vjerovatnoća pojave mraza u glavnim područjima proizvodnje kamena u Španiji u sedmicama od 2 do 10 za trenutne scenarije 2035_RCP4.5 i 2055_RCP8.5.
Diskusija i zaključak
Ova studija pokušala je okarakterizirati glavne oblasti za proizvodnju koštičavog voća u Španjolskoj koristeći povijesne agroklimatske podatke (posebno temperature) sa 270 meteoroloških stanica koje se šire po takvim područjima i uporediti rezultate s budućim projekcijama u dva vremenska horizonta i RCP scenarijima. Oblasti proučavanja odabrane su na osnovu činjenice da će se sadašnje i buduće odluke koje će se donositi u pogledu uzgoja koštičavog voća (tj. breskve, kajsije, šljive, trešnje) uglavnom donositi u okviru sadašnjih proizvodnih područja, u kojima su znanja i Tehnologija za uzgoj ovih usjeva je snažno instalirana. Stoga se ova studija ne fokusira na druge buduće potencijalne lokacije za uzgoj koštičavog voća.
Glavne izračunate varijable, odnosno hlađenje i akumulacija topline, otkrivaju da su razmatrana područja prilično raznolika sa agroklimatskog stanovišta i da će klimatske promjene imati značajan uticaj, posebno u najtoplijim područjima čak iu srednjem roku. Modeli koji se koriste za izračunavanje bilo kojeg od njih (tj. Utah i Dynamic za hlađenje i Richardson i Anderson za akumulaciju topline) pokazuju vrlo visoke korelacije kao što je prethodno utvrđeno Ruiz et al. (2007, 2018).
Predviđeno je značajno smanjenje akumulacije hladnoće u svim područjima, što se slaže s prethodnim studijama u mediteranskim područjima (Benmoussa i dr., 2018, 2020; Rodríguez et al., 2019; Delgado et al., 2021; Fraga i Santos, 2021). Smanjenje akumulacije hlađenja bit će slično u apsolutnim vrijednostima u svim istraživanim regijama, ali one najtoplije (npr. Mediteran i dolina Guadalquivir) mogu biti mnogo više pogođene u smislu pogodnosti za uzgoj koštičavog voća jer je njihova trenutna situacija već ograničenje za mnoge sorte. U hladnim područjima kao što su dolina Ebro i Extremadura, smanjenje akumulacije hladnoće u principu neće biti prepreka za nastavak uzgoja, iako će na nekim posebnim hladnim lokacijama u Extremaduri i Mediteranu, smanjenje akumulacije hladnoće biti intenzivnije nego na drugim hladnim lokacijama. Treba napomenuti da, prema Slika 3, primećuje se nagli pad akumulacije hladnoće između trenutne situacije i bliske budućnosti. Rezolucija korištene mreže, čak i ako je fina (∼5 km) može biti uzrok ovog efekta. Drugi mogući izvori neslaganja koji dovode do preuveličanih razlika između projektovanih i stvarnih vrednosti mogu biti preostale pristranosti GCM modela koje nisu u potpunosti minimizirane tokom procesa smanjenja ili činjenica da upoređujemo proračune izvršene sa stvarnim satnim temperaturama (tj. scenarija) i proračuni izvedeni s idealiziranim temperaturnim krivuljama izvedenim iz projektovanih dnevnih maksimalnih i minimalnih temperatura (Linvill, 1990) za buduće scenarije. Slične nagle padove u bliskoj budućnosti primijetili su i Rodríguez et al., koji su prognozirali smanjenje do 30 hladnih porcija za period 2021-2050 na nekim lokacijama u Španiji (Rodríguez et al., 2019), što se slaže s našim rezultatima. Benmoussa et al. (2020), Delgado et al. (2021), I Fraga i Santos (2021) također je prijavio iznenadne padove između istorijskog i budućeg scenarija u Tunisu, Portugalu i Asturiji (sjeverna Španija), respektivno. Kao iu našem slučaju, ove studije su također pokazale da se u bliskoj budućnosti ne pojavljuju bitne razlike za akumuliranu hladnoću bez obzira na RCP koji se razmatra. Za razliku od akumulacije hlađenja, akumulacija topline će rasti u svim scenarijima (naročito u 2055_RCP8.5 kako se očekuje), a njena evolucija je inverzna od ove akumulacije hlađenja. Ovo je takođe primetio od Fraga i Santos (2021) za Portugal.
Također su izračunate vjerovatnoće mraza i abnormalnih vrućina u sedmicama u kojima oni mogu značajno utjecati na prinos i proizvodnju (npr. kasni mraz ili abnormalni toplinski događaji prije otpuštanja endodormancije). Za sadašnji scenario, mrazevi su češći u hladnim područjima, kao što se i očekivalo. Nenormalni toplotni događaji u ključnim sedmicama bili su koncentrisani na području Mediterana tokom proteklih godina, ali sa vrlo malom vjerovatnoćom. Buduće procjene za ove varijable pokazuju da mrazevi u sedmicama u kojima može utjecati na proizvodnju koštičavog voća (Miranda i dr., 2005; Julian et al., 2007) će se smanjivati kako stoljeće odmiče i biće rjeđe za RCP8.5, što se slaže s prethodnim studijama (Leolini i dr., 2018). Međutim, neka područja doline Ebra i određene unutrašnje lokacije mediteranskih područja i dalje će biti podvrgnute značajnom broju mrazeva u prethodnim sedmicama čak iu najtoplijem scenariju (tj. 2055_RCP8.5, Slika 5). Definicija pojave mraza u smislu temperature i vremena izlaganja usko je povezana s fenološkim stadijem postojeće sorte (Miranda i dr., 2005). S obzirom na veliku raznolikost mogućih sorti koštičavog voća, od vrlo niske do vrlo visoke CR, i broj analiziranih lokacija, od hladnih do toplih, utvrđivanje definicija događaja mraza za određenu sortu/lokaciju nije izvodljivo u ovoj studiji zbog velikog obima uključene informacije. Ove vrste istraživanja se obično provode na nekoliko lokacija i/ili sorti, poput one koju izvodi Lorite et al. (2020) za bademe u Španiji, Fernandez et al. (2020) u Čileu, koji je izračunao minimalne temperature ispod 0°C tokom perioda cvatnje najreprezentativnijih vrsta listopadnih voćaka koje se uzgajaju na svakom od devet razmatranih lokacija, ili Parker et al. (2021) koji su razmatrali različite temperature i fenološke faze za tri vrste (tj. bademe, avokado i pomorandže), ali su također izvršili opštu karakterizaciju područja uzimajući u obzir tri temperature (0, −2 i +2°C) i vrijeme izlaganja. Naš izbor od -1°C i najmanje tri uzastopna sata ima za cilj karakterizaciju evolucije mraznih događaja, a ne povezivanje specifične štete na određene sorte, što bi pretpostavljalo drugačije istraživanje. Ova definicija je usvojena nakon preuzimanja mišljenja stručnjaka. Zbog velikog broja sorti u smislu CR i HR i raznolikosti temperaturnih režima na razmatranim područjima u ovoj studiji, odabrali smo one sedmice (od 2 do 10) u kojima se mogu naći sve (ili većina) kombinacije sorta/lokacija. podložni oštećenjima od mraza prema njihovom fenološkom stadiju. Za potrebe donošenja odluka, proizvođači bi trebali odabrati kartu koja najbolje odgovara njihovoj konkretnoj situaciji (tj. sorta/lokacija) kako bi doneli optimalnu odluku. Općenito, topla područja i/ili ranocvatuće sorte će se odnositi na ranije sedmice u razmatranom rasponu, dok će hladna područja i/ili kasnocvjetne sorte biti u vezi sa kasnijim sedmicama u razmatranom rasponu. Nenormalni toplinski događaji zimi koji mogu potaknuti rano otpuštanje endodormancije, što negativno utječe na proizvodnju (Viti i Monteleone, 1995; Rodrigo i Herrero, 2002; Ladwig et al., 2019), bit će povećan uglavnom u dolini Guadalquivir, obalnim mediteranskim područjima, kao iu Extremaduri i nekim područjima doline Ebro sredinom ili krajem februara (Slika 6). Kvantifikacija ove metrike se obično ne obrađuje u literaturi, ali može izazvati važne probleme u proizvodnji u toplim područjima, kao što je uočeno posljednjih godina. Opet, postavljanje 25°C ili više na najmanje tri uzastopna sata za definiranje takvog događaja motivirano je mišljenjima stručnjaka. Slično kao i sa vjerovatnoćama pojave mraza, odabrali smo one sedmice (od 49 do 8) u kojima bi sve (ili većina) kombinacija sorte/lokacije mogle biti podložne uticaju ovih događaja u skladu sa njihovim fenološkim stadijem. Općenito, topla područja i/ili ranocvatuće sorte će se odnositi na ranije sedmice u razmatranom rasponu, dok će hladna područja i/ili kasnocvjetne sorte biti u vezi sa kasnijim sedmicama u razmatranom rasponu.
Agroklimatske metrike izračunate u ovoj studiji pružaju vrijedne informacije proizvođačima da odaberu najpogodnije sorte u svakom proizvodnom području sa gledišta prilagođavanja. Svaka sorta ima svoje CR za razbijanje endodormancije (Campoy et al., 2011b; Fadón et al., 2020b). Smanjenje akumulacije hladnoće kako je predviđeno u budućim scenarijima može uzrokovati da trenutno uzgojene sorte ne ispune svoju CR u određenim područjima, posebno u područjima Mediterana i doline Guadalquivir, koja su već topla. To bi uključivalo nepotpuno otpuštanje endodormancije koje utiče na voćke u tri glavna aspekta, naime, opadanje cvjetnih pupoljaka (a samim tim i slabo cvjetanje), kašnjenje u cvatnji i nicanju, te nedostatak ujednačenosti u oba procesa, što dovodi do ozbiljnih produktivnih problema (Legave et al., 1983; Erez, 2000; Atkinson et al., 2013). Sve ovo može proizvesti značajne ekonomske gubitke za proizvođače. U tom kontekstu, znanje o CR za različite sorte je ključno, iako su trenutno dostupne informacije relativno oskudne u koštičavim voćkama (Fadón et al., 2020b), uključujući breskvu (Maulión et al., 2014), kajsija (Ruiz et al., 2007), šljiva (Ruiz et al., 2018), i trešnje (Alburquerque et al., 2008).
U toplim područjima kao što su Mediteran i dolina Guadalquivir, gdje je akumulirana hladnoća ispod 60 porcija u trenutnoj situaciji, uzgajaju se ranozrele sorte sa CR između 30 i 60 porcija. Ispunjenje CR za ove sorte može biti ugroženo u svim analiziranim budućim scenarijima (Slika 2). Da bi se osigurala prilagodljivost različitih vrsta/kultivara za ova područja, možda će biti potrebno preseljenje, a neke od sorti treba premjestiti u bliska područja (unutrašnje zone u području Mediterana ili prema Extremaduri u slučaju doline Guadalquivir) gdje će CR biti ispunjen čak iu budućim scenarijima, a očekuje se smanjenje rizika od mraza. U tom kontekstu, uvođenje ili razvoj sorti sa vrlo niskim CR-om postaje ključni cilj koji treba uzeti u obzir u programima oplemenjivanja postojećih vrsta/kultivara, posebno kako bi bili pogodni za topla područja gdje će adaptacija sadašnjih sorti biti ugrožena u budućnosti. scenariji. U suprotnom, ova područja neće moći zadržati svoje proizvodne i ekonomske aktivnosti vezane za proizvodnju koštičavog voća. Osim toga, različite agronomske prakse i strategije također bi se mogle primijeniti kako bi se smanjilo smanjenje akumulacije hladnoće u ovim područjima barem lokalno. U toplim područjima za proizvodnju koštičavog voća već je opisana primjena biostimulansa za razbijanje endodormancije prije ispunjenja CR-a ili korištenje mreža za zasjenjenje tijekom različitih faza mirovanja (Gilreath i Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa et al., 2004; Campoy et al., 2010; Petri i dr., 2014), iako se moraju provesti daljnja istraživanja i optimizacija kako bi ove tehnike bile djelotvornije i promovirale njihovu sistematsku upotrebu. Nasuprot tome, u najhladnijim proizvodnim područjima kao što su dolina Ebra, sjeverna Extremadura i neke unutrašnje lokacije u području Mediterana, očekuje se manje mrazeva, što bi moglo omogućiti ranije sorte od sadašnjih, što bi povećalo broj održivih sorti i, dakle, ponuda tržištu sa pozitivnim ekonomskim posljedicama za područje. Općenito, u svim proizvodnim područjima, ključno je razmotriti trenutno uzgojene sorte i analizirati koje su na ivici njihovog ispunjenja CR-a kako bi ih zamijenili ili premjestili ili uveli gore opisane prakse upravljanja kako bi se osiguralo prilagođavanje novim klimatskim promjenama. scenarija.
Što se tiče akumulacije topline, budući scenariji predviđaju povećanje ove varijable u svim razmatranim područjima (Slika 4). U toplim i srednjim područjima, ova varijabla nije toliko odlučujuća kao akumulacija hladnoće, ali može imati relevantan utjecaj na fenologiju, proizvodeći napredak u datumima cvjetanja i na taj način povećavajući potencijalni rizik od ozljeda od mraza (Mosedale et al., 2015; Unterberger et al., 2018; Ma et al., 2019). Kao dodatna tačka, ovaj napredak cvjetanja će uključivati i napredak zrenja (Peñuelas i Filella, 2001; Campoy et al., 2011b), što proizvođači moraju uzeti u obzir kako bi svoje proizvode strateški plasirali na tržište. Nasuprot tome, u hladnim područjima nedostatak akumulacije topline u trenutnoj situaciji može štetiti fenološkom razvoju i rastu plodova (Fadón et al., 2020a). Ovim trenutno hladnim područjima će favorizirati prognozirano povećanje akumulacije topline za buduće scenarije. Kao što je prikazano u Slika 6, abnormalni toplinski događaji će biti češći u budućim scenarijima na datume kada voćke još nisu oslobodile endodormanciju, posebno u toplim područjima poput doline Guadalquivir i mediteranskih lokacija. Ovi događaji mogu imati vrlo negativan učinak kada su CR djelomično pokriveni (oko 60-70%), izazivajući nepotpuno otpuštanje mirovanja koje može uključivati vegetativne probleme i probleme cvjetanja, s negativnim utjecajem na zametanje plodova i prinos (Rodrigo i Herrero, 2002; Campoy et al., 2011a).
U svakom slučaju, promjene u režimima hlađenja i akumulacije topline nemaju zajednički učinak na sve sorte i njihove lokacije jer se mogu pojaviti neki kompenzacijski efekti u pogledu ravnoteže hladnoće/akumulacije topline u smislu otpuštanja endodormancije ili predviđanja datuma cvjetanja (Pope et al., 2014). Osim toga, agroklimatska karakterizacija lokacija na vrlo lokalnoj razini može zahtijevati posebnu kalibraciju podataka zbog prostorne heterogenosti (Lorite et al., 2020) za donošenje najboljih odluka u pogledu optimalnog odabira sorti. Rezultati predstavljeni u ovoj studiji mogu biti korisni ne samo za proizvodnju koštičavog voća, već i za drugo voće umjerenog područja od ogromnog značaja u incumbent područjima, na primjer, vinovu lozu u La Rioji (dolina Ebro) ili drugim. Ovi rezultati mogu biti osnova sistema za podršku odlučivanju za pomoć proizvođačima u donošenju optimalnih strateških odluka (npr. odabir sorte, preseljenje i implementacija praksi upravljanja ublažavanjem) u srednjoročnom i dugoročnom periodu.
Izjava o dostupnosti podataka
Originalni doprinosi predstavljeni u studiji uključeni su u članak/Dopunski materijal, daljnji upiti se mogu uputiti odgovarajućim autorima.
Autor priloga
MC, JG-B, JG i DR osmislili su i dizajnirali studiju. MC je dao agroklimatske podatke za trenutni scenario. JAE je izvršio proračune za buduće scenarije. JAE i DR napisali su glavni dio rukopisa. JE je pružio informacije o tehničkim agronomskim aspektima. JG je rukovodio inovativnim projektom koji je finansirao ovo istraživanje. Svi autori su revidirali dokument i odobrili dostavljenu verziju.
finansiranje
Finansijsku podršku dalo je špansko Ministarstvo poljoprivrede, ribarstva i hrane kroz Inovacioni projekat „Prilagođavanje sektora koštičavog voća klimatskim promenama“ (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) i PRIMA, program podržan u okviru H2020, Okvira Evropske unije program za istraživanje i inovacije (“AdaMedOr” projekat; grant broj PCI2020-112113 španskog Ministarstva nauke i inovacija).
Sukob interesa
Autori izjavljuju da je istraživanje sprovedeno u odsustvu bilo kakvih komercijalnih ili finansijskih odnosa koji bi se mogli tumačiti kao potencijalni sukob interesa.
Napomena izdavača
Sve tvrdnje izražene u ovom članku isključivo su tvrdnje autora i ne predstavljaju nužno one njihovih pridruženih organizacija ili izdavača, urednika i recenzenata. Izdavač ne jamči niti podržava bilo koji proizvod koji se može ocijeniti u ovom članku ili tvrdnje koje može proizvesti njegov proizvođač.
priznanja
Zahvaljujemo svim članovima španske operativne grupe „Prilagodba sektora koštičavog voća klimatskim promjenama“ (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) na njihovom vrijednom doprinosu razvoj projekta. Zahvaljujemo AEMET-u na podacima dostupnim na njegovoj web stranici (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Dopunski materijal
Dodatni materijal za ovaj članak možete pronaći na adresi: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Dodatna slika 1 | Korelacija između srednjih akumuliranih porcija i rashladnih jedinica za trenutni scenario u svim meteorološkim stanicama.
Dodatna slika 2 | Korelacija između srednje akumuliranog GDH za Andersonove i Richardsonove modele za trenutni scenario na svim meteorološkim stanicama.
reference
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A., i Burgos, L. (2008). Zahtjevi za hlađenjem i toplinom sorti trešnje i odnos između nadmorske visine i vjerovatnoće zadovoljavanja zahtjeva za hlađenjem. 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., i Rodríguez-Camino, E. (2018). Strategija za generisanje projekcija klimatskih promena koje hrani špansku zajednicu uticaja. Adv. Sci. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA, i Kesner, CD (1986). Validacija modela rashladne jedinice i fenologije cvjetnih pupoljaka za višnje “Montmorency”. Acta Hortic. 1986, 71–78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM, i Jones, HG (2013). Smanjenje hlađenja i njegov utjecaj na višegodišnje usjeve umjerenog područja. Environ. Exp. Bot. 91, 48–62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Benmoussa, H., Ben Mimoun, M., Ghrab, M., i Luedeling, E. (2018). Klimatske promjene prijete centralnim tuniskim voćnjacima orašastih plodova. Int. J. Biometeorol. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Benmoussa, H., Luedeling, E., Ghrab, M., i Ben Mimoun, M. (2020). Oštar pad zimske hladnoće utječe na voćnjake i orašaste plodove u Tunisu. Clim. Chan. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L., i Egea, J. (2011a). Visoke temperature i vrijeme do pupoljaka kod nisko ohlađene kajsije 'Palsteyn'. Ka boljem razumijevanju ispunjenja zahtjeva za hlađenjem i toplinom. Sci. Hortic. 129, 649–655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Campoy, JA, Ruiz, D., i Egea, J. (2011b). Mirovanje u umjerenim voćkama u kontekstu globalnog zagrijavanja: pregled. Sci. Hortic. 130, 357–372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D., i Egea, J. (2010). Efekti sjenčanja i tretmana tidiazuron+uljem na prekid mirovanja, cvjetanje i zametanje plodova kajsije u toplo-zimskoj klimi. Sci. Hortic. 125, 203–210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Chmielewski, F.-M., Götz, K.-P., Weber, KC, i Moryson, S. (2018). Klimatske promjene i štete od proljetnog mraza za trešnje u Njemačkoj. Int. J. Biometeorol. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Chylek, P., Li, J., Dubey, MK, Wang, M., i Lesins, G. (2011). Posmatrano i modelirano simulirano varijabilnost arktičke temperature 20. stoljeća: kanadski model zemaljskog sistema CanESM2. Atmos. Chem. Phys. Diskusija. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC, i Mudzunga, J. (2004). Hemijska sredstva za razbijanje ostataka za južnoafričku industriju sjemenki i koštičavog voća. Acta Hortic. 2004, 295–302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Delgado, A., Dapena, E., Fernandez, E., i Luedeling, E. (2021). Klimatski zahtjevi tokom mirovanja na stablima jabuke sa sjeverozapadne Španije – Globalno zagrijavanje može ugroziti uzgoj sorti sa visokim temperaturama. 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). GFDL-ovi CM2 globalni klimatski modeli. dio I: karakteristike formulacije i simulacije. 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). Projekcije klimatskih promjena korištenjem modela zemaljskog sistema IPSL-CM5: od CMIP3 do CMIP5. Clim. Dyn. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Hemijska kontrola pucanja pupoljaka. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). “Bud Dormancy; Fenomen, problemi i rješenja u tropima i suptropima”, u Umjerene voćne kulture u toplim klimama, ed. A. Erez (Dordrecht: Springer), 17–48. doi: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Fadón, E., Fernandez, E., Behn, H., i Luedeling, E. (2020a). Konceptualni okvir za zimsko mirovanje lišćara. Agronomija 10:241. doi: 10.3390/agronomy10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME, i Rodrigo, J. (2020b). Potrebe za hlađenjem i toplinom umjerenih koštičavih voćaka (Prunus sp.). Agronomija 10:409. doi: 10.3390/agronomy10030409
FAOSTAT (2019). Podaci o hrani i poljoprivredi. Rim: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF, i Luedeling, E. (2020). Izgledi za smanjenje zimske hladnoće za proizvodnju listopadnog voća u Čileu tokom 21. stoljeća. Clim. Chan. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A., i Couvillon, GA (1987). Temperaturna ovisnost prekida mirovanja u biljkama: matematička analiza modela u dva koraka koji uključuje kooperativnu tranziciju. J. Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H. i Santos, JA (2021). Procjena uticaja klimatskih promjena na hlađenje i prisiljavanje za glavne regije svježeg voća u Portugalu. Prednji. Plant Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR, i Buchanan, DW (1981). Razvoj cvjetnih i vegetativnih pupoljaka nektarine “Sungold” i “Sunlite” pod utjecajem evaporativnog hlađenja prskanjem iznad glave tokom odmora. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 106, 321-324.
Giorgetta, MA, Jungclaus, J., Reick, CH, Legutke, S., Bader, J., Böttinger, M., et al. (2013). Promjene klime i ciklusa ugljika od 1850. do 2100. godine u MPI-ESM simulacijama za fazu 5 projekta međusobnog poređenja spojenih modela. J. Adv. Model. Earth Syst. 5, 572–597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F., i Lionello, P. (2008). Projekcije klimatskih promjena za regiju Mediterana. Glob. Planeta. Chan. 63, 90–104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Guo, L., Dai, J., Wang, M., Xu, J., i Luedeling, E. (2015). Odgovori proljetne fenologije u drveću umjerene zone na klimatsko zagrijavanje: studija slučaja cvjetanja kajsije u Kini. Agric. Za. 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). Granice distribucije kao prirodne laboratorije za zaključivanje odgovora vrsta na cvjetanje na zagrijavanje klime i implikacije za rizik od mraza. Agric. Za. Meteorol. 268, 299–307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Hatfield, JL, Sivakumar, MVK, i Prueger, JH (ur.) (2019). Agroklimatologija: Povezivanje poljoprivrede sa klimom. 1st ed. Madison: Američko agronomsko društvo.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA, i Rodríguez-Camino, E. (2022a). Evaluacija statističkih metoda smanjivanja za projekcije klimatskih promjena u Španiji: sadašnji uslovi sa savršenim prediktorima. Int. J. Climatol. 42, 762–776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., i Rodríguez-Camino, E. (2022b). Evaluacija statističkih metoda smanjivanja za projekcije klimatskih promjena u Španiji: budući uslovi sa pseudo stvarnošću (eksperiment prenosivosti). Int. J. Climatol. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Klimatske promjene 2021: Osnove fizičke nauke. Doprinos Radne grupe I Šestom izvještaju o procjeni Međuvladinog panela za klimatske promjene. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., et al. (2014). Opis i osnovna procjena modela zemaljskog sistema Pekingskog normalnog univerziteta (BNU-ESM) verzija 1. Geosci. Model Dev. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M., i Rodrigo, J. (2007). Oštećenje od opadanja cvjetnih pupoljaka i predcvjetanja marelice (Prunus armeniaca L.). J. Appl. Bot. Food Qual. 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW, i Henn, JJ (2019). Ekstremno topli zimski događaj uzrokuje izuzetno rano pucanje pupoljaka za mnoge drvenaste vrste. Ekosfera 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G., and Marco, F. (1983). Neki deskriptivni aspekti kapanja obrađuju cvjetne pupoljke, ili mladi cvjetovi uočeni na stablu kajsije na jugu Francuske. Acta Hortic. 1983, 75–84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Leolini, L., Moriondo, M., Fila, G., Costafreda-Aumedes, S., Ferrise, R., i Bindi, M. (2018). Kasni proljetni mraz utječe na buduću distribuciju vinove loze u Evropi. Field Crops Res. 222, 197–208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Izračunavanje sati hlađenja i rashladnih jedinica iz dnevnih zapažanja maksimalne i minimalne temperature. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et al. (2020). Uloga fenologije u uticajima klimatskih promjena i strategijama prilagođavanja za usjeve drveća: studija slučaja o nasadima badema u južnoj Europi. Agric. Za. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Luedeling, E. (2012). Utjecaj klimatskih promjena na zimsku hladnoću za umjerenu proizvodnju voća i orašastih plodova: pregled. Sci. Hortic. 144, 218–229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Luedeling, E. (2019). chillR: statističke metode za fenološke analize u voćkama umjerene klime. R paket verzija 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA, i Brown, PH (2011). Klimatske promjene utječu na zimsku hladnoću za umjereno voće i stabla orašastih plodova. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T., i Urbach, C. (2021). PhenoFlex – integrirani model za predviđanje proljetne fenologije u voćkama umjerene klime. Agric. Za. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H., i Berninger, F. (2019). Divergentni trendovi u riziku od oštećenja drveća od proljećnog mraza u Evropi sa nedavnim zatopljenjem. Glob. Chan. Biol. 25, 351–360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J., i Asante, EA (2018). Učinci zasjenjenja i zastora otpornih na insekte na mikroklimu usjeva i proizvodnju: pregled nedavnih dostignuća. 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). Poređenje metoda za procjenu potreba za hlađenjem i toplinom genotipova nektarine i breskve za cvjetanje. Sci. Hortic. 177, 112–117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Klimatske i ekološke promjene u mediteranskom basenu – trenutna situacija i rizici za budući prvi izvještaj o procjeni Mediterana. Marseille: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG, i Royo, JB (2005). Varijabilnost u odnosu između temperature mraza i stepena ozljede za neke kultivirane vrste prunusa. HortScience 40, 357–361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J. i Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: R paket za procjenu klimatske adaptacije umjerenih voćnih vrsta. Račun. Elektron. Agric. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ, i Maclean, IMD (2015). Klimatske promjene i izloženost usjeva nepovoljnim vremenskim prilikama: promjene rizika od mraza i uvjeta cvjetanja vinove loze. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE, i Bindi, M. (2002). Posljedice klimatskih promjena na evropsku poljoprivrednu produktivnost, korištenje zemljišta i politiku. EUR. J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Parker, L., Pathak, T., i Ostoja, S. (2021). Klimatske promjene smanjuju izloženost mrazu za visokovrijedne usjeve kalifornijskih voćnjaka. Sci. Total Environ. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J., i Filella, I. (2001). Odgovori na svijet koji se zagrijava. nauka 294, 793 – 795. doi: 10.1126 / science.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC, i Haverroth, FJ (2014). Hemijska indukcija pucanja pupoljaka: proizvodi nove generacije koji zamjenjuju cijanamid vodonik. Acta Hortic. 2014, 159–166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Pope, KS, Da Silva, D., Brown, PH, i DeJong, TM (2014). Biološki zasnovan pristup modeliranju proljetne fenologije u umjerenim listopadnim stablima. Agric. Za. Meteorol. 198, 15–23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD i Walker, DR (1974). Model za procjenu završetka odmora za stabla breskve “Redhaven” i “Elberta”. HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J., and Herrero, M. (2002). Utjecaj temperatura prije cvjetanja na razvoj cvjetova i zametanje plodova kajsije. Sci. Hortic. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Centeno, A., i Ruiz-Ramos, M. (2021). Održivost umjerenih sorti voćaka u Španjolskoj pod klimatskim promjenama prema akumulaciji hlađenja. 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). Akumulacija hladnoće u voćkama u Španiji usljed klimatskih promjena. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA, i Egea, J. (2007). Potrebe za hlađenjem i toplotom sorti kajsije za cvetanje. 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, i Campoy, JA (2018). Potrebe za hlađenjem i toplinom japanskih sorti šljive za cvjetanje. 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). Efekti tropskih ciklona na prijenos topline okeana u modelu opće cirkulacije visoke rezolucije. J. Clim. 24, 4368–4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA, i Stratonovitch, P. (2010). Upotreba multimodelskih cjelina iz globalnih klimatskih modela za procjenu uticaja klimatskih promjena. Clim. Res. 41, 1–14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Mreže automatskih meteoroloških stanica: Vodič za validaciju podataka o vremenu iz mreža stanica. Madrid: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., et al. (2018). Rizik od proljetnog mraza za regionalnu proizvodnju jabuka u toplijoj klimi. 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). Reprezentativni putevi koncentracije: pregled. Clim. Chan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R., i Monteleone, P. (1995). Utjecaj visoke temperature na prisustvo anomalija cvjetnih pupoljaka kod dvije sorte kajsije koje karakterizira različita produktivnost. Acta Hortic. 1995, 283–290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA, i Gusev, AV (2010). Simulacija današnje klime sa INMCM4.0 spojenim modelom opće cirkulacije atmosfere i oceana. 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). Multimodelni ansambli poboljšavaju predviđanja interakcija usjeva-okruženje-upravljanje. 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: opis modela i osnovni rezultati eksperimenata 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., et al. (2014). Pregled razvoja BCC modela klimatskog sistema i primjene za studije klimatskih promjena. 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). Novi globalni klimatski model Instituta za meteorološka istraživanja: MRI-CGCM3 — Opis modela i osnovne performanse. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23–64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Ključne riječi: Prunus, koštičavo voće, adaptacija, akumulacija hladnoće, fenologija, rizik od mraza, izbor sorte, agroklimatska metrika
Obrazac: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J i Ruiz D (2022) Agroklimatske metrike za glavna područja proizvodnje koštičavog voća u Španjolskoj u sadašnjim i budućim scenarijima klimatskih promjena: implikacije s prilagodljive tačke gledišta. Prednji. Plant Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
Primljeno: 23 Decembar 2021; Prihvaćeno: 02 maj 2022;
Objavljeno: 08 jun 2022.
Uređeno od:Hisayo Yamane, Univerzitet Kyoto, Japan
Pregledano od strane:Liang Guo, Northwest A&F University, Kina
Kirti Rajagopalan, Washington State University, Sjedinjene Američke Države
autorsko pravo © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea i Ruiz. Ovo je članak otvorenog pristupa koji se distribuira pod uslovima Creative Commons licenca za priznanje (CC BY). Upotreba, distribucija ili reprodukcija na drugim forumima je dozvoljena, pod uslovom da su izvorni autor (i) i vlasnik (i) autorskih prava priznati i da je izvorna publikacija u ovom časopisu citirana, u skladu sa prihvaćenom akademskom praksom. Nije dozvoljena upotreba, distribucija ili reprodukcija koja nije u skladu sa ovim uslovima.
* Korespondencija: Jose A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
Izvor: https://www.frontiersin.org